數字電路與邏輯設計/高等學校計算機教育規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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範文兵，李浩亮，李敏 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 邏輯設計
• 計算機教育
• 教材
• 高等教育
• 電子技術
• 電路分析
• 數字係統
• 計算機硬件
• 基礎課程

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302340911

版次：1

商品編碼：11417356

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 高等學校計算機教育規劃教材

開本：16開

齣版時間：2014-01-01

用紙：膠版紙

頁數：412

字數：670000

正文語種：中文

內容簡介

　　《數字電路與邏輯設計/高等學校計算機教育規劃教材》是依據教育部電子信息科學與工程類專業指導委員會公布的“專業教學指導規範”編寫。全書分為9章，主要內容包括邏輯代數基礎、門電路、組閤邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈衝波形的産生和整形、存儲器和可編程邏輯器件、數-模和模-數轉換、數字係統的典型應用。《數字電路與邏輯設計/高等學校計算機教育規劃教材》的每章中有例題，每章之後有習題，便於學生聯係實際，鞏固所學知識。
　　《數字電路與邏輯設計/高等學校計算機教育規劃教材》內容全麵，注重基礎，理論聯係實際，文字簡明精練、針對性強，注重實際能力的培養；可作為電子信息類各專業課程教材，既可供高等學校電子、電氣、自動化、通信、計算機和其他相關專業本科生當作教材，也可供從事電子技術工作的工程技術人員當作參考資料。

內頁插圖

目錄

第1章 邏輯代數基礎
1.1 概述
1.1.1 脈衝波形和數字波形
1.1.2 數製和碼製
1.1.3 其他二進製碼
1.2 基本邏輯函數及運算定律
1.2.1 邏輯函數中的3種基本運算
1.2.2 邏輯代數的運算定律及規則
1.3 邏輯函數錶示方法
1.3.1 邏輯函數基本錶示方法
1.3.2 邏輯函數的最小項和最大項
1.3.3 從真值錶歸納邏輯函數
1.4 邏輯函數的公式化簡法
1.4.1 邏輯函數的最簡形式
1.4.2 常用公式化簡方法
1.5 邏輯函數卡諾圖化簡
1.5.1 邏輯函數卡諾圖錶示法
1.5.2 卡諾圖化簡邏輯函數
1.5.3 具有無關項的邏輯函數化簡
1.6 引入變量卡諾圖化簡邏輯函數
1.7 硬件描述語言VHDL基礎
1.7.1 VHDL概述
1.7.2 VHDL語言基本結構
1.7.3 VHDL語言規則
1.7.4 MAX+plusⅡ開發工具
本章小結
習題

第2章 門電路
2.1 概述
2.2 半導體管的開關特性
2.2.1 半導體二極管開關特性
2.2.2 半導體三極管的開關特性
2.3 簡單的與、或、非門電路
2.3.1 二極管門電路
2.3.2 三極管非門
2.3.3 二極管-三極管與非、或非門
2.4 TTL集成門電路
2.4.1 TTL與非門電路結構和工作原理
2.4.2 TTL與非門的外部特性及參數
2.4.3 其他類型的TTL門電路
2.4.4 TTL門電路的改進係列
2.4.5 TTL門電路的使用
2.5 金屬-氧化物-半導體邏輯（MOSL）
2.5.1 CMOS反相器
2.5.2 CMOS反相器的外部特性和參數
2.5.3 其他類型的CMOS門電路
2.5.4 NMOS邏輯門
2.5.5 MOS門電路的正確使用
2.6 門電路産品簡介與接口電路
2.6.1 門電路産品簡介
2.6.2 各門電路間的接口電路
2.7 用VHDL實現基本邏輯門電路的描述
本章小結
習題

第3章 組閤邏輯電路
3.1 概述
3.2 組閤邏輯電路的分析方法和設計方法
3.2.1 組閤電路的分析
3.2.2 組閤電路的設計
3.3 編碼器和譯碼器
3.3.1 編碼器
3.3.2 譯碼器
3.4 數據選擇器和分配器
3.4.1 數據選擇器
……
第4章 觸發器
第5章 時序邏輯電路
第6章 脈衝波形的産生和整形
第7章 存儲器和可編程邏輯器件
第8章 數-模和模-數轉換
第9章 數字係統的典型應用

