普通高等教育“十二五”规划教材：数字电子技术与逻辑设计（第3版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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徐维，蒋渭忠 编

图书标签:

• 数字电子技术
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• 数字电路
• 计算机基础
• 电子工程
• 模拟电子技术

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512339149

版次：3

商品编码：11187119

包装：平装

丛书名： 普通高等教育十二五规划教材

开本：16开

出版时间：2013-02-01

页数：264

内容简介

　　《普通高等教育“十二五”规划教材：数字电子技术与逻辑设计（第3版）》在第二版的基础上增加了一些设计型的例题、习题，供学生在理论学习之后进行实验调试；同时在部分章节中增加了使用Multisim9分析和仿真数字逻辑电路的简单内容。
　　《普通高等教育“十二五”规划教材：数字电子技术与逻辑设计（第3版）》内容简明扼要、通俗易懂、突出重点、概念清晰、深入浅出，主要包括数字电路基础、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲电路、数/模（D/A）和模/数（A/D）转换、半导体存储器、可编程逻辑器件等，且每章都配有小结和习题，文后配有习题参考答案。

目录

前言

第二版前言

第一版前言

第1章 数字电路基础

1．1 概述

1．2 数制

1．3 码制

小结

习题

第2章 逻辑代数基础

2．1 概述

2．2 基本逻辑运算

2．3 逻辑代数的基本公式、常用公式和重要规则

2．4 逻辑函数及其表示方法

2．5 逻辑函数表达式的表示形式

2．6 用Multisim 9进行逻辑函数的各种表示方式之间的相互转换

小结

习题

第3章 逻辑门电路

3．1 概述

3．2 分立元件的开关特性

3．3 TTL集成与非门电路

3．4 特殊的TTL门电路

3．5 常用TTL门电路

3．6 其他双极型门电路

3．7 MOS门电路

小结

习题

第4章 组合逻辑电路

4．1 概述

4．2 组合逻辑电路的分析

4．3 组合逻辑电路的设计

4．4 常用集成组合逻辑电路

4．5 用中规模集成电路设计组合电路

4．6 组合逻辑电路中的竞争冒险现象

4．7 用Multisim 9实现组合逻辑电路的设计

小结

习题

第5章 触发器

5．1 概述

5．2 基本触发器

5．3 同步时钟触发器

5．4 主从触发器

5．5 边沿触发器

5．6 各种类型触发器之间的相互转换

5．7 用Multisim 9验证触发器的逻辑功能及其应用

小结

习题

第6章 时序逻辑电路

6．1 概述

6．2 时序逻辑电路的分析

6．3 时序逻辑电路的设计

6．4 常用时序逻辑器件

6．5 常用集成逻辑器件及其应用

6．6 Multisim 9分析时序逻辑电路

小结

习题

第7章 脉冲电路

7．1 概述

7．2 施密特触发器

7．3 单稳态触发器

7．4 多谐振荡器

7．5 集成定时器555及其应用

7．6 用Multisim 9分析由555定时器构成的脉冲电路

小结

习题

第8章 数／模（D／A）和模／数（A／D）转换

8．1 概述

8．2． D／A转换器

8．3 A／D转换器

小结

习题

第9章 半导体存储器

9．1 概述

9．2 只读存储器

9．3 随机存储器

9．4 存储器容量的扩展

9．5 ROM的应用

小结

习题

第10章 可编程逻辑器件

10．1 概述

10．2 可编程阵列逻辑PAL

10．3 通用可编程逻辑阵列GAL

10．4 可编程逻辑器件应用举例

小结

习题

部分习题参考答案

参考文献

前言/序言

数字电子技术与逻辑设计：原理、应用与前沿探索 引言 数字电子技术是现代信息社会蓬勃发展的基石，其应用渗透到我们生活的方方面面，从智能手机、电脑到先进的通信系统、工业自动化，无一不依赖于数字电子技术的强大支撑。本书旨在系统性地介绍数字电子技术的核心概念、基本原理以及逻辑设计的核心方法。我们将从最基础的二进制数系统出发，逐步深入到组合逻辑和时序逻辑电路的设计与分析，并通过丰富的实例展现数字电路在实际系统中的应用。本书不仅关注理论知识的传授，更强调实际动手能力和解决工程问题的训练，力求为读者构建扎实的数字电子技术理论基础，并培养其独立进行逻辑设计的能力。 第一部分：数字电路基础 第一章：二进制数系统与编码 本章将为读者打开数字世界的大门。我们将深入理解二进制数系统的优势，并学习如何进行二进制、十进制、八进制和十六进制数之间的相互转换，这是进行数字电路设计和理解其工作原理的基础。随后，我们将介绍不同的编码方式，包括： 无符号数与带符号数表示： 理解如何表示正负数，以及各种带符号数表示法（如原码、反码、补码）的原理和优劣，这对于理解计算机内部数据表示至关重要。 