数字电路与逻辑设计教程(普通高等教育十二五创新型规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郭小春，蔡国瑞 著

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出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787564036461

商品编码：29372114072

包装：平装

出版时间：2010-07-01

基本信息

书名：数字电路与逻辑设计教程(普通高等教育十二五创新型规划教材)

定价：36.00元

作者：郭小春,蔡国瑞

出版社：北京理工大学出版社

出版日期：2010-07-01

ISBN：9787564036461

字数：326000

页码：267

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.459kg

编辑推荐

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内容提要

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　　《数字电路与逻辑设计教程》详细讲解了数字逻辑电路的基础知识，重点介绍了逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲的产生和变换电路、数，模与模／数转换电路、存储器与可编程逻辑器件的电路结构和特点及工作原理、实验与课程设计。
　　本书中还有多个实验和课程设计部分，对前部分章节进行实践训练，并且在附录中汇编了常用数字集成电路的名称、型号、引脚排列等内容。
　　本书可作为高等院校电子类、电气类、计算机类、自动化类等专业的教学用书，也可供相关专业的函授、自考学生使用。

目录

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章　微型计算机系统概述
第2章　逻辑门电路
第3章　组合逻辑电路
第4章　触发器
第5章　时序逻辑电路
第6章　脉冲的产生和变换电路
第7章　数/模与模/数转换
第8章　存储器与可编程逻辑器件
第9章　实验与课程设计
附录
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《逻辑的构建：探索数字世界的基石》 在信息爆炸的时代，我们无时无刻不沉浸在由数字信号构建的宏大世界中。从智能手机的每一次触碰，到高速运行的计算机，再到精密的医疗设备，这一切的背后，都离不开一套复杂而精妙的逻辑系统。这套系统，便是数字电路与逻辑设计的核心所在。本书《逻辑的构建：探索数字世界的基石》旨在带领读者深入理解这一 fundamental 的学科，揭示数字世界运作的内在规律，为理解和创造更智能、更高效的未来技术奠定坚实的基础。 本书并非一本枯燥的技术手册，而是一次充满智慧与探索的旅程。我们将从最基础的逻辑门开始，循序渐进地揭示数字信号的处理原理，最终触及复杂的数字系统设计。我们相信，逻辑的力量无处不在，掌握了逻辑设计的精髓，就如同掌握了开启数字时代大门的钥匙。 第一篇：逻辑的基石——布尔代数与逻辑门 我们的旅程始于逻辑学的根基。在第一篇中，我们将深入探讨布尔代数，这是一种非凡的数学工具，它赋予我们以抽象的方式来描述和操纵逻辑关系的能力。我们知道，在数字世界中，信息是以二进制的形式存在的，即“0”和“1”。布尔代数正是处理这些二进制变量的语言。我们将学习其基本公理和定理，理解AND、OR、NOT这三个基本逻辑运算是如何工作的，以及它们如何组合成更复杂的逻辑函数。 在此基础上，我们将引出逻辑门的概念。逻辑门是实现布尔代数运算的物理实体，它们是构成所有数字电路的最基本单元。我们将详细介绍各种类型的逻辑门，包括AND门、OR门、NOT门、NAND门、NOR门、XOR门以及XNOR门。我们会通过直观的真值表和逻辑符号，清晰地展示每种逻辑门的功能，并探讨它们之间的相互关系。例如，我们会发现NAND门和NOR门是“通用门”，意味着仅使用这两种门就可以实现所有的逻辑功能，这对于实际的电路设计具有重要的意义。 除了基本逻辑门，我们还将触及组合逻辑电路。这类电路的输出仅取决于当前的输入，而与过去的输入状态无关。我们将学习如何通过组合多个逻辑门来设计实现特定逻辑功能的电路，例如加法器、减法器、编码器、解码器、多路选择器和数据分配器等。这些组合逻辑电路是构建更复杂数字系统的基本模块，它们广泛应用于数据的处理、选择和传输。我们将通过实例分析，展示如何根据需求设计出满足特定功能的组合逻辑电路，并强调逻辑化简的重要性，以提高电路的效率和可靠性。 第二篇：时序的律动——存储元件与时序逻辑电路 数字世界的运转并非仅凭瞬时的逻辑运算，数据的存储和状态的传递同样至关重要。