数字电子技术(张惠敏)（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈志红，副主编 著，张惠敏，陈志红，副 编

图书标签:

• 数字电子技术
• 电子技术
• 张惠敏
• 第三版
• 电路分析
• 数字电路
• 模拟电路
• 电子工程
• 高等教育
• 教材

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122269058

版次：3

商品编码：11995590

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-07-01

用纸：胶版纸

页数：244

字数：400000

正文语种：中文

内容简介

《数字电子技术（第三版）》主要内容包括数字电路基础知识，组合逻辑电路，时序逻辑电路，脉冲产生与变换，A/D和D/A转换，大规模集成电路，数字电路综合应用和电子电路仿真应用。本书每章都包含硬件实验和软件仿真，方便教学需要。本书可作为高职高专电气自动化和电子类专业的教材，也可作为自学者用书。

作者简介

张惠敏，郑州铁路职业技术学院电子工程系主任。从事电子信息技术专业教学研究及教学管理工作23年，发表专业论文三十余篇，主编主审教育部和省级规划教材十余部，主持完成省教育厅、省科技厅课题4项，主持河南省教育厅教学质量工程项目5项；河南省教育厅学术技术带头人；曾多次荣获教学标兵、郑州铁路局骨干教师、名师，省文明教师，学院教学团队负责人和专业带头人。目前担任河南省电工技术学会常务理事、河南省电工技术学会高职高专教育专业委员会主任委员；铁道部计算机教学指导委员会委员、中国电子学会会员。获得国家高级家电维修工职业资格证书，是国家职业技能鉴定高级考评员。多次担任全国职业院校技能大赛电子产品装配调试竞赛拟题与评委专家。

目录

绪论

第一章数字电路基础知识
第一节数字电路预备知识003
第二节数制与码制006
第三节基本逻辑门011
第四节逻辑函数化简015
第五节集成TTL逻辑门024
第六节CMOS逻辑门033
第七节集成逻辑门的使用及注意事项037
第八节技能训练042
本章小结046
思考题与习题047

第二章组合逻辑电路
第一节组合逻辑电路的分析与设计052
第二节编码器057
第三节译码器061
第四节数据选择器及数据分配器069
第五节数值比较器073
�车诹�节组合逻辑电路中的竞争冒险075
第七节技能训练077
本章小结083
思考题与习题084

第三章时序逻辑电路概述087
第一节RS触发器088
第二节JK触发器091
第三节D、T触发器及触发器的使用注意事项095
第四节计数器098
第五节集成计数器及其功能扩展104
第六节寄存器和移位寄存器109
第七节技能训练112
本章小结123
思考题与习题124

第四章脉冲产生与变换电路概述130
第一节集成555定时器131
第二节施密特触发器133
第三节单稳态触发器137
第四节多谐振荡器141
第五节技能训练143
本章小结152
思考题与习题152

第五章数/模和模/数转换概述155
第一节数字-模拟转换器（DAC）156
第二节模拟-数字转换器（ADC）161
第三节技能训练169
本章小结181
思考题与习题182

第六章大规模集成电路概述185
第一节只读存储器185
第二节随机存取存储器188
第三节可编程逻辑器件193
第四节在系统可编程逻辑器件198
本章小结202
思考题与习题202