BCD码（二进制编码的十进制码）： 学习如何将十进制数字用二进制形式表示，及其在某些特定应用中的便利性。 ASCII码（美国信息交换标准代码）： 了解计算机如何表示文本信息，ASCII码的编码规则及其在字符处理中的作用。 海明码（Hamming Code）等纠错码： 探索数据传输和存储中的可靠性问题，学习如何利用编码技术检测和纠正错误，确保数据的完整性。 第二章：逻辑门与布尔代数 本章是数字逻辑设计的心脏。我们将详细讲解构成数字电路的基本单元——逻辑门（Logic Gates）。 基本逻辑门： 深入理解与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）的功能、逻辑符号和真值表。 通用逻辑门： 学习与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）以及同或门（XNOR）的工作原理，并理解它们在电路设计中的重要性，特别是与非门和或非门作为通用逻辑门的应用。 布尔代数基础： 引入布尔代数（Boolean Algebra），这是描述和简化逻辑电路的数学工具。我们将学习布尔代数的基本定律（如交换律、结合律、分配律、德摩根定理等），并掌握如何利用这些定律对复杂的逻辑表达式进行化简。 逻辑函数的表示： 学习如何使用真值表、逻辑表达式和卡诺图（Karnaugh Map, K-map）来表示和分析逻辑函数，卡诺图是简化复杂逻辑函数的一种直观且高效的方法。 第三章：组合逻辑电路 组合逻辑电路是数字电路中一类重要的电路，其输出仅取决于当前的输入信号，与电路的历史状态无关。本章将介绍几种典型的组合逻辑电路及其设计方法。 加法器与减法器： 学习半加器、全加器、并行加法器、多位减法器的设计原理，理解它们在算术运算中的核心作用。 编码器与译码器： 掌握编码器（Encoder）将多路输入转换为少数几路输出（如键盘输入转换为二进制码）的设计，以及译码器（Decoder）将少数几路输入扩展为多路输出（如地址译码）的应用。 多路选择器（Multiplexer, MUX）与多路分配器（Demultiplexer, DEMUX）： 学习多路选择器如何根据控制信号从多路输入中选择一路输出，以及多路分配器如何将一路输入分发到多路输出，它们是数据选择与分配的关键电路。 比较器： 理解比较器如何判断两个二进制数的大小关系。 组合逻辑电路的设计流程： 总结并实践从需求分析、逻辑抽象、布尔表达式推导、逻辑化简到电路实现的全过程。 第二部分：时序逻辑电路与存储器 第四章：触发器与时序逻辑电路基础 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还与电路过去的状态有关。触发器是构建时序逻辑电路的基本单元。 触发器（Flip-Flop）的分类与工作原理： 详细介绍SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发器的结构、工作特性（如时钟信号、置位、复位、翻转等），以及如何分析它们的时序行为。 锁存器（Latch）： 学习与触发器相关的锁存器（如门控SR锁存器、门控D锁存器），理解其电平触发的工作方式。 时序逻辑电路的时序图分析： 掌握如何通过时序图理解触发器和时序逻辑电路的时序行为，包括建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）等关键参数。 第五章：寄存器与计数器 本章将基于触发器，介绍更复杂的时序逻辑电路。 寄存器（Register）： 学习如何用触发器构建移位寄存器（Serial-In/Serial-Out, Serial-In/Parallel-Out, Parallel-In/Serial-Out, Parallel-In/Parallel-Out）和并行寄存器，理解它们在数据存储和移位操作中的作用。 计数器（Counter）： 深入研究计数器的设计和工作原理，包括： 异步计数器（Ripple Counter）： 了解其结构简单但存在时钟偏移的问题。 同步计数器（Synchronous Counter）： 学习如何设计状态机驱动的同步计数器，以克服异步计数器的缺点。 加法计数器、减法计数器、可预置计数器、可逆计数器： 掌握不同功能的计数器设计。 应用实例： 探索计数器在频率分频、数字显示、定时控制等方面的广泛应用。 第六章：有限状态机（FSM） 有限状态机是描述和设计数字系统行为的强大模型。 状态机的基本概念： 引入状态、输入、输出、转移等基本概念。 米利型状态机（Mealy Machine）与摩尔型状态机（Moore Machine）： 详细讲解这两种状态机的区别与联系，理解它们的输出逻辑。 状态机的状态图和状态表： 学习如何使用状态图和状态表来直观地表示和描述状态机的行为。 状态机的设计流程： 掌握从需求分析到状态分配、逻辑综合、电路实现的全过程。 状态机在实际系统中的应用： 通过实例展示状态机在控制器设计、序列检测、通信协议等领域的应用。 第七章：存储器 存储器是数字系统的核心组成部分，用于存放程序和数据。 