在第二篇中，我们将把目光转向时序逻辑电路，它们能够记忆过去的状态，并根据输入信号和自身状态的变化来决定当前的输出。这使得数字系统能够处理动态的、随时间变化的信息。 我们将从最基本的存储元件——触发器开始。触发器是能够存储一位二进制信息的电路，它们是构成更复杂存储单元（如寄存器和存储器）的基础。我们将详细介绍不同类型的触发器，包括SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器，理解它们的工作原理，如何通过时钟信号进行同步，以及它们各自的优缺点和适用场景。 在此基础上，我们将深入研究时序逻辑电路的设计。与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还取决于其先前的状态。我们将学习如何分析和设计两种主要类型的时序逻辑电路：同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。同步时序逻辑电路由一个全局的时钟信号控制，所有状态的改变都发生在时钟的上升沿或下降沿，这大大简化了电路的设计和分析。我们将学习如何使用状态图和状态表来描述时序逻辑电路的行为，并将其转换为实际的电路结构。 例如，我们将探讨计数器的设计，它可以按照预设的顺序来计数。从简单的二进制计数器到更复杂的同步计数器，我们将理解计数器在定时、频率分频等应用中的重要作用。我们还将研究寄存器的设计，它们是用于临时存储一组二进制数据的器件，广泛应用于数据传输和处理。我们还将触及状态机的概念，这是一种能够根据输入信号和当前状态执行一系列操作的抽象模型，是设计复杂控制系统的核心。 第三篇：系统的构建——中小规模集成电路与系统设计 随着我们对基本逻辑元件和时序逻辑电路的理解不断深入，我们将开始将这些基础模块组合起来，构建更复杂的数字系统。在第三篇中，我们将探讨中小规模集成电路（SSI和MSI）的应用，以及如何利用它们来实现更高级的功能。 我们将介绍一些常见的MSI器件，例如加法器/减法器集成电路、多路复用器/选择器集成电路、译码器/编码器集成电路、寄存器集成电路、计数器集成电路等。我们将学习如何利用这些预先设计好的集成电路来快速构建功能强大的数字系统，而无需从最基本的逻辑门开始设计。这将极大地提高设计效率，并保证电路的可靠性。 更重要的是，我们将开始接触数字系统设计的整体流程。我们将学习如何从一个高层需求出发，将其分解为一系列更小的、可管理的子模块，然后为每个子模块选择合适的逻辑电路实现方式，最终将它们集成起来形成一个完整的系统。我们将探讨系统设计的关键考虑因素，包括功能性、性能、功耗、成本以及可维护性。 例如，我们将通过实际案例，例如一个简单的计算器、一个交通灯控制器或一个简单的数字显示系统，来演示如何应用我们所学的知识进行系统设计。我们将学习如何画出系统的顶层框图，如何设计每个模块的功能，以及如何将它们连接起来。我们将强调模块化设计的重要性，以及如何通过抽象和分解来处理复杂的问题。 第四篇：现代数字设计的探索——硬件描述语言与FPGA 在当今的数字设计领域，手动绘制逻辑门电路图已不再是主流。硬件描述语言（HDL）的出现，极大地改变了数字电路的设计方式。在第四篇中，我们将引入两种主流的HDL：Verilog和VHDL。 我们将学习HDL的基本语法和语义，理解如何使用它们来描述数字电路的功能和结构。HDL不仅仅是一种编程语言，它更是一种用于描述硬件行为的强大工具。我们将学习如何用HDL来描述组合逻辑电路和时序逻辑电路，如何进行仿真验证，以及如何将HDL代码综合成实际的硬件电路。 我们还将深入探讨现场可编程门阵列（FPGA）。FPGA是一种高度灵活的半导体器件，其内部逻辑单元和互连线可以根据用户的需求进行编程。这意味着我们可以将我们设计的数字系统通过HDL代码烧录到FPGA中，实现定制化的硬件功能。我们将学习FPGA的基本架构，以及如何将HDL代码映射到FPGA的资源上。FPGA的应用范围极其广泛，从通信、医疗到航空航天，都扮演着至关重要的角色。 我们将通过实例，例如用HDL设计一个简单的数码管驱动器，或者将一个计数器程序烧录到FPGA中，来展示HDL和FPGA在现代数字设计中的强大力量。我们将强调HDL和FPGA在快速原型开发、定制化硬件实现以及降低开发成本方面的优势。 结语：逻辑的无限可能 《逻辑的构建：探索数字世界的基石》的旅程将带领你穿越逻辑的殿堂，从最基本的门电路到复杂的数字系统，再到现代的硬件描述语言和FPGA技术。我们希望通过本书，读者不仅能够掌握数字电路与逻辑设计的理论知识，更能培养出解决实际问题的能力，激发创造力，并为未来的学习和职业发展打下坚实的基础。 数字世界的演进永无止境，逻辑的力量也必将继续驱动着科技的进步。掌握了数字电路与逻辑设计的精髓，你将能够更好地理解这个时代，并有机会成为创造下一个数字奇迹的一份子。我们期待着你在这场逻辑的探索之旅中，发现属于自己的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

