數字電路與邏輯設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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楊永健 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 邏輯設計
• 計算機組成原理
• 電子技術
• 電路分析
• 數字係統設計
• FPGA
• Verilog
• VHDL
• 可編程邏輯器件

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115381538

版次：1

商品編碼：11702936

開本：16開

齣版時間：2015-02-01

頁數：308

內容簡介

《數字電路與邏輯設計》，本書主要介紹數字電路的基本分析方法和設計方法，以及用可編程邏輯器件設計電路的軟件平颱和硬件描述語言設計方法。全書分為十章，主要內容包括數製和碼製、邏輯代數基礎、邏輯門電路、組閤邏輯電路分析與設計、中規模組閤邏輯器件應用、觸發器、時序邏輯電路的分析與設計、常用時序集成器件、555定時器及多諧振蕩器、半導體存儲器件和可編程器件、硬件描述語言數模和模數轉換。

目錄

第1章 數製與碼製
1.1 概述
1.2 幾種常用的數製
1.2.1 十進製
1.2.2 二進製
1.2.3 八進製
1.2.4 十六進製
1.3 不同進製間的轉換
1.3.1 二進製數轉換十進製數
1.3.2 十進製數轉換二進製數
1.3.3 八進製、十六進製與二進製相互轉換
1.4 二進製算數運算
1.4.1 二進製算術運算的特點
1.4.2 原碼、反碼、補碼和補碼運算
1.5 幾種常用的編碼
1.5.1 二-十進製編碼
1.5.2 可靠性編碼
1.5.3 字符代碼
本章小結
習題

第2章 邏輯代數基礎
2.1 邏輯代數中的三種基本運算
2.1.1 邏輯代數中的問題
2.1.2 基本邏輯運算
2.1.3 幾種常用的邏輯運算
2.2 邏輯代數基本定律和常用公式
2.2.1 基本定律
2.2.2 常用公式
2.3 邏輯代數中的基本規則
2.3.1 代入規則
2.3.2 反演規則
2.3.3 對偶規則
2.4 邏輯函數及其錶示方法
2.4.1 邏輯函數的概念
2.4.2 邏輯函數的錶示方法
2.4.3 三種錶示方法之間的轉換
2.4.4 邏輯函數的標準形式
2.5 邏輯函數的錶達式形式及其轉化
2.6 邏輯函數的化簡
2.6.1 公式化簡法
2.6.2 卡諾圖化簡法
2.7 具有無關項的邏輯函數及其化簡
2.7.1 約束項、任意項和邏輯
函數式中的無關項
本章小結
習題

第3章 門電路
3.1 概述
3.2 半導體管的開關特性
3.2.1 晶體二極管開關特性
3.2.2 晶體三極管開關特性
3.2.3 MOS管開關特性
3.3 分立元件邏輯門電路
3.3.1 與門電路
3.3.2 或門電路
3.3.3 非門電路
3.3.4與非門電路
3.3.5 或非門電路
3.4 TTL門電路
3.4.1 TTL反相器電路結構及工作原理
3.4.2 TTL的反相器電氣特性
3.4.3 其他類型的TTL門電路
3.4.4 TTL電路的改進係列
3.4.5 ECL和I2L
3.5 CMOS門電路
3.5.1 PMOS和NMOS電路
3.5.2 CMOS反相器電路結構及工作原理
3.5.3 CMOS的反相器電氣特性
3.5.4 其他類型的CMOS門電路
3.5.5 BiCMOS電路
3.5.6 CMOS邏輯門電路技術參數
3.6 數字集成電路的正確使用
3.6.1 TTL電路的正確使用
3.6.2 CMOS電路的正確使用
3.7 TTL電路與CMOS電路的接口
3.8 門電路帶負載時的接口電路
3.8.1 用門電路直接驅動顯示器件
3.8.2 機電性負載接口
本章小結
習題

第4章 組閤邏輯電路
4.1 概述
4.2 組閤邏輯電路的分析
4.3 常用的組閤邏輯器件
4.3.1 編碼器
4.3.2 譯碼器
4.3.3 數據選擇器
4.3.4 加法器
4.3.5 數值比較器
4.4 組閤邏輯電路的設計方法
4.4.1 組閤邏輯電路的設計方法
4.4.2 用SSI設計組閤邏輯電路
4.4.3 用MSI設計組閤邏輯電路
4.5 組閤邏輯電路中的競爭冒險
本章小結
習題

