數字電子技術與邏輯設計學習指導及習題解析/普通高等教育“十二五”規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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徐維 編

圖書標籤:

• 數字電子技術
• 邏輯設計
• 學習指導
• 習題解析
• 高等教育
• 教材
• 電子技術
• 電路分析
• 數字電路
• 計算機基礎

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512365957

版次：1

商品編碼：11662778

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十二五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-01-01

用紙：膠版紙

頁數：197

字數：310000

正文語種：中文

內容簡介

　　《數字電子技術與邏輯設計學習指導及習題解析/普通高等教育“十二五”規劃教材》為普通高等教育“十二五”規劃教材。
　　《數字電子技術與邏輯設計學習指導及習題解析/普通高等教育“十二五”規劃教材》共分十章，主要內容包括數字電路基礎、邏輯代數基礎、邏輯門電路、組閤邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈衝信號的産生和整形電路、數/模和模/數轉換、半導體存儲器、可編程邏輯器件。書中每一章的編寫分為“基本要求”、“重點難點”、“典型例題解析”、“自測題”四個部分，書後附有自測題參考答案。其中“典型例題解析”和“自測題”都是精選齣來的，試題都是緊扣大綱、由易到難、循序漸進，目的在於幫助學生在學習本課程的過程中開拓思路、提高學習效率、更好地掌握教材內容。此外，《數字電子技術與邏輯設計學習指導及習題解析/普通高等教育“十二五”規劃教材》內容可以配閤不同版本的《數字電子技術基礎》教材使用。
　　《數字電子技術與邏輯設計學習指導及習題解析/普通高等教育“十二五”規劃教材》可作為普通高等院校計算機類、電子信息類、自動化類等相關專業基礎課教材的配套學習指導，也可作為相關技術人員參考書。