第七章数字电路综合应用
第一节数字电路的调试方法205
第二节数字电路故障的诊断与排除209
第三节数字电路应用实例212
本章小结220
思考题与习题220

第八章Multisim电子电路仿真软件
第一节仿真软件基本功能221
第二节仿真软件实现电路功能仿真、测试与数据分析231
本章小结237

部分思考题与习题参考答案238
参考文献244

前言/序言

《数字电路设计与分析》 概述 《数字电路设计与分析》旨在为读者提供一个全面且深入的数字电子技术学习框架。本书内容涵盖了数字电路的基础理论、核心概念、设计方法以及实际应用，力求在理论深度和实践指导之间取得平衡。通过循序渐进的讲解和丰富的实例分析，本书能够帮助读者建立扎实的数字逻辑基础，掌握现代数字系统的设计与实现技术，并为进一步学习更复杂的数字系统和集成电路打下坚实的基础。本书适合于电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的本科生、研究生，以及对数字电子技术感兴趣的工程技术人员和自学者。 内容要点 第一部分：数字逻辑基础 本部分是整个数字电路学习的基石，重点在于理解数字系统的工作原理。 二进制数系统与编码： 深入介绍二进制、十进制、十六进制等数系的相互转换，这是理解数字信号的基础。 讲解各种常用的编码方式，如BCD码（二进制编码的十进制）、格雷码（Gray Code）、ASCII码等。强调不同编码在数据表示和处理中的作用，例如BCD码在显示和计数中的应用，格雷码在开关电路和模数转换中的优势。 讨论二进制数的运算，包括加法、减法、乘法和除法，为后续的算术逻辑单元（ALU）设计做铺垫。着重讲解溢出和负数的表示方法（如补码、原码、反码），这对理解计算机内部运算至关重要。 逻辑门与布尔代数： 详细介绍基本逻辑门，包括AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR门。通过真值表和逻辑符号清晰地展示它们的逻辑功能。 系统阐述布尔代数的基本公理和定理，如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等。 讲解如何使用布尔代数对逻辑表达式进行化简，例如最小项、最大项的概念，以及卡诺图（Karnaugh Map）和奎恩-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）方法。强调化简的意义在于减少电路的复杂度和成本。 介绍逻辑函数的表示方法：真值表、逻辑符号图、逻辑表达式。 组合逻辑电路： 定义组合逻辑电路的特性：输出仅取决于当前输入，没有记忆功能。 译码器（Decoder）与编码器（Encoder）： 讲解译码器的功能是将二进制输入转换为特定的输出信号，例如二进制到BCD码的译码器，用于驱动数码管显示。介绍优先编码器（Priority Encoder）的原理和应用，如键盘输入。 多路选择器（Multiplexer, MUX）与多路分配器（Demultiplexer, DEMUX）： 讲解MUX的选择功能，如何用控制信号选择多个输入中的一个输出。DEMUX则相反，将一个输入信号分发到多个输出中的一个。分析其在信号路由、数据选择等方面的应用。 加法器（Adder）与减法器（Subtractor）： 从半加器（Half Adder）到全加器（Full Adder），再到多位加法器（如行波进位加法器Ripple-Carry Adder、超前进位加法器Carry-Lookahead Adder），详细讲解其工作原理。介绍带符号数加减运算的实现，以及溢出检测。 