第5章 觸發器
5.1 概述
5.2 基本觸發器
5.2.1 與非門組成的基本SR觸發器
5.2.2 或非門組成的基本SR觸發器
5.3 鍾控電平觸發器
5.3.1 電平觸發SR觸發器
5.3.2 電平觸發D觸發器
5.3.3 電平觸發JK觸發器
5.3.4 電平觸發T觸發器
5.3.5 電平觸發器的空翻現象
5.4 主從觸發器
5.4.1 主從SR觸發器
5.4.2 主從JK觸發器
5.5 邊沿觸發器
5.5.1 邊沿D觸發器
5.5.2 對稱型維持阻塞型SR觸發器
5.6 觸發器的動態特性
5.6.1 基本SR觸發器（或稱鎖存器）
5.6.2 同步電平觸發SR觸發器的動態特性
5.6.3 主從觸發器的動態特性
5.6.4 維持阻塞觸發器的動態特性
本章小結
習題

第6章 時序邏輯電路
6.1 概述
6.1.1 時序邏輯電路的結構
6.1.2 描述時序電路邏輯功能的函數
6.1.3 時序電路的分類
6.2 時序電路的分析方法
6.2.1 同步時序邏輯電路的分析方法
6.2.2 異步時序邏輯電路的分析舉例
6.3 常用時序邏輯電路及應用
6.3.1 寄存器與移位寄存器
6.3.2 計數器
6.3.3 常用時序邏輯電路的應用
6.4 時序邏輯電路的設計方法
6.4.1 同步時序邏輯電路的設計方法
6.4.2 時序邏輯電路的自啓動設計
6.5 異步時序邏輯電路的設計方法
本章小結
習題

第7章 大規模集成電路
7.1 概述
7.2 隻讀存儲器ROM
7.2.1 ROM的結構和工作原理
7.2.2 ROM的分類
7.2.3 ROM的應用
7.3 隨機存儲器RAM
7.3.1 RAM的結構和原理
7.3.2 RAM的存儲單元
7.3.3 集成RAM
7.4 可編程邏輯器件概述
7.4.1 可編程邏輯器件的發展
7.4.2 可編程邏輯器件的分類
7.4.3 實現可編程的基本方法
7.5 簡單的可編程邏輯器件
7.5.1 簡單可編程邏輯器件的陣列結構特點
7.5.2通用陣列邏輯器件GAL結構
7.6 復雜的可編程邏輯器件CPLD
7.7 現場可編程門陣列FPGA
7.7.1 FPGA性能及基本結構
7.7.2 嵌入式陣列（EAB）和邏輯陣列塊（LAB）
7.7.3 邏輯單元（LE）、快速通道互連及I/O單元（IOE）
7.8 CPLD和FPGA的編程與配置
7.9 數字小係統的設計及實現
7.9.1 數字係統的6個設計層次
7.9.2 應用FPGA/CPLD的EDA開發流程
本章小結
習題

第8章 硬件描述語言簡介
8.1 硬件描述語言（HDL）概述
8.2 Verilog HDL硬件描述語言程序基本結構
8.2.1 Verilog語言程序的模塊
8.2.2 邏輯功能的幾種基本描述方法
8.3 Verilog HDL語言要素
8.3.1 標識符
8.3.2 關鍵字
8.3.3 格式
8.3.4 注釋
8.3.5 數字與字符串
8.3.6 數據類型
8.3.7 參數
8.3.8 運算符及錶達式
8.4 Verilog HDL語句
8.4.1 賦值語句
8.4.2 條件語句
8.4.3 循環語句
8.4.4 過程語句
8.5 係統任務和係統函數
8.5.1 任務（task）
8.5.2 函數（function）
8.6 用Verilog HDL描述
邏輯電路的實例
本章小結
習題

第9章 數模與模數轉換器
9.1 概述
9.2 D/A轉換器
9.2.1 權電阻網絡D/A轉換器
9.2.2 倒T型電阻網絡D/A轉換器
9.2.3 權電流型D/A轉換器
9.2.4 集成D/A轉換器A/D
9.2.5 D/A轉換器的轉換精度與轉換速度
9.3 A/D轉換器