存储器的分类： 介绍读出存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）两大类。 ROM（Read-Only Memory）： 深入理解不同类型的ROM，包括掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）以及闪存（Flash Memory）的工作原理、特点和应用。 RAM（Random-Access Memory）： 详细讲解静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）的结构、工作原理、性能差异和应用领域。 存储器的组织结构： 理解存储器位扩展和字扩展的原理，以及如何构建大型存储系统。 第三部分：现代数字设计与应用 第八章：半导体存储器的工作原理 本章将进一步深入探讨各种半导体存储器（如SRAM、DRAM、Flash Memory）的内部电路结构和工作原理，从晶体管层面理解数据是如何存储和读写的。 SRAM单元结构与读写时序。 DRAM单元结构（电容存储）与刷新机制。 Flash Memory的擦写原理和管理技术。 第九章：逻辑器件与可编程逻辑器件（PLD） 本章将介绍实际电路中使用的逻辑器件，并重点介绍现代数字设计不可或缺的可编程逻辑器件。 TTL（Transistor-Transistor Logic）与CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）逻辑系列： 比较这两种主流逻辑系列的工作原理、电气特性、功耗和噪声容限。 可编程逻辑器件（PLD）概述： 介绍PLD的优势，包括灵活性、集成度高等。 PLA（Programmable Logic Array）、PAL（Programmable Array Logic）、GAL（Generic Array Logic）： 讲解这些早期PLD器件的结构和编程方式。 CPLD（Complex Programmable Logic Device）： 深入理解CPLD的宏单元、互连矩阵等结构，以及其在逻辑设计中的应用。 FPGA（Field-Programmable Gate Array）： 详细介绍FPGA的逻辑块（Logic Block）、输入/输出块（IOB）、可配置互连资源（Configurable Interconnects）等核心组成部分，以及其在原型设计、加速计算、嵌入式系统等领域的广泛应用。 第十章：硬件描述语言（HDL）与FPGA/CPLD设计流程 本章将介绍使用硬件描述语言（HDL）进行数字逻辑设计的现代方法。 HDL简介： 介绍Verilog HDL或VHDL语言的基本语法、数据类型、运算符、语句结构等。 HDL用于逻辑描述： 学习如何使用HDL来描述组合逻辑电路、时序逻辑电路和有限状态机。 HDL仿真与验证： 掌握使用仿真器对HDL代码进行功能仿真和时序仿真的方法，确保设计的正确性。 综合（Synthesis）： 理解综合工具如何将HDL代码转换为门级网表。 FPGA/CPLD设计流程： 详细介绍从HDL代码编写、仿真、综合、适配（Place & Route）到比特流生成和器件下载的完整流程。 实例： 通过实际的HDL设计项目，巩固所学知识。 第十一章：模数转换与数模转换 现代电子系统常常需要处理模拟信号和数字信号的转换。本章将介绍模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的基本原理。 模数转换器（ADC）： 介绍不同类型的ADC，如逐次逼近型ADC、双积分型ADC、Σ-Δ调制型ADC等，理解它们的转换原理、精度和速度。 数模转换器（DAC）： 介绍不同类型的DAC，如权电流DAC、电阻平均型DAC、Σ-Δ调制型DAC等，理解它们的转换原理和应用。 ADC与DAC在系统中的应用： 探讨它们在音频/视频处理、通信系统、数据采集等领域的关键作用。 第十二章：数字信号处理（DSP）基础 数字信号处理（DSP）是数字电子技术的重要应用领域。本章将对DSP的基础概念进行介绍。 离散时间信号与系统： 了解连续时间信号与离散时间信号的区别，以及基本的离散时间系统模型。 傅里叶变换在DSP中的应用： 介绍离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）的基本原理，理解它们在频谱分析中的作用。 数字滤波器： 介绍无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器，以及它们在信号滤波、去噪等方面的应用。 DSP处理器简介： 简要介绍专门用于DSP运算的处理器及其特点。 结论 本书力求为读者提供一个全面、系统且深入的数字电子技术与逻辑设计学习体验。通过理论知识的学习和实践能力的培养，读者将能够理解和掌握数字电路的设计与分析方法，为未来在电子工程、计算机科学、通信技术以及相关交叉领域的学习和工作打下坚实的基础。数字技术日新月异，本书所涵盖的内容是理解和驾驭这些技术的核心，希望它能成为您在数字世界中探索的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