比较器（Comparator）： 设计和分析二进制比较器的逻辑功能，能够比较两个数的大小。 并行乘法器与除法器： 介绍简单的乘除法电路设计，虽然实际中常用更复杂的算法，但基础原理的理解很有价值。 第二部分：时序逻辑电路 本部分将引入“时间”的概念，介绍具有记忆功能的电路。 触发器（Flip-Flop）: 详细介绍各种基本触发器：SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器。通过时序图和状态图清晰地展示它们在时钟信号作用下的状态转换。 讲解主从型触发器、边沿触发器等高级触发器，理解其如何避免竞争冒险现象。 分析触发器在存储和移位功能上的应用。 寄存器（Register）: 定义寄存器为一组触发器的集合，用于存储多个二进制位。 介绍各种类型的寄存器：串入串出（SISO）、串入并出（SIPO）、并入串出（PISO）、并入并出（PIPO）寄存器。 重点讲解移位寄存器的操作和应用，如数据串行化/并行化转换、序列发生器、延时线等。 计数器（Counter）: 异步计数器（Ripple Counter）： 讲解其结构和工作原理，以及时序延迟问题。 同步计数器（Synchronous Counter）： 详细介绍同步计数器（如约翰逊计数器、环形计数器、二进制同步计数器）的设计方法，强调时钟信号同步的重要性。 可预置计数器、可逆计数器： 分析这些功能计数器的设计和应用，例如在频率测量、步进电机控制等领域。 译码器与寄存器构建任意模计数器： 学习如何通过组合逻辑和触发器实现任意模数的计数器。 有限状态机（Finite State Machine, FSM）: 介绍FSM的理论模型：摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型。 讲解状态图、状态转移表的设计方法。 将FSM的应用扩展到序列检测器、控制器设计、协议实现等。 通过具体实例（如交通信号灯控制器）演示FSM的设计流程，包括状态分配、逻辑综合。 第三部分：存储器与半导体器件 本部分将深入了解数字电路的物理基础和存储单元。 半导体存储器： 随机存取存储器（RAM）： 静态RAM（SRAM）： 讲解其基本原理，通常使用锁存器（flip-flop）构建存储单元，速度快但密度较低。 动态RAM（DRAM）： 介绍其工作原理，利用电容存储信息，需要刷新电路，密度高但速度较慢。 分析RAM的读写操作时序。 只读存储器（ROM）： 掩膜ROM（MROM）： 介绍其一次性编程的特性。 可编程ROM（PROM）、可擦写PROM（EPROM）、电可擦写PROM（EEPROM）： 讲解它们的可编程性和擦除特性。 闪存（Flash Memory）： 介绍其高速、大容量、可电擦写的特点，以及在现代存储设备中的广泛应用。 存储器组织与寻址： 讲解存储器芯片的地址线、数据线、控制线，以及如何通过地址译码器实现对特定存储单元的访问。 可编程逻辑器件（PLD）： 逻辑阵列（PLA, PAL）： 介绍其AND阵列和OR阵列的可编程性。 通用可编程逻辑器件（CPLD）： 讲解其宏单元结构和可编程互连。 现场可编程门阵列（FPGA）： 深入介绍FPGA的组成，如可配置逻辑块（CLB）、输入/输出块（IOB）、布线资源。讨论其灵活性和在原型设计、嵌入式系统中的强大应用。 硬件描述语言（HDL）： 介绍Verilog HDL或VHDL等HDL语言在描述和设计数字电路中的重要作用，以及综合、布局布线等EDA工具链。 第四部分：高级主题与应用 本部分将探讨一些更复杂的数字系统设计技术和实际应用。 