《電子工程基礎：從原理到應用》 本書旨在為讀者提供一套堅實的電子工程學科入門知識體係，重點在於從最基礎的物理原理齣發，逐步深入到實際電路的分析與設計。我們將帶領您穿越電子世界的奧秘，理解構成現代科技基石的各種現象與器件。 第一部分：電學基礎理論 本部分將為您構建理解電子設備運作的根基。我們將從靜電學和電動力學這兩個核心概念入手。 靜電學： 您將學習電荷的性質、庫侖定律，理解電場和電勢的概念。我們將探討電容器的充放電過程，以及不同介質對電場的影響。通過對電勢能和靜電場的分析，您將掌握電場力如何在空間中分布，以及電荷如何存儲能量。 電動力學： 這一部分將聚焦於電流的本質——電荷的定嚮移動。我們將詳細闡述歐姆定律，理解電壓、電流和電阻之間的定量關係，並探討其在不同材料中的錶現。基爾霍夫電壓定律和電流定律將是分析復雜電路不可或缺的工具，它們揭示瞭電流和電壓在電路網絡中的守恒規律。 電磁學初步： 電與磁的聯係是電子工程的另一大支柱。我們將介紹磁場、磁感應強度、安培定律，以及變化的磁場如何産生電場（法拉第電磁感應定律）。您將理解電磁感應在發電機、變壓器等設備中的關鍵作用，以及電磁波的産生和傳播的基本原理。 第二部分：半導體器件原理 半導體是現代電子技術的核心材料。本部分將深入解析它們的內部工作機製。 晶體管： 作為現代電子器件的“開關”，晶體管的理解至關重要。我們將首先介紹半導體材料的能帶理論，解釋為何矽和鍺能夠導電，以及雜質如何改變它們的導電性能（P型和N型半導體）。 二極管： 您將學習PN結的形成和特性，理解二極管的正嚮導通和反嚮截止現象。通過對不同類型二極管（如穩壓二極管、發光二極管）的介紹，您將瞭解到它們在整流、穩壓、發光等方麵的廣泛應用。 雙極型晶體管（BJT）： 我們將詳細講解NPN和PNP型BJT的結構，分析其放大和開關特性。您將理解發射區、基區和集電區的各自作用，以及電流增益（β）和跨導等關鍵參數。通過BJT的特性麯綫，您將掌握其工作區域（截止區、放大區、飽和區）的判斷方法。 場效應晶體管（FET）： FET是另一種重要的晶體管類型，與BJT的工作原理有所不同。我們將介紹結型場效應晶體管（JFET）和金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（MOSFET）的結構與工作原理。您將理解柵極電壓如何控製溝道中的電流，以及其高輸入阻抗的優勢。MOSFET作為現代集成電路中最基礎的器件，其不同類型（NMOS、PMOS、CMOS）的特性與應用將得到重點講解。 集成電路（IC）基礎： 許多電子功能都集成在微小的芯片上。本部分將介紹集成電路的基本概念，包括其製造工藝的簡化過程，以及不同類型的集成電路（如模擬IC和數字IC）。您將瞭解到什麼是芯片、封裝以及它們如何在各種電子産品中發揮作用。 第三部分：模擬電路分析與設計 模擬電路處理的是連續變化的信號。本部分將為您介紹構建和分析這些電路的方法。 放大電路： 放大器是模擬電路的核心功能之一。您將學習不同類型的放大電路，包括共發射極放大器、共集電極放大器和共基極放大器，理解它們的增益、輸入輸齣阻抗和頻率響應特性。我們將探討多級放大器的設計，以獲得更高的增益和更好的性能。 反饋電路： 反饋是放大器設計中一個至關重要的概念。您將理解正反饋和負反饋的區彆，以及負反饋如何改善放大器的穩定性、綫性度和帶寬，同時也會帶來增益的下降。我們將分析不同反饋組態（電壓串聯、電壓並聯、電流串聯、電流並聯）的應用場景。 信號發生器與濾波器： 振蕩器： 您將學習如何利用正反饋電路産生各種波形的信號，如正弦波、方波和三角波。我們將介紹RC振蕩器、LC振蕩器以及晶體振蕩器的工作原理，瞭解它們在時鍾信號生成、頻率閤成等方麵的應用。 濾波器： 濾波器用於選擇性地允許或阻止特定頻率範圍的信號通過。我們將詳細講解低通、高通、帶通和帶阻濾波器。您將學習它們的基本結構，如RC濾波器和RL濾波器，以及更復雜的有源濾波器和無源濾波器設計，理解它們在音頻處理、通信係統中的作用。 運算放大器（Op-Amp）： 運算放大器是一種高性能的通用模擬集成電路，具有極高的開環增益和輸入阻抗。您將學習其基本符號和電氣特性，並掌握如何利用其虛短和虛斷特性來設計各種電路，如反相比例器、同相比例器、加法器、減法器、積分器和微分器。我們將探討運算放大器在信號調理、測量和控製係統中的廣泛應用。 電源電路： 穩定可靠的電源是所有電子設備運行的保障。我們將介紹電源電路的基本組成部分，包括變壓器、整流器（半波、全波）、濾波器（電容濾波、電感濾波）和穩壓器（串聯型、開關型）。您將理解如何從市電交流電轉換為穩定的直流電，並學習不同穩壓技術的原理和應用。 第四部分：通信係統基礎 本部分將初步介紹信息是如何通過各種媒介進行傳輸和接收的。 信號的調製與解調： 您將瞭解為什麼需要調製，以及常見的調製方式，如調幅（AM）和調頻（FM）。我們將探討調製器和解調器的基本原理，理解它們如何將信息信號疊加到載波信號上進行傳輸，並在接收端恢復原始信息。 數字通信基礎： 隨著數字技術的發展，數字通信變得越來越重要。我們將介紹二進製編碼、數據傳輸速率等基本概念。雖然不涉及復雜的數字信號處理，但將為您打下理解數字信號在通信係統中扮演角色的基礎。 天綫與傳播： 您將對天綫的功能有一個初步的認識，瞭解它如何將電磁波輻射齣去或接收電磁波。同時，也將初步瞭解電磁波在不同環境下的傳播特性，如直綫傳播、反射和衍射。 第五部分：實踐應用與案例分析 理論知識最終需要通過實踐來鞏固。本部分將結閤前幾部分的知識，通過一些實際的電路設計和應用案例，加深讀者的理解。 簡單實驗電路設計： 我們將提供一些易於搭建的實驗電路，例如LED閃爍電路、簡單的音頻放大器，或者基礎的直流電源模塊。通過這些實驗，您可以親手搭建電路，驗證理論知識，並學習使用萬用錶等基本儀器進行測量。 常見電子産品的原理簡介： 我們將選擇一些生活中常見的電子産品，如收音機、計算器、遙控器等，對其內部的核心電路原理進行簡化介紹，讓您瞭解這些産品是如何利用前麵學到的電子學知識來工作的。 電子設計流程概述： 您將初步瞭解一個完整的電子産品從概念到實現的流程，包括需求分析、原理圖設計、PCB布局、焊接和測試等關鍵環節。 學習本書，您將不僅僅是獲得一套知識，更重要的是培養一種用電子的視角去理解世界的思維方式。無論您未來的學習方嚮是深入研究硬件設計，還是轉嚮軟件開發，紮實的電子工程基礎都將為您打開更廣闊的發展空間。

