数字逻辑/电工电子基础课程规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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朱虹 编

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121232749

版次：1

商品编码：11517061

包装：平装

丛书名： 电工电子基础课程规划教材

开本：16开

出版时间：2014-07-01

用纸：胶版纸

页数：212

正文语种：中文

编辑推荐

本书为北京市高等教育精品教材立项项目（重点支持项目），国家精品课程“电路分析”的配套教材,配有PPT课件和其他资源。内容讲解清晰易懂、层次分明。

内容简介

　　《数字逻辑/电工电子基础课程规划教材》为北京市高等教育精品教材立项项目（重点支持项目），并且是国家精品课程“电路分析”的配套教材。作者全面、系统地讲述了数字逻辑课程所具有的基本内容，包括半导体基础知识、计算机中数与码的表示、逻辑代数、基本门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路等，并与教育部普通高中通用技术课标相结合，采用“自上而下”与“自下而上”相结合的教学方法，体现教材的“基础性”、“实用性”、“实践性”、“前瞻性”和“创新性”。

作者简介

　　朱虹，首都师范大学信息学院副教授，主讲课程“电路分析”课程获2008年国家精品课程，2007年北京市精品课程；2007年获北京市高校中青年骨干教师称号。

目录

第1章 微电子器件基础 1
1．1 半导体的基础知识 1
1．1．1 本征半导体 1
1．1．2 杂质半导体 2
1．1．3 PN结 3
1．1．4 半导体二极管 4
1．2 双极型晶体管及其开关特性 6
1．2．1 双极型晶体管的结构 6
1．2．2 电流放大 6
1．2．3 晶体管的开关特性 7
1．3 场效应管及其开关特性 8
1．3．1 绝缘栅型场效应管的结构及原理 8
1．3．2 场效应管的开关特性 10
习题一 11
第2章 数字逻辑的数学基础 12
2．1 进位计数制 12
2．1．1 二进制 12
2．1．2 二进制数与十进制数的相互转换 13
2．2 带符号数的表示 15
2．2．1 数的原码表示法 15
2．2．2 数的反码表示法 15
2．2．3 数的补码表示法 16
2．3 数的编码表示 16
2．3．1 二-十进制编码 16
2．3．2 格雷码（Gray Code） 17
2．3．3 奇偶校验码 18
2．3．4 ASCII字符编码 19
2．4 逻辑代数 20
2．4．1 逻辑代数的基本问题 20
2．4．2 逻辑代数的基本定律与公式 22
2．4．3 逻辑函数的代数法化简 23
2．4．4 逻辑函数的卡诺图化简 23
习题二 26
第3章 基本逻辑门电路 28
3．1 分立元件门电路 28
3．1．1 与门电路 28
3．1．2 或门电路 30
3．1．3 非门电路 31
3．2 TTL集成门电路 32
3．2．1 TTL门电路概述 33
3．2．2 TTL集成门电路 33
3．2．3 TTL门电路的外特性 37
3．2．4 特殊类型TTL门电路 39
3．3 CMOS集成门电路 43
3．3．1 CMOS与非门 44
3．3．2 常用CMOS集成门电路 44
3．3．3 CMOS门电路的外特性 45
习题三 46
第4章 组合逻辑电路的分析与设计 47
4．1 组合逻辑电路概述 47
4．2 组合逻辑电路的分析方法 47
4．3 组合逻辑电路的设计方法 50