《數字電路與邏輯設計》：開啓計算機硬件世界的基石 前言 我們生活在一個由數字信息驅動的時代，而這一切的基石，便是那些看不見摸不著卻又無處不在的數字電路。從你手中智能手機的強大運算能力，到互聯網背後龐大的服務器集群，再到控製工業生産的精密儀器，都離不開數字電路的設計與實現。本書旨在為你揭示這扇通往數字世界的大門，讓你理解計算機硬件的內在運作原理，掌握構建數字係統的基本方法。 本書不同於市麵上許多側重於理論推導或工程實現的教材，它將理論知識與實踐應用緊密結閤，以一種更加易於理解和深入的方式，引導讀者逐步掌握數字電路與邏輯設計的核心概念。我們不僅僅是教授“是什麼”，更著重於“為什麼”和“怎麼做”，幫助你建立起紮實的理論基礎，培養解決實際問題的能力。 第一部分：數字係統的基石——二進製與邏輯門 數字世界的基礎是二進製，它以0和1兩種狀態來錶示信息。第一部分將帶你深入理解二進製的錶示法，包括整數、小數的轉換，以及二進製算術運算，如加法、減法、乘法和除法。你將瞭解如何使用不同的編碼方式來錶示字符、數字以及其他類型的數據，例如ASCII碼、BCD碼等。 在此基礎上，我們將引入邏輯代數的概念，它是數字邏輯設計的數學工具。你將學習布爾代數的基本公理和定理，並理解它們在簡化邏輯錶達式中的作用。接下來，我們將聚焦於構成數字電路最基本的單元——邏輯門。本書將詳細介紹與門（AND）、或門（OR）、非門（NOT）、與非門（NAND）、或非門（NOR）、異或門（XOR）以及同或門（XNOR）等基本邏輯門的功能、符號錶示和真值錶。你將通過大量的實例，理解這些邏輯門是如何對二進製信號進行組閤和處理的。 第二部分：從簡單到復雜——組閤邏輯電路的設計與分析 一旦掌握瞭基本的邏輯門，我們就可以將它們組閤起來，構建齣更復雜的數字係統。第二部分將係統地介紹組閤邏輯電路的設計方法。你將學習如何根據需求，從邏輯錶達式推導齣電路圖，以及如何從給定的邏輯錶達式中識彆齣是否存在冗餘或矛盾。 本書將重點講解幾種常見的組閤邏輯電路，例如： 加法器和減法器： 這是數字計算的核心部件。你將學習半加器、全加器、半減法器、全減法器等的設計原理，並理解如何構建多位加法器和減法器。 編碼器和譯碼器： 編碼器負責將輸入的多種信號轉換為二進製代碼，譯碼器則相反，將二進製代碼轉換為相應的控製信號。你將學習如何設計和分析各種類型的編碼器（如優先編碼器）和譯碼器（如BCD-七段數碼管譯碼器）。 多路選擇器（Multiplexer）和分路選擇器（Demultiplexer）： 多路選擇器允許從多個輸入信號中選擇一個作為輸齣，而分路選擇器則將一個輸入信號路由到多個輸齣中的一個。你將理解它們在數據選擇和路由中的關鍵作用，並學習如何設計和應用它們。 比較器： 比較器用於比較兩個二進製數的大小，輸齣相應的比較結果（大於、小於、等於）。 在組閤邏輯電路的設計過程中，優化是至關重要的一環。本書將介紹多種邏輯化簡方法，包括卡諾圖（Karnaugh Map）和Quine-McCluskey算法，幫助你找到最簡化的邏輯錶達式，從而減少電路的元器件數量，提高電路的性能和可靠性。 第三部分：記憶的奧秘——時序邏輯電路與狀態機 數字係統不僅僅是進行邏輯運算，還需要能夠存儲信息，並根據時間的推移進行狀態的改變。第三部分將深入探討時序邏輯電路，它們的核心特點是包含存儲元件，電路的輸齣不僅取決於當前的輸入，還取決於過去的輸入曆史（即電路的狀態）。 我們將從最基本的存儲單元——觸發器（Flip-Flop）開始。你將學習不同類型的觸發器，如SR觸發器、JK觸發器、D觸發器和T觸發器，理解它們的工作原理、時序圖以及如何通過時鍾信號進行同步。 基於觸發器，我們將構建更復雜的時序邏輯電路，包括： 寄存器（Register）： 寄存器是用於存儲一組二進製數據的器件，常用於存儲CPU的指令、數據或地址。你將學習移位寄存器（用於數據位的左移或右移）和並行加載寄存器等。 計數器（Counter）： 計數器能夠按順序産生一係列的二進製輸齣，常用於定時、分頻或控製序列。你將學習同步計數器和異步計數器，以及如何設計各種功能的計數器，如加法計數器、減法計數器、可預置計數器等。 時序邏輯電路的分析和設計通常需要藉助於狀態機的概念。本書將介紹有限狀態機（Finite State Machine, FSM）模型，包括摩爾（Moore）模型和米利（Mealy）模型。你將學習如何繪製狀態轉移圖和狀態轉移錶，並根據這些圖錶設計和分析時序邏輯電路，實現復雜的控製邏輯。 第四部分：集成電路與係統設計 現代數字係統絕大多數都是基於集成電路（Integrated Circuit, IC）實現的。第四部分將為你介紹常見的集成電路係列，如TTL（Transistor-Transistor Logic）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）係列。你將瞭解不同邏輯係列的特點、功耗、速度以及它們在實際應用中的優勢。 本書還將介紹如何利用數字邏輯設計自動化（EDA）工具來進行電路的仿真和驗證。你將學習如何使用硬件描述語言（HDL），如Verilog或VHDL，來描述數字電路的行為和結構。通過EDA工具，你可以高效地設計、綜閤、布局布綫並仿真你的數字電路，極大地縮短瞭開發周期。 最後，我們將探討一些更高級的主題，例如： 存儲器： 你將瞭解不同類型的存儲器，如隨機存取存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM），以及它們的存儲原理和應用。 可編程邏輯器件（PLD）： 介紹可編程隻讀存儲器（PROM）、可編程陣列邏輯（PAL）、通用可編程邏輯器件（CPLD）和現場可編程門陣列（FPGA）等，它們提供瞭靈活的硬件設計平颱，使得數字係統的開發更加便捷高效。 學習目標 通過學習本書，你將能夠： 理解數字電路的基本概念和工作原理。 熟練掌握二進製數的錶示與運算。 理解並應用布爾代數進行邏輯化簡。 設計和分析各種組閤邏輯電路。 理解並設計時序邏輯電路，包括觸發器、寄存器和計數器。 掌握有限狀態機的概念，並能用於設計復雜的時序控製係統。 瞭解常見的集成電路係列和數字邏輯設計流程。 初步接觸硬件描述語言和EDA工具的應用。 結語 數字電路與邏輯設計是計算機科學與技術領域不可或缺的基礎學科。它不僅是理解計算機硬件運作的關鍵，更是為進一步深入學習微處理器、嵌入式係統、FPGA設計等領域打下堅實基礎。本書旨在為你提供一套係統、全麵且易於理解的學習路徑，希望能夠激發你對數字世界的好奇心，培養你成為一名優秀的數字係統設計師。讓我們一起踏上這段精彩的數字電路探索之旅吧！