評分☆☆☆☆☆

這本書在講解的深度和廣度上都給我留下瞭深刻的印象。它在講解組閤邏輯電路時，從最基礎的門電路齣發，逐步引入瞭更加復雜的邏輯單元，如編碼器、解碼器、多路復用器和多路分配器，並且對它們的工作原理和應用進行瞭詳盡的分析。我尤其對其中關於“譯碼器”的講解記憶猶新，它不僅解釋瞭基本譯碼器的功能，還延伸到瞭更廣泛的應用，比如LED顯示驅動和地址譯碼。在進入時序邏輯電路部分，這本書也沒有迴避那些看似復雜的狀態轉移和時鍾同步問題。它對D觸發器、JK觸發器、T觸發器等基本存儲單元的講解非常透徹，並且通過各種圖示和時序圖，清晰地展示瞭它們在不同輸入信號和時鍾沿下的行為。然後，這些基礎單元是如何組閤成移位寄存器、計數器等更高級的功能模塊，書中也給齣瞭非常詳細的解釋和實例。我感覺，這本書在幫助我構建一個清晰的數字電路“知識樹”方麵做得非常齣色，讓我能理解各個模塊之間的聯係和遞進關係。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當引人注目，采用瞭經典的藍白配色，搭配著一些抽象的電路圖紋理，給人一種專業又略帶神秘的感覺。拿到手裏，紙張的觸感很厚實，印刷清晰，字體大小適中，閱讀起來不會感到吃力。目錄部分非常詳盡，清晰地列齣瞭各個章節的主題，從最基礎的數製轉換、邏輯門開始，逐步深入到組閤邏輯電路、時序邏輯電路，最後還有一些進階的應用章節，看得齣作者在內容編排上花瞭不少心思，力求循序漸進，讓讀者能夠紮實地掌握數字電路的知識體係。其中，關於邏輯函數的化簡和卡諾圖的應用部分，我感覺會是學習的重點和難點，但從目錄的安排來看，應該會有比較充分的講解和實例。另外，書中還提到瞭一些實際的工程應用案例，這對於我們理解理論知識與實際操作之間的聯係非常有幫助。我特彆期待能通過這本書，係統地構建起對數字電路的整體認知，並為後續深入學習FPGA等相關技術打下堅實的基礎。整體來說，從圖書的物理質量到內容概覽，都讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待，感覺會是一次非常有價值的學習體驗。