內頁插圖

目錄

前言
第一章 數字電路基礎
基本要求
重點難點
主要內容
典型例題解析
自測題

第二章 邏輯代數基礎
基本要求
重點難點
主要內容
典型例題解析
自測題

第三章 邏輯門電路
基本要求
重點難點
主要內容
典型例題解析
自測題

第四章 組閤邏輯電路
基本要求
重點難點
主要內容
典型例題解析
自測題

第五章 觸發器
基本要求
重點難點
主要內容
典型例題解析
自測題

第六章 時序邏輯電路
基本要求
重點難點
主要內容
典型例題解析
自測題

第七章 脈衝信號的産生和整形電路
基本要求
重點難點
主要內容
典型例題解析
自測題

第八章 數／模和模／數轉換
基本要求
重點難點
主要內容
典型例題解析
自測題

第九章 半導體存儲器
基本要求
重點難點
主要內容
典型例題解析
自測題

第十章 可編程邏輯器件
基本要求
重點難點
主要內容
典型例題解析
自測題
附錄 自測題參考答案
參考文獻

前言/序言

《深入探索：微電子世界的奧秘》 引言 在浩瀚的科技海洋中，微電子技術如同驅動現代文明飛速發展的核心引擎，其影響滲透到我們生活的方方麵麵，從掌上智能設備到龐大的數據中心，從精密的醫療儀器到航天探索的觸角，無不閃耀著微電子技術的智慧光芒。理解和掌握這一領域，不僅是進入高科技産業的敲門磚，更是洞察未來發展趨勢的關鍵。本書旨在帶領讀者，循序漸進地揭開微電子世界的神秘麵紗，探尋電子器件的微觀運作原理，理解數字信號的邏輯轉換，並最終構建起復雜而精妙的電子係統。我們將從最基礎的電子元件齣發，構建起一個堅實的知識體係，為讀者在高層次的集成電路設計、嵌入式係統開發等前沿領域打下堅實的基礎。 第一部分：電子世界的基石——元器件的精妙運作 本部分將帶您深入瞭解構成現代電子係統的最基本單元——電子元器件。我們將告彆教科書中枯燥的公式推導，以更加直觀和實用的視角，解析這些微小卻功能強大的“積木”。 電阻：電流的“守門員” 核心概念解析： 我們將詳細闡述電阻的本質——對電流的阻礙作用。通過類比水流通過不同粗細管道的現象，讓讀者深刻理解歐姆定律（V=IR）的物理意義，並探討不同材料、形狀和尺寸如何影響電阻值。 類型與應用： 您將認識到固定電阻、可變電阻（電位器、微調電阻）以及特殊電阻（熱敏電阻、光敏電阻、壓敏電阻）的種類及其在電路中的獨特作用。例如，瞭解電位器如何在音量控製、傳感器信號調節中發揮作用；熱敏電阻如何在溫度監測與控製係統中實現精準響應。 電路中的作用： 我們將通過實例展示電阻在限流、分壓、偏置等電路中的實際應用，幫助您理解電阻如何與其他元器件協同工作，實現特定的電路功能。 電容：電荷的“蓄水池” 工作原理探析： 電容的儲存電荷能力是其核心特性。我們將用形象的比喻，如水庫儲存水量，來解釋電容在電路中儲存和釋放電能的工作方式。您將理解電容的容量（Farad）與極闆麵積、介質材料、極闆間距離的關係。 種類與特性： 本部分將介紹陶瓷電容、電解電容、薄膜電容等常見電容類型，分析它們的優缺點，以及在不同頻率、不同電壓下的適用性。例如，為何在音頻電路中常選用電解電容，而在高頻電路中則傾嚮於陶瓷電容。 動態行為分析： 電容在直流和交流電路中的行為差異是學習的重點。我們將深入剖析電容在直流電路中“隔直通交”的特性，以及在交流電路中其容抗（Xc）隨頻率變化的規律，這對於理解濾波、耦閤、旁路等電路至關重要。 電感：磁場的“能量存儲器” 電感現象解讀： 電感器是利用電磁感應原理工作的元件。我們將從右手定則等基本電磁學概念齣發，解釋電流通過綫圈産生的磁場，以及磁場變化反過來阻止電流變化的自感現象。 參數與影響： 您將瞭解電感的電感量（Henry），以及綫圈的匝數、鐵芯材料、幾何形狀等如何影響其電感值。我們還將介紹互感、耦閤電感等概念，為理解復雜電路打下基礎。 動態特性剖析： 與電容類似，電感在直流和交流電路中的行為也大不相同。我們將分析電感在直流電路中的“通直”特性，以及在交流電路中其感抗（XL）隨頻率的增大而增大的規律。這對於理解振蕩電路、濾波器、變壓器等至關重要。 半導體器件：現代電子的靈魂 二極管：單嚮導電的奇跡 PN結的形成與特性： 我們將揭示半導體二極管的核心——PN結的形成原理，以及其在正嚮偏置和反嚮偏置下的導電特性。通過圖示和動畫，直觀展示載流子的運動和電勢壘的形成。 類型與應用： 除瞭普通的整流二極管，您還將瞭解穩壓二極管（Zener Diode）的恒定電壓輸齣能力，發光二極管（LED）的光電轉換原理，以及光電二極管在光信號檢測中的應用。 三極管：神奇的“放大器”與“開關” BJT（雙極結型晶體管）工作原理： 我們將深入剖析BJT的PNP或NPN結構，理解其集電極、基極、發射極的電流控製作用。您將掌握BJT作為放大器時，微小的基極電流如何控製更大的集電極電流，以及作為開關時，如何實現導通與截止。 MOSFET（金屬-氧化物-半導體場效應晶體管）的崛起： 作為現代數字電路中最主要的開關元件，MOSFET的特點將是重點。我們將闡述其柵極電壓控製漏極電流的原理，並對比BJT的優勢，解釋為何MOSFET在集成電路中占據主導地位。 實際應用場景： 通過搭建簡單的晶體管放大器和開關電路，讓您親手體驗這些器件的神奇之處。 第二部分：邏輯的藝術——數字信號與邏輯門 進入數字世界，我們將學習一種全新的思維方式——邏輯思維。本部分將引導您理解數字信號的本質，掌握構成所有數字電路的基本單元——邏輯門。 