4．4 简易计算器电路的设计 52
4．4．1 编码电路的设计 53
4．4．2 算术运算电路的设计 61
4．4．3 译码电路的设计 73
4．5 其他常用的组合逻辑电路的设计 86
4．5．1 数值比较电路的设计 87
4．5．2 数据选择电路的设计 91
4．5．3 数据分配电路的设计 94
习题四 95
第5章 双稳态触发器及其应用 97
5．1 基本RS触发器 97
5．1．1 基本RS触发器的原理 98
5．1．2 触发器的逻辑功能表示方法 99
5．1．3 集成基本RS触发器 101
5．1．4 或非门构成的基本RS触发器 102
5．2 电平式触发器 102
5．2．1 电平式RS触发器 103
5．2．2 电平式D触发器 105
5．3 边沿式触发器 106
5．3．1 边沿式D触发器 107
5．3．2 集成边沿式D触发器 110
5．3．3 边沿式JK触发器 111
5．3．4 集成边沿式JK触发器 115
5．4 触发器的功能分类及其相互转换 116
5．4．1 触发器的功能分类 116
5．4．2 触发器的相互转换 118
习题五 121
第6章 时序逻辑电路的分析与设计 124
6．1 时序逻辑电路概述 124
6．1．1 时序逻辑电路的组成 124
6．1．2 时序逻辑电路的描述 124
6．1．3 时序逻辑电路的分类 125
6．2 同步计数器的分析及应用 126
6．2．1 二进制同步计数器 126
6．2．2 集成二进制同步计数器及其应用 130
6．2．3 十进制同步计数器 134
6．2．4 集成十进制同步计数器及其应用 138
6．2．5 N进制同步计数器 141
6．3 异步计数器的分析及应用 144
6．3．1 二进制异步计数器 144
6．3．2 十进制异步计数器 147
6．3．3 集成异步计数器及其应用 149
6．4 寄存器的分析及应用 151
6．4．1 数据寄存器 151
6．4．2 集成数据寄存器 152
6．4．3 移位寄存器 153
6．4．4 集成移位寄存器 155
6．5 环形计数器及其应用 158
6．5．1 环形计数器及应用 158
6．5．2 扭环形计数器及应用 163
6．6 时序逻辑电路的设计 165
6．6．1 序列信号检测器的设计 165
6．6．2 计数器的设计 168
6．6．3 环形计数器的设计 171
习题六 174
第7章 数字逻辑在普通高中通用技术课程中的应用 177
7．1 带符号的一位加减计算器 177
7．1．1 总体设计 177
7．1．2 计算器键盘及按键信号的读取 178
7．1．3 数字按键信号的编码 179
7．1．4 数字键编码的锁存 180
7．1．5 加减运算电路 181
7．1．6 译码显示及消隐电路 183
7．1．7 计算器仿真结果 184
7．2 八路智力竞赛抢答器 185
7．2．1 脉冲发生器 186
7．2．2 秒脉冲发生器 187
7．2．3 30秒倒计时器 187
7．2．4 八路抢答器 188
7．3 简易频率计 189
7．3．1 频率测量原理及总体设计 189
7．3．2 1秒钟倒计时器 190
7．3．3 计数器 190
7．3．4 仿真结果 190
7．4 十字路口交通灯控制器 195
7．4．1 交通灯控制器总体设计 195
7．4．2 定时控制器 196
7．4．3 5秒/35秒定时器 196
7．4．4 交通灯显示控制 197
7．4．5 仿真结果 199
7．5 数字时钟 199
7．5．1 数字时钟的总体设计 200
7．5．2 秒计数器 200
7．5．3 分计数器 200
7．5．4 时计数器 201
7．5．5 仿真结果 202
参考文献 203