数字信号处理基础（简述）： 引入模数（A/D）转换和数模（D/A）转换的概念，说明数字系统与现实世界模拟信号交互的必要性。 简述采样、量化、编码等基本过程。 数据传输与通信（简述）： 串行通信（如UART）与并行通信的对比。 时钟同步与异步通信。 微处理器与嵌入式系统（概念介绍）： 介绍微处理器的基本结构：CPU、内存接口、I/O接口。 简述嵌入式系统的概念，以及数字电路在其中扮演的角色。 数字逻辑设计中的常见问题： 竞争与冒险（Race Condition and Hazards）： 详细分析静态冒险、动态冒险、函数冒险，并介绍消除方法，如增加冗余项、改变逻辑结构。 时钟偏斜（Clock Skew）： 讲解时钟信号在不同节点传输延迟不一致带来的问题，以及如何进行时钟同步设计。 设计流程与工具： 介绍数字逻辑设计的一般流程：需求分析、系统设计、详细设计、仿真验证、逻辑综合、布局布线、物理实现。 简要介绍EDA（Electronic Design Automation）工具的作用，如原理图编辑器、逻辑仿真器、综合工具、布局布线工具。 实践与案例分析 本书将穿插大量实际案例，从简单的逻辑门应用到复杂的系统设计，帮助读者将理论知识与实际问题相结合。例如： 设计一个简单的数字时钟。 实现一个小型计算器。 设计一个交通信号灯控制器。 分析一个简单的数据通信协议。 通过FPGA实现一个小型序列发生器。 学习目标 通过学习本书，读者将能够： 1. 理解数字电路的基本原理： 掌握二进制数系统、逻辑门、布尔代数等核心概念。 2. 设计和分析组合逻辑电路： 能够使用卡诺图等方法化简逻辑表达式，并设计译码器、编码器、多路选择器、加法器等电路。 3. 设计和分析时序逻辑电路： 掌握触发器、寄存器、计数器的原理，并能够设计和分析有限状态机。 4. 理解存储器的基本类型和工作原理： 了解RAM、ROM的结构和应用。 5. 熟悉可编程逻辑器件（PLD）的工作方式： 了解PLD在现代数字系统中的作用。 6. 掌握数字逻辑设计的基本流程和方法： 能够使用EDA工具进行电路设计和仿真。 7. 培养解决实际数字电路问题的能力。 本书力求通过清晰的解释、详实的图表和贴切的实例，引导读者逐步掌握数字电子技术的精髓，为未来的学习和实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期关注电子技术发展的研究人员，我一直对数字逻辑电路的理论基础和实际应用有着深入的探究。张惠敏教授的《数字电子技术》（第三版）给我留下了深刻的印象。这本书的理论深度和广度都达到了一个新的高度，尤其是在对复杂逻辑系统的分析和设计方面，展现出了作者深厚的学术功底。 我最欣赏书中对大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）的讲解。在这一部分，张教授详细阐述了数字电路设计流程，从功能描述、逻辑综合到布局布线，每个环节都进行了深入的分析。书中还引入了EDA（Electronic Design Automation）工具的概念，并简要介绍了主流的EDA工具在实际设计中的应用，这对于我们这些从事相关研究的学者来说，是非常有价值的参考。 此外，书中对某些特定数字电路模块的深入探讨，比如先进的纠错码电路、异步逻辑电路等，都体现了作者对该领域前沿问题的把握。这些内容不仅拓宽了我们的视野，也为我们进一步的研究提供了新的思路和方向。尽管本书篇幅较长，内容丰富，但其严谨的逻辑结构和清晰的论述方式，使得复杂的概念也变得易于理解。这本书无疑为数字电子技术的研究领域注入了新的活力，为相关研究人员提供了一部不可多得的参考巨著。