數字信號的魅力： 離散的魅力： 我們將區彆模擬信號的連續性與數字信號的離散性（0和1）。理解數字信號在抗乾擾、信息存儲、處理精度方麵的巨大優勢，這是數字時代蓬勃發展的基石。 二進製的語言： 深入理解二進製係統，學習二進製數與十進製數之間的轉換。掌握位（bit）、字節（byte）等基本概念，為後續學習打下堅實基礎。 邏輯門：數字世界的“積木塊” 基本邏輯門： AND門： 隻有所有輸入都為“1”時，輸齣纔為“1”。類比“並且”的邏輯。 OR門： 隻要有一個輸入為“1”時，輸齣就為“1”。類比“或者”的邏輯。 NOT門（逆變器）： 輸入為“0”輸齣為“1”，輸入為“1”輸齣為“0”。實現信號翻轉。 通用邏輯門： NAND門（與非門）： 結閤瞭AND門和NOT門的功能。它是一種“萬能”邏輯門，所有其他的邏輯門都可以用NAND門組閤實現。 NOR門（或非門）： 結閤瞭OR門和NOT門的功能。同樣是“萬能”邏輯門。 派生邏輯門： XOR門（異或門）： 隻有當輸入不同時，輸齣纔為“1”。在奇偶校驗、加法器等電路中至關重要。 XNOR門（同或門）： 隻有當輸入相同時，輸齣纔為“1”。 邏輯門的功能可視化： 通過真值錶、邏輯符號圖，以及波形演示，讓您清晰地理解每種邏輯門的輸入輸齣關係。 布爾代數：邏輯運算的數學工具 代數係統的建立： 介紹布爾代數的基本公理和定理，如交換律、結閤律、分配律、德摩根定理等。 邏輯錶達式化簡： 學習如何使用布爾代數化簡復雜的邏輯錶達式，從而簡化電路設計，降低成本，提高效率。我們將通過具體的例子，一步步演示化簡的過程。 第三部分：構建智能——組閤邏輯與時序邏輯電路 在掌握瞭基礎元器件和邏輯門之後，我們將進入更高級的電路設計層麵，學習如何將這些基本單元組閤起來，構建齣執行復雜功能的數字係統。 組閤邏輯電路：即時響應的智慧 特點與原理： 組閤邏輯電路由邏輯門組成，其輸齣隻取決於當前的輸入信號，沒有記憶功能。 核心組件： 譯碼器： 將一種編碼轉換為另一種編碼，常用於地址選擇、指令解碼。 編碼器： 與譯碼器相反，將輸入信號轉換為編碼輸齣。 多路選擇器（MUX）： 根據選擇信號，從多個輸入中選擇一個輸齣。 加法器/減法器： 實現二進製的加法和減法運算，是CPU的核心組成部分。 實際應用演示： 通過設計一個簡單的交通燈控製器或一個電子骰子，讓您體驗組閤邏輯電路的構建過程。 時序邏輯電路：擁有“記憶”的係統 引入時鍾信號： 時序邏輯電路的關鍵在於引入時鍾信號，它控製著電路狀態的改變。 觸發器（Flip-Flop）： SR觸發器、D觸發器、JK觸發器、T觸發器： 詳細講解各種觸發器的結構、工作原理和狀態轉移圖。理解觸發器是構建存儲單元的基礎。 寄存器： 由多個觸發器組成，用於存儲一組二進製數據。 計數器： 異步計數器與同步計數器： 分析它們的區彆和優缺點。 移位寄存器： 實現數據的串行或並行移位，是很多數字係統中的重要組成部分。 有限狀態機（FSM）： 狀態的概念： 學習如何描述和分析一個係統在不同狀態下的行為。 狀態圖與狀態錶： 掌握構建和理解狀態機的方法。 應用： 有限狀態機是設計微處理器、控製器等復雜數字係統的核心模型。 第四部分：實戰演練與前沿展望 本部分將理論與實踐相結閤，幫助讀者鞏固所學知識，並展望未來的發展方嚮。 電路仿真軟件的應用： 介紹常用的電路仿真軟件（如Multisim, Proteus, LTspice等），演示如何使用這些工具搭建電路、模擬運行、觀察波形，以及分析電路性能。 簡單項目設計與實現： 引導讀者完成一些小型的綜閤性設計項目，例如： 數字時鍾的設計 簡易計算器的實現 基於FPGA的邏輯電路設計入門 微電子技術的未來趨勢： 集成電路的演進： 摩爾定律的挑戰與延續，三維集成、異構集成等新方嚮。 人工智能與微電子的融閤： AI芯片、邊緣計算的興起。 物聯網（IoT）與傳感器技術： 低功耗、高集成度的傳感器節點。 新材料與新工藝： 石墨烯、二維材料等在微電子領域的應用前景。 結語 通過本書的學習，您將不僅僅掌握抽象的理論知識，更能建立起一套嚴謹的科學思維方法，學會如何從宏觀到微觀，從概念到實現，層層遞進地分析和解決問題。微電子技術是一個充滿活力和創新力的領域，每一次的突破都意味著人類文明的巨大進步。希望本書能成為您探索這個精彩世界的得力助手，點燃您對科學技術的熱情，並為您未來的學習和職業生涯開啓一扇通往無限可能的大門。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，對於那些希望將數字電子技術知識轉化為實際應用，甚至是參與到一些創新項目中的讀者來說，具有特彆的意義。我希望“學習指導”部分能在我學習的過程中，不斷地注入“設計思維”。例如，在介紹某個基本概念時，能否快速地引導我思考這個概念在實際設計中的應用場景？在講解某個算法時，能否給齣一些優化的思路，以適應不同的硬件平颱或性能需求？我非常期待這本書能夠在我學習的每一步都點亮“實踐”的火花，而不是讓我陷入純粹的理論海洋。對於“習題解析”，我希望它能夠體現齣“問題導嚮”的特點。即，通過解決實際問題的過程，來反哺理論知識的學習。例如，一個涉及通信接口設計的習題，它的解析過程，是否能同時復習和鞏固相關的數字通信原理？我希望這本書能讓我感覺到，學習數字電子技術，不僅僅是在“解題”，更是在“創造”。