前言/序言

《数字逻辑与电工电子基础》课程规划教材简介 本教材旨在为高等院校电子信息类、自动化类、计算机类等相关专业的学生提供一套系统、深入的数字逻辑和电工电子基础知识学习平台。课程内容紧密结合现代电子技术发展趋势，以培养学生扎实的理论基础、严谨的逻辑思维能力和优秀的工程实践能力为目标。教材力求在理论讲解的深度与广度之间取得平衡，兼顾知识的系统性与实用性，引导学生从宏观到微观，从基础到应用，逐步构建完整的知识体系。 第一篇：电工电子基础 本篇内容是理解数字逻辑电路的基石，为后续章节的学习奠定坚实的物理和电路理论基础。 第一章：电路的基本概念与定律 核心内容： 介绍电荷、电流、电压、电阻、电容、电感等基本电学量及其单位。阐述电路的基本组成（电源、负载、导线、开关），理解电路图的绘制规则和符号。深入讲解欧姆定律、基尔霍夫电压定律（KVL）和基尔霍夫电流定律（KCL），并结合实例进行推导和应用，使学生掌握分析简单直流和交流电路的基本方法。 学习目标： 能够准确定义和区分基本电学量，理解电路的基本构成要素，熟练运用欧姆定律和基尔霍夫定律分析和计算简单电路的参数。 第二章：直流电路分析 核心内容： 重点介绍电阻串联、并联电路的计算方法，以及混联电路的简化和分析策略。讲解节点电压法、网孔电流法等更高级的电路分析方法，并说明其适用范围和解题步骤。介绍等效电源（戴维南定理、诺顿定理）的概念，理解其在简化复杂电路中的作用。讨论电路中的功率消耗与能量转换。 学习目标： 掌握各种直流电路的等效计算和分析技术，能够运用多种方法独立求解复杂的直流电路，理解功率和能量在电路中的意义。 第三章：交流电路分析 核心内容： 引入正弦交流电的概念，讲解其基本参数（周期、频率、振幅、初相位）以及相量表示法，这是分析交流电路的核心工具。详细介绍电感和电容在交流电路中的感抗和容抗，以及阻抗的概念。讲解RL、RC、RLC串并联电路的计算，包括电压、电流的幅值和相位关系。介绍功率（有功功率、无功功率、视在功率）的概念及其在交流电路中的意义，以及功率因数。 学习目标： 能够理解正弦交流电的特性，熟练运用相量法分析交流电路，掌握阻抗的概念及其在交流电路分析中的作用，理解交流电路的功率和功率因数。 第四章：晶体管放大电路基础 核心内容： 介绍半导体的基本特性（PN结的正向导通和反向截止）。深入讲解双极结型晶体管（BJT）的结构、工作原理（放大区、截止区、饱和区），以及其三种基本组态（共发射极、共集电极、共基极）的输入输出特性曲线。讲解BJT作为放大器和开关的基本应用。介绍场效应晶体管（FET）的结构、工作原理（JFET和MOSFET），以及其作为放大器和开关的特点。 学习目标： 理解PN结和晶体管的基本工作原理，能够分析BJT和FET的静态和动态特性，理解它们作为放大器和开关的基本工作方式。 第五章：集成运算放大器（Op-Amp） 核心内容： 介绍集成运算放大器的基本结构（差分放大级、中间放大级、输出级）和重要参数（开环电压增益、输入电阻、输出电阻、共模抑制比、压摆率等）。重点讲解理想运放的两个基本定理（虚短、虚断），并以此为基础分析各种经典运放电路，包括同相放大器、反相放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等。 学习目标： 掌握集成运放的基本构成和关键参数，能够利用理想运放定理分析和设计各种基础运放电路，理解运放作为通用信号处理模块的强大功能。 第六章：基本信号与系统 核心内容： 介绍几种基本的信号类型，如直流信号、周期信号（正弦波、方波、三角波）、非周期信号（脉冲信号）。讲解信号的频谱分析（傅里叶级数和傅里叶变换）的基本思想，理解信号的频率成分。介绍系统（线性系统、时不变系统）的基本概念，以及系统的时域和频域响应。 学习目标： 能够识别和描述基本的信号类型，理解信号频谱的概念，初步了解系统特性与信号响应之间的关系。 第二篇：数字逻辑基础 本篇内容将带领学生进入数字世界的奥秘，从最基本的逻辑门到复杂的组合与时序逻辑电路设计。 第七章：二进制数制、逻辑运算与逻辑门 核心内容： 介绍二进制、十进制、十六进制等数制及其相互转换。深入讲解逻辑代数（布尔代数）的基本公理、定理和规则，如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等。引入逻辑变量和逻辑函数，并讲解最小项、最大项的概念。详细介绍基本逻辑门（与门、或门、非门）的工作原理、逻辑符号、真值表和逻辑表达式。在此基础上，介绍集成逻辑门（与非门、或非门、异或门、同或门）及其逻辑功能。 学习目标： 掌握不同数制之间的转换，熟练运用布尔代数进行逻辑表达式的化简和运算，理解基本逻辑门的功能，并能正确绘制逻辑符号。 第八章：组合逻辑电路 核心内容： 讲解组合逻辑电路的设计流程：需求分析、列出真值表、化简逻辑函数（使用卡诺图、布尔代数法）、画出逻辑图。