评分☆☆☆☆☆

在教学一线工作多年，我深知一本优秀的教材对于培养学生扎实的专业基础的重要性。张惠敏教授的《数字电子技术》（第三版）正是一部能够让学生真正“学懂、学透”的经典之作。我特别赞赏书中在内容编排上体现出的科学性和系统性。 首先，该书紧密结合了当前数字电子技术的发展趋势，更新了部分内容，增加了对现代集成电路设计、FPGA等前沿技术的介绍，这使得教材更具时代感和实用性。其次，书中在讲解原理时，逻辑清晰，层次分明，能够引导学生逐步深入。例如，在讲解状态机设计时，书中不仅给出了状态转移图的绘制方法，还详细阐述了状态编码的各种方式及其优缺点，并提供了具体的硬件描述语言实现示例，这种由点到面、由抽象到具体的讲解方式，极大地降低了学生的学习难度。 再者，书中融入了大量的实际工程案例，这些案例不仅能够帮助学生将理论知识与实际应用相结合，更能激发学生的学习兴趣和创新思维。例如，书中关于微处理器结构和接口的章节，通过对实际指令集和总线协议的分析，让学生能够直观地了解计算机硬件的工作原理。此外，书中提供的丰富习题和设计性实验，也为教师的教学提供了坚实的支撑。总而言之，《数字电子技术》（第三版）是一本集学术性、前瞻性、实用性于一体的优秀教材，对于培养高素质的电子技术人才具有重要的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对于我们这些在电子技术领域摸爬滚打多年的工程师来说，无疑是一份迟来的惊喜。张惠敏教授的这部《数字电子技术》（第三版），在内容更新上看得出是下了大功夫的，不再是陈旧的理论堆砌，而是紧随行业发展，加入了许多前沿的概念和技术。我尤其欣赏书中对逻辑门电路、组合逻辑、时序逻辑等基础概念的深入讲解，虽然这些内容在很多教材中都能找到，但本书的阐述方式更加生动形象，结合了大量实际案例，让原本枯燥的理论变得易于理解和掌握。 尤其是对FPGA、CPLD等可编程逻辑器件的介绍，让我眼前一亮。在实际工作中，这些器件的应用越来越广泛，但很多教材的讲解都停留在概念层面，缺乏深入的实践指导。而张教授的这本书，不仅详细介绍了它们的原理，还提供了相关的编程语言（如VHDL、Verilog）入门指导，甚至给出了几个实用的设计案例。这对于我们这些希望快速上手新技术的工程师来说，无疑是一笔宝贵的财富。总的来说，这本书在理论与实践的结合上做得相当出色，既有扎实的理论基础，又有贴合实际的应用指导，是一本值得反复研读的工具书。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对电子产品充满好奇心的爱好者，虽然不是专业的工程师，但一直对数字电子技术有着浓厚的兴趣。市面上关于这方面的书籍琳琅满目，但我总觉得要么太过于理论化，让我望而却步，要么就过于浅显，无法满足我深入了解的渴望。直到我发现了张惠敏教授的《数字电子技术》（第三版），我才找到了真正适合我的读物。 这本书的结构安排非常合理，从最基础的二进制数、逻辑门开始，循序渐进地讲解到更复杂的组合逻辑和时序逻辑。让我惊喜的是，书中并没有过多的数学公式推导，而是更多地通过清晰的图示和生动的比喻来解释概念。比如，在讲解组合逻辑电路时，书中用了一个非常形象的例子来比喻多路选择器的功能，让我一下子就明白了它的工作原理。 更让我觉得实用的是，书中还介绍了一些实际的应用电路，比如简单的运算电路、数据传输电路等。虽然我可能不会亲手去搭建这些电路，但了解它们的原理和设计思路，已经让我对数字世界的运作有了更深的认识。这本书让我觉得，学习数字电子技术并非高不可攀，它其实就在我们身边，并且充满趣味。对于像我一样的业余爱好者来说，这本书提供了一个绝佳的入门途径，让我能够以一种轻松愉快的方式，去探索数字电子技术的奇妙世界。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将毕业的大学生，我最近一直在为考研和找工作做准备，而数字电子技术这门课是我的必修课之一，也是我感到比较吃力的一部分。之前看过一些其他版本的教材，但总觉得它们过于偏重理论，而且很多例子都比较老旧，跟不上现在的技术发展。这次偶然翻阅了张惠敏教授的《数字电子技术》（第三版），我才真正体会到了什么叫做“深入浅出”。 这本书的语言风格非常亲切，不像很多学术著作那样晦涩难懂。张教授用非常通俗易懂的语言，将复杂的数字逻辑概念娓娓道来。而且，书中大量的插图和流程图，让抽象的电路原理变得直观易懂。我特别喜欢其中关于时序逻辑电路的讲解，比如触发器、寄存器、计数器等，书中给出的详细分析和对比，让我能够清晰地理解它们之间的区别和联系，并且能够根据实际需求选择合适的电路。 此外，这本书在练习题的设计上也相当用心。每章后面都配有不同难度、不同类型的题目，涵盖了概念理解、电路分析、简单设计等多个方面。这对于我们巩固知识、提升解题能力非常有帮助。我通过练习这些题目，不仅加深了对知识点的理解，还锻炼了自己的逻辑思维能力。可以说，这本书是为我们这类初学者量身定做的，它为我打下了坚实的数字电子技术基础，让我对接下来的学习和工作充满了信心。