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排結構簡直是為提升學習效率而設計的。我之前嘗試過幾本數字電路的書，但要麼過於理論化，要麼過於零散。這本《數字電路與邏輯設計》卻給瞭我耳目一新的感覺。它的每一章節都圍繞著一個核心主題展開，並且層層深入。開篇就從最基礎的數製和邏輯運算入手，構建起堅實的理論基礎。然後，循序漸進地引入組閤邏輯和時序邏輯的設計方法。我特彆贊賞它在介紹卡諾圖時，不僅給齣瞭規則，還解釋瞭為什麼這樣做能夠化簡邏輯，這讓我對這種方法有瞭更深刻的理解。在學習同步時序邏輯時，書中對各種觸發器的工作原理及其相互之間的轉換關係進行瞭細緻的闡述，並且通過大量圖示來幫助理解時鍾信號對電路狀態的影響。此外，書中還涉及瞭存儲器和計數器的設計，這些都是構成復雜數字係統的基本模塊。最讓我欣喜的是，在每個章節的末尾，都附帶瞭適量的練習題，這些題目難度適中，能夠幫助鞏固當章節的學習內容，並且題目類型多樣，既有概念性的考察，也有設計性的要求。我感覺這本書在知識的覆蓋麵上非常全麵，並且在教學的循序漸進性上做得非常齣色，讓我能夠有條不紊地掌握數字電路與邏輯設計的知識體係。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是太棒瞭！我是一個剛開始接觸數字電路的大學生，這本書就像一個循序漸進的嚮導，把我從完全不懂的門外漢，一步步帶入瞭數字邏輯的神奇世界。剛拿到書的時候，我被它厚實的體量嚇瞭一跳，擔心會像很多教材一樣枯燥乏味。但事實完全齣乎我的意料！首先，它的排版非常清晰，圖文並茂，每一個概念的引入都伴隨著生動形象的插圖，這對於我這種視覺型學習者來說簡直是福音。那些抽象的邏輯門、時序電路，在書中的圖形和實例講解下，變得直觀易懂。我尤其喜歡它在介紹基本邏輯門（與門、或門、非門）時，不僅僅是給齣定義，而是深入淺齣地解釋瞭它們在實際電路中的應用，比如如何用這些基本門組閤成更復雜的邏輯功能。然後，它對布爾代數和卡諾圖的講解也做得非常到位，我之前一直對這些抽象的數學工具感到畏懼，但這本書通過大量的例題和逐步推導，讓我能夠理解它們的邏輯關係和簡化能力。最讓我驚喜的是，書中還穿插瞭一些曆史背景和實際應用案例，比如介紹集成電路的發展曆程，或者簡單提及一些計算機芯片的設計思路，這讓我在學習理論知識的同時，也能感受到數字電路的魅力和它在現代科技中的重要性。讀這本書的過程，與其說是在學習，不如說是一種探索和發現的樂趣。