評分☆☆☆☆☆

從內容上看，這本書給我的感覺是它相當注重基礎的鞏固，但又不止步於此。在講解最基礎的邏輯門和布爾代數時，它就花瞭相當大的篇幅，但這種“慢”卻非常有價值。它不是簡單地告訴我們“A and B = C”，而是深入剖析瞭邏輯運算的本質，以及布爾代數如何成為分析和設計數字電路的數學工具。卡諾圖和奎恩-麥剋拉斯基算法的講解部分，更是讓我眼前一亮。我一直覺得邏輯函數的化簡是數字電路設計中的一個重要環節，而這本書提供的這兩種方法，都有非常詳細的步驟說明和清晰的圖例演示，讓我能夠一步步地理解其背後的邏輯。更讓我驚喜的是，書中在介紹完這些理論工具後，立刻就給齣瞭一些實際的電路設計實例，讓我們能夠立刻將學到的知識應用到具體的場景中，比如用最少的邏輯門實現一個特定的功能。這種理論與實踐相結閤的方式，讓學習過程更加連貫和有效。我感覺，通過這本書，我不僅能掌握核心的數字邏輯設計方法，還能培養齣一種“看見電路就能化簡”的能力。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我原本對數字電路這個領域並沒有太深的瞭解，甚至覺得會很枯燥乏味。但當我翻開這本書，一股全新的視角和可能性瞬間在我眼前展開。它並沒有直接拋齣晦澀難懂的公式和定義，而是從最基本的邏輯概念入手，用非常形象的比喻和生動的語言來解釋“與”、“或”、“非”這些看似簡單的邏輯門是如何構建起復雜的數字世界的。我尤其喜歡它在講解過程中穿插的那些小故事和曆史典故，比如計算機的誕生與邏輯運算的淵源，這些細節讓原本抽象的理論變得鮮活起來，也讓我對設計者和科學傢們的智慧有瞭更深的敬意。書中還設計瞭很多互動式的練習題，涵蓋瞭從概念理解到實際應用的不同層麵，每道題的解析都非常詳細，能幫助我及時發現和糾正自己的理解誤區。我嘗試做瞭其中幾道關於門電路組閤的練習，雖然有些題目需要反復思考，但一旦茅塞頓開，那種成就感是難以言喻的。這本書給我的感覺，更像是一個循循善誘的老師，它不僅教授知識，更激發瞭我探索數字世界奧秘的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的第一印象是它的內容組織方式非常現代和實用。它不像我以前看過的某些教科書那樣，隻是羅列大量的公式和定理，而是更側重於將理論知識與實際工程應用緊密結閤。比如，在講解組閤邏輯電路設計時，它不僅會介紹基本的分析方法，還會提供一些典型的應用場景，像是多路選擇器、譯碼器、加法器等，並且詳細闡述瞭它們在實際係統中是如何工作的。這對我這種更偏嚮動手實踐的學習者來說，簡直是福音。書中還大量運用瞭圖示和錶格，將復雜的電路結構和邏輯關係清晰地呈現齣來，大大降低瞭理解的難度。我特彆欣賞的是它在講解時序邏輯電路部分，對觸發器、寄存器、計數器等核心概念的闡述，非常細緻，並配有大量的時序圖，幫助我理解信號在不同時間點上的變化。此外，書中還涉及瞭一些關於狀態機設計的介紹，這對我理解更復雜的數字係統設計非常有啓發。總而言之，這本書讓我覺得，學習數字電路不再是枯燥的理論推導，而是掌握一項能夠創造齣強大數字設備的實用技能。