从零开始构建扎实的逻辑思维体系，这本书是我的启蒙导师！ 在学习数字电子技术之前，我对“逻辑”这个概念的理解仅仅停留在日常语言和简单的推理上。这本书却将逻辑思维提升到了一个全新的高度，它教会我如何用严谨、系统的方式去分析和设计数字电路。每一次看到书中对组合逻辑和时序逻辑电路的讲解，我都仿佛置身于一个精密的机械装置之中，理解每一个齿轮的咬合、每一次信号的传输是如何精确地完成预设功能的。作者在讲解复杂电路时，总是能抽丝剥茧，层层深入，从最简单的逻辑单元开始，逐步组合成更复杂的系统。我特别欣赏书中的逻辑代数运算部分，它不像我之前接触过的那些枯燥的数学理论，而是与实际电路紧密结合，让我看到代数符号背后的电路实现，感受到了理论与实践的完美融合。这本书不仅仅是教授知识，更重要的是培养了我一种解决问题的能力，一种用逻辑去分解和理解复杂系统的思维方式。

评分☆☆☆☆☆

案例丰富，图文并茂，这本书让枯燥的理论焕发出生机！ 在我以往的学习经历中，很多技术类的书籍都因为过于枯燥的文字和抽象的概念而让我望而却步。然而，这本书在这方面做得非常出色！书中大量精美的图示和清晰的流程图，将那些原本晦涩难懂的电路原理和逻辑关系，变得直观易懂。每一次看到书中复杂的逻辑图被生动地可视化出来，或者看到某个实际应用案例的剖析，我都会觉得受益匪浅。作者似乎深谙如何将理论知识与实际应用巧妙地结合起来，通过丰富的案例，展示了数字电子技术在现实世界中的强大力量。我尤其喜欢书中对一些经典数字电路的讲解，比如加法器、译码器等等，它们通过生动形象的类比和图解，让我一下子就明白了它们的工作原理。这本书真的让我在学习过程中感受到了乐趣，也让我对数字电子技术产生了更浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

知识体系构建得极其完善，学习路径设计非常合理！ 这本书最让我印象深刻的一点是其完整的知识体系和科学的学习路径。它不是零散的知识点堆砌，而是围绕着“数字电子技术”这一核心，构建了一个逻辑严谨、层层递进的知识框架。从最基础的二进制数到复杂的集成电路设计，每一个章节都承接上一章的内容，又为下一章的展开做了铺垫。这种循序渐进的学习方式，让我在面对越来越深入的理论时，始终感到游刃有余，不会因为某个知识点的缺失而感到茫然。书中对于不同主题的划分也非常得当，无论是基础的逻辑门电路，还是更高级的硬件描述语言，都被安排在了合适的位置，让读者能够按照一个清晰的脉络去掌握整个数字电子技术领域。这种精心设计的学习体验，极大地提高了我的学习效率，让我能够更系统、更全面地理解数字电子技术的精髓。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我对数字电子世界豁然开朗的宝藏！ 刚拿到这本书的时候，我带着一种既期待又有些忐忑的心情。毕竟“数字电子技术”这个词听起来就有点专业和硬核，我担心自己会看得一头雾水，像是在读天书。然而，这本书的开篇就以一种非常亲切且循序渐进的方式，为我打开了通往数字世界的大门。它没有上来就抛出一堆复杂的公式和概念，而是从最基础的二进位制、逻辑门开始，用生动形象的比喻和图示，将抽象的逻辑关系变得触手可及。我尤其喜欢其中对“与门”、“或门”等基本逻辑运算的讲解，作者似乎能洞察到初学者可能遇到的困惑，提前做了很多细致的铺垫。读完前几章，我感觉自己已经不再是那个对数字电路一无所知的小白，而是能理解信号在电路中是如何传递和处理的了。这种逐步建立起来的信心，让我对后续的内容充满了期待，也让我更加沉浸在这本书带来的知识海洋中。

评分☆☆☆☆☆

条理清晰，深度恰当，这本书为我的工程学习打下了坚实基础！ 我是一名即将步入工程领域的学生，对于数字电子技术在实际工程中的应用有着浓厚的兴趣。这本书的编写风格非常符合工程教育的需求，它在理论讲解的同时，非常注重与实际工程应用的结合。书中的案例分析和例题设计都非常贴合实际，让我能够清晰地看到书本知识是如何转化为实际工程中的解决方案的。例如，在介绍存储器和微处理器章节时，作者并没有仅仅停留在概念层面，而是详细阐述了它们在现代电子设备中的核心作用，以及它们是如何构建的。这种深入浅出的讲解方式，让我对未来将在工程领域遇到的挑战有了更清晰的认识，也为我后续更深入的学习和实践积累了宝贵的知识财富。我感觉这本书不仅仅是一本教材，更像是我的一个良师益友，为我指明了学习的方向，并提供了坚实的支撑。