評分☆☆☆☆☆

我是一位即將進入數字電路設計領域的初學者，對於“數字電子技術與邏輯設計”這個概念，我腦海裏還是一片模糊。我需要的不僅僅是一本教科書，更像是一個循循善誘的老師，能夠在我一步步探索這個新領域的時候，給予及時的指引和幫助。這本書的“學習指導”部分，我非常期待它能為我描繪齣一條清晰的學習路徑。例如，在學習組閤邏輯時，如何從需求分析到最終的邏輯錶達式，每一步的關鍵點是什麼？在學習時序邏輯時，如何理解觸發器、寄存器等基本單元的工作原理，以及它們如何構成更復雜的時序係統？更重要的是，我希望這本書能夠教會我一些設計的方法論，比如如何選擇閤適的邏輯器件，如何進行時序約束，以及如何對設計進行驗證。對於“習題解析”，我希望能看到多種解法的對比，分析不同方法的優劣，以及在實際應用中可能遇到的問題。我希望它能幫助我培養嚴謹的邏輯思維和解決問題的能力，讓我能夠自信地麵對未來在數字設計領域遇到的各種挑戰。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本《數字電子技術與邏輯設計學習指導及習題解析》，我還是挺驚喜的。畢竟是“十二五”規劃教材的配套讀物，按理說應該內容翔實、邏輯嚴謹。翻開目錄，看到那些熟悉的章節名稱，比如組閤邏輯、時序邏輯、存儲器等等，心中就湧起一股親切感。我本身就對數字電路這個領域有著濃厚的興趣，但總覺得在理解一些復雜的概念時，書本上的講解有時會略顯枯燥，缺少一種循序漸進的引導。這本書給我的第一印象就是，它似乎更側重於“如何學”，而不是單純地“講知識”。我非常期待它能在概念的引入上更加生動形象，在難點的突破上提供一些巧妙的思路和方法。我特彆關注那些“學習指導”的部分，希望它能為我梳理好學習的脈絡，讓我知道每個階段的重點是什麼，應該如何去消化和吸收。對於那些“習題解析”，我更是充滿瞭期待。畢竟，理論學得再好，最終還是要落到動手實踐和解決問題上。希望這本書的習題能夠覆蓋到各種典型的應用場景，並且解析能夠詳細到讓我明白每一個步驟背後的邏輯，甚至是錯誤思路是如何産生的，以及正確的解題方法。我希望通過這本書，能夠真正地掌握數字電子技術的核心原理，並且能夠靈活地運用到實際的設計和分析中去。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，對於我這樣在數字電子技術學習道路上感到些許迷茫的學生來說，無疑是一道曙光。我一直覺得，雖然我們有基礎的教材，但有時候，對於一些抽象的邏輯概念，缺乏更直觀的理解方式。比如，卡諾圖的簡化過程，雖然知道規則，但有時候還是會卡住，找不到最優化的方法。這本書如果能在“學習指導”部分，通過一些類比、圖示，甚至是一些小故事，來解釋這些核心概念，那將是對我學習效率的巨大提升。我更看重的是它如何幫助我建立起一個完整的知識體係，而不是零散的知識點堆砌。希望它能教會我如何從宏觀上把握整個數字邏輯設計流程，從最小的門電路到復雜的集成係統，都能有一個清晰的認識。而且，我一直對一些實際的工程應用非常感興趣，希望這本書的習題解析部分，不僅僅是數學上的推導，更能結閤一些實際的芯片、電路闆的例子，讓我看到理論是如何轉化為現實的。想象一下，如果習題解析裏能齣現一些實際芯片的引腳圖、時序圖，再結閤代碼示例，那將是多麼有價值的學習體驗。我期待這本書能讓我從“知其然”到“知其所以然”，真正做到舉一反三。

評分☆☆☆☆☆

作為一名有過一些數字電路基礎的學生，我在學習過程中常常會遇到一些瓶頸，尤其是在處理一些較復雜的邏輯優化和狀態機設計時。我希望這本書的“學習指導”能夠提供一些更加深入和精妙的分析方法，幫助我突破這些難點。例如，在處理大規模邏輯時，是否有更高級的簡化工具和技巧？在設計復雜的狀態機時，如何避免齣現死鎖或是不必要的冗餘狀態？我希望這本書能夠在我現有的知識基礎上，更進一步地提升我的設計能力。對於“習題解析”，我期待它能提供一些“超齣教材”的思考維度。不僅僅是給齣正確的答案，更希望能夠探討一些“為什麼會錯”的可能性，以及如何通過不同的角度去審視同一個問題。如果習題能夠包含一些涉及FPGA或ASIC設計的初步概念，或者一些實際的調試技巧，那就更好瞭。我希望這本書能讓我看到數字電子技術更廣闊的應用前景，並且能夠為我進一步的學習打下堅實的基礎。