重点讲解常用组合逻辑电路的原理和应用，包括编码器（Binary Encoder, Priority Encoder）、译码器（Decoder）、数据选择器（Multiplexer, MUX）、数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）、加法器（Half Adder, Full Adder）、减法器、比较器等。 学习目标： 能够独立设计和分析组合逻辑电路，掌握卡诺图化简方法，理解并能设计实现各种常用组合逻辑功能的功能模块。 第九章：时序逻辑电路 核心内容： 介绍触发器（Flip-Flop）的概念，讲解基本触发器（SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器）的结构、工作原理、状态转换图、时序图和逻辑表达式。重点讲解基于触发器的寄存器（Register）和计数器（Counter）的设计，包括移位寄存器、异步计数器、同步计数器、环形计数器、扭环计数器等。介绍状态机的概念，讲解有限状态机（FSM）的设计方法，包括Moore状态机和Mealy状态机。 学习目标： 理解触发器的基本原理和工作特性，掌握寄存器和计数器的设计方法，能够设计和分析基本的时序逻辑电路，初步理解状态机的设计思想。 第十章：存储器基础 核心内容： 介绍存储器的基本概念，如存储单元、存储字、存储容量、地址线、数据线、读/写控制。讲解随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的基本类型（SRAM, DRAM, PROM, EPROM, EEPROM）。介绍简单的RAM和ROM结构，理解其读写操作的时序。 学习目标： 了解不同类型存储器的基本原理和特点，理解存储器与CPU之间的基本接口关系。 第十一章：逻辑器件与集成电路 核心内容： 介绍常用的数字集成电路系列，如TTL（晶体管-晶体管逻辑）和CMOS（互补金属氧化物半导体）系列，分析它们的逻辑门电路结构、特点（功耗、速度、抗干扰能力）和使用注意事项。讲解集成电路的封装形式、引脚定义和集成电路使用规则。 学习目标： 了解主流数字集成电路的技术特点，能够根据应用需求选择合适的逻辑器件，并掌握正确使用集成电路的方法。 第十二章：可编程逻辑器件（PLD）简介 核心内容： 介绍可编程逻辑器件（PLD）的基本概念，如PLA（可编程逻辑阵列）、PAL（可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑）以及CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程门阵列）的层次结构和基本原理。简要介绍硬件描述语言（HDL）如Verilog或VHDL在PLD设计中的作用。 学习目标： 初步了解PLD技术，认识到其在现代数字系统设计中的重要性，为后续深入学习FPGA等提供概念基础。 课程特色与亮点： 理论与实践相结合： 每章在讲解理论知识的同时，配有丰富的例题和习题，并鼓励学生结合仿真软件（如Multisim、Logisim）或实际的实验电路板进行验证，将理论知识转化为实践技能。 循序渐进的学习路径： 从最基础的电工电子概念出发，逐步深入到复杂的数字逻辑设计，确保学生能够构建扎实且完整的知识体系。 紧跟时代发展： 课程内容在基础知识之外，也适当引入了现代数字技术的发展趋势，如PLD和HDL，为学生未来更高级的学习和研究打下基础。 清晰易懂的讲解风格： 教材语言力求清晰、准确，避免过于晦涩的表达，配以大量的图示和表格，帮助学生更好地理解和记忆。 本教材力求成为学生学习数字逻辑与电工电子基础知识的得力助手，帮助他们掌握现代电子技术的核心技能，为未来在电子工程、计算机科学等领域的深入发展奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的讲解方式印象特别深刻。它不像某些教材那样，上来就抛出一堆公式和定义，而是通过一种非常形象和类比的方式来阐述概念。比如，讲解逻辑门时，它会用开关的开合来类比，这使得抽象的逻辑运算变得具体可感。对于时序逻辑电路，它更是巧妙地运用时间轴来展示信号的变化过程，让我们能够清晰地看到不同状态之间的转换。而且，它在讲解过程中，会穿插一些“小贴士”或者“注意点”，这些都是作者在教学过程中积累的宝贵经验，能够帮助我们避免一些常见的错误。书中对于电路图的绘制和解读也有详细的指导，这对于我们这些初学者来说，是必备的技能。我之前看电路图总是觉得眼花缭乱，但通过这本书的学习，我现在能够比较清晰地理解各种符号的含义，以及它们在电路中的作用。这本书的内容深度和广度都恰到好处，既能满足基础课程的要求，又能为深入学习打下良好的基础。