評分☆☆☆☆☆

作為一名已經接觸過一些基礎電子知識的愛好者，我一直想係統地深入學習數字電路的理論和設計方法。這本《數字電路與邏輯設計》的齣現，無疑滿足瞭我的這個需求。它在理論深度和廣度上都給我留下瞭深刻的印象。書中對數製轉換、邏輯運算、組閤邏輯和時序邏輯的講解，都非常係統和嚴謹。我特彆欣賞作者在處理組閤邏輯電路部分時，對各種化簡方法的詳細剖析，包括邏輯代數化簡法、卡諾圖法以及奎因-麥剋拉斯基方法。每種方法都配有詳實的例題，並且深入分析瞭它們的優缺點和適用範圍，這讓我能夠根據實際情況選擇最有效的化簡策略。而對於時序邏輯電路，書中對觸發器（SR, JK, D, T）、寄存器、計數器等基本單元的設計和應用講解，可以說是層層遞進，邏輯清晰。我曾經在學習中遇到關於時鍾信號和時序約束的問題，而這本書恰恰在這方麵給瞭我清晰的解答，讓我明白瞭如何設計齣穩定可靠的時序電路。此外，書中還涉及瞭有限狀態機（FSM）的設計，這是理解復雜數字係統行為的關鍵。作者通過對Moore型和Mealy型狀態機的講解，並結閤實際例子，讓我能夠清晰地理解狀態轉換的原理和設計方法。總的來說，這本書在理論知識的構建上非常紮實，對於想要深入理解數字電路內部工作原理的讀者來說，它是一本不可多得的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用性讓我愛不釋手！作為一名有一定編程基礎，但對硬件設計知之甚少的計算機科學專業的學生，我發現這本書恰恰是連接我理論知識和實際應用的一座重要橋梁。書中的設計實例，從簡單的譯碼器、編碼器，到復雜的存儲器單元和簡單的微處理器模型，都給我帶來瞭極大的啓發。最讓我印象深刻的是，書中並沒有停留在理論層麵，而是通過引入硬件描述語言（HDL）的概念，並且提供瞭Verilog和VHDL的簡單示例，讓我看到瞭如何將抽象的邏輯設計轉化為實際的硬件實現。雖然書中對HDL的講解比較入門，但足以讓我窺見數字邏輯設計在現代集成電路製造中的重要性。書中也對一些經典的數字係統，如ALU（算術邏輯單元）和CPU的基本結構進行瞭介紹，雖然深度有限，但對於我理解計算機的底層工作原理，以及為什麼我們寫的程序最終能在硬件上運行，有瞭更直觀的認識。我喜歡它在介紹每一部分內容時，都會附帶一些“思考題”或者“項目建議”，鼓勵讀者動手去驗證和實踐，這讓我在學習過程中保持瞭高度的參與感。這本書讓我不再覺得數字電路是高不可攀的物理世界，而是可以通過邏輯和設計去創造和控製的領域。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣一個已經工作多年的軟件工程師來說，重新拾起數字電路的學習，更多的是齣於對計算機底層原理的好奇和對自身知識體係的補充。這本《數字電路與邏輯設計》在這一點上，恰好滿足瞭我的需求。它並沒有過於側重於初學者的入門，而是以一種更加成熟和係統的方式，梳理瞭數字電路設計的核心概念和方法。我尤其欣賞書中在討論復雜邏輯電路設計時，所展現齣的那種係統化的思維方式。比如，在講解狀態機設計時，作者強調瞭狀態的最小化和編碼的優化，這些都是在實際工程中能夠顯著提升效率和降低成本的關鍵因素。書中對異步時序電路和同步時序電路的比較分析，以及對亞穩態等問題的探討，都顯示齣其理論的深度和對實際問題的關注。我喜歡書中在講解一個新概念時，會將其置於整個數字係統設計的大背景下進行分析，讓我能夠理解這個概念在更宏觀層麵的意義和作用。例如，在介紹半導體器件和邏輯門的工作原理時，作者並沒有深入到物理層麵，而是著重於其在邏輯功能上的錶現，這對於軟件工程師來說，是一種恰到好處的切入點。總的來說，這本書為我提供瞭一個清晰的框架，幫助我重新認識瞭數字電路設計，並將其與我已有的軟件知識融會貫通。