评分☆☆☆☆☆

从一个学习者的角度来看，这本书在提升学习效率方面表现卓越。它最大的优点在于将原本可能独立存在的“数字逻辑”和“电工电子基础”这两个看似割裂的学科有机地结合起来，形成了一个完整的课程体系。这意味着我不需要再去费力地寻找额外的资料来补充基础知识，而是可以在学习数字逻辑的同时，自然而然地巩固和提升电工电子的基础。这种整合式的学习方式，大大节省了我的时间和精力，让我能够更专注于核心内容的学习。而且，书中的结构安排非常合理，章节之间的过渡自然流畅，不会让人感到突兀。它仿佛是在为我量身定做的一份学习计划，指引我一步步前进。我特别欣赏它在引入新概念时，总是会先回顾相关的基础知识，确保读者不会因为基础不牢而产生困惑。这种细致入微的设计，充分体现了编写者对学习者需求的深刻理解。总而言之，这是一本能够真正帮助读者建立起扎实电子工程知识体系的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一大亮点在于它对电工电子基础知识的扎实铺垫。在学习数字逻辑之前，往往需要对电路的基本原理有所了解，而这本书恰好在这方面做得非常出色。它从最基础的电路元件，比如电阻、电容、电感，到交流和直流电路的基本定律，如欧姆定律、基尔霍夫定律，都做了详尽的介绍。我之前对电路这块总有些模糊的概念，但通过这本书的讲解，我对电流、电压、电阻之间的关系有了更深刻的理解，也学会了如何分析简单的电路。它还讲解了半导体器件，比如二极管、三极管，以及它们在电路中的应用，这为理解后续的数字逻辑电路打下了坚实的基础。值得一提的是，书中关于电源和信号处理的部分也让我受益匪浅。它不仅介绍了不同类型的电源，还讲解了如何处理交流信号，比如滤波、放大等。这些基础知识的讲解，虽然看起来很基础，但却为整个数字逻辑的学习提供了坚实的理论支撑，让我能够更自信地去探索更复杂的电路设计。

评分☆☆☆☆☆

这次偶然的机会接触到了一本名为《数字逻辑/电工电子基础课程规划教材》的书，虽然它的标题看起来有些官方和严肃，但翻开来，里面的内容却让我眼前一亮。首先，它非常系统地梳理了数字逻辑这块知识的脉络，从最基本的逻辑门电路，比如与门、或门、非门，到组合逻辑电路，如加法器、译码器、多路选择器，再到时序逻辑电路，如触发器、寄存器、计数器，讲解得循序渐进，逻辑清晰。尤其让我印象深刻的是，它在讲解每一个概念时，都会辅以大量的实例和图示，这使得原本可能枯燥的技术术语变得生动易懂。我之前总觉得数字逻辑离实际应用有点远，但这本书通过一些实际的电路设计案例，比如简单的计算器、交通灯控制系统等，让我看到了这些理论是如何在现实世界中发挥作用的，这极大地激发了我进一步学习的兴趣。而且，它还提到了EDA（电子设计自动化）工具的使用，这对于我这样一个想要将理论知识转化为实践的初学者来说，无疑是重要的指导。这本书的语言风格也比较平实，没有过多的学术腔调，更像是经验丰富的老师在耐心讲解，这让我感到很亲切。

评分☆☆☆☆☆

这本书在课程规划方面也做得非常到位，它不仅仅是知识的堆砌，更像是为学习者设计了一条清晰的学习路径。每一章的安排都考虑到了知识的递进关系，从易到难，从基础到进阶，让你能够一步步地掌握复杂的概念。更重要的是，它在每章的结尾都设置了习题和思考题，这些题目不仅巩固了课堂上学到的知识，还引导我去思考更深层次的问题。我特别喜欢它的案例分析部分，通过实际的工程项目来讲解理论知识的应用，这让我感觉学习过程更加贴近实际工作需求。例如，它在讲解组合逻辑电路时，就以一个简易的电子密码锁为例，逐步演示了如何从需求分析到逻辑设计，再到电路实现，这个过程让我对电路设计的完整流程有了直观的认识。这本书的编写风格非常注重培养读者的独立思考能力和解决问题的能力，它不会直接给出所有答案，而是鼓励你去探索和发现，这对于我们这些想要成为一名合格的电子工程师的学生来说，是至关重要的。