对于一个已经有一些数字电路基础，但想要进一步巩固和深化理解的学习者来说，这本书提供了非常丰富的素材和深入的视角。它在介绍组合逻辑电路时，不仅仅是讲解了基本门电路的组合，更深入地探讨了如何使用逻辑代数和卡诺图来优化电路，减少门的使用数量，从而降低成本和功耗。书中对各种标准组合逻辑芯片（如编码器、译码器、多路选择器、数据分配器）的讲解，都配有清晰的逻辑图和真值表，并且会提及它们在实际电路设计中的典型应用。当进入到时序逻辑电路部分，作者对触发器（SR, JK, T, D）的讲解尤为细致，不仅描述了它们的工作原理，还通过状态转移图和波形图，生动地展现了它们的动态行为。此外，书中对移位寄存器、计数器等典型时序逻辑电路的设计和分析，都提供了详实的步骤和讲解，让我能够清晰地理解它们是如何工作的，以及如何在更复杂的系统中加以应用。这本书的理论深度和广度，都足以满足进阶学习者的需求。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得数字电路和逻辑设计是计算机科学的基石，但传统的教材往往过于理论化，让人望而却步。这本书的出现，完全颠覆了我的这种看法。它的内容覆盖了从最基础的布尔代数到复杂的时序逻辑电路设计，但最难能可贵的是，它始终保持着一种“实用”的导向。书中不仅仅是讲述原理，更注重将理论知识与实际应用相结合。例如，在讲解编码器和译码器时，它会提到这些器件在显示器控制、数据传输等方面的应用；在介绍存储器时，它也会简要提及不同类型存储器的特点和用途。这种“授人以渔”的教学方式，让我不仅学会了如何设计和分析数字电路，更重要的是理解了这些设计背后的逻辑和目的。书中对一些高级话题，比如有限状态机（FSM）的讲解，也做得非常到位，通过具体的例子，展示了如何利用状态转移图和卡诺图来设计复杂的控制器。我感觉自己正在从一个被动接受知识的学习者，转变为一个能够主动思考和解决问题的工程师。

评分☆☆☆☆☆

从整体上看，这本书的教程性非常强，其内容组织和教学设计都体现了对学习者需求的深刻理解。它不仅涵盖了数字电路与逻辑设计的基础知识，如布尔代数、逻辑门、组合逻辑和时序逻辑，而且在讲解过程中，穿插了大量精心设计的例题和习题，这对于巩固所学知识、检验学习效果至关重要。书中的插图和图表清晰直观，帮助我理解抽象的逻辑概念。尤其是对于一些关键性的概念，比如触发器的状态转移、时钟信号的作用、同步和异步逻辑的区别等，都通过图文并茂的方式进行了详细阐述，大大降低了理解难度。我特别欣赏的是，本书在介绍某些设计方法时，会给出多种实现方式的对比分析，比如在实现加法器时，会讲解不同规模的加法器（全加器、并行加法器等）的设计思路和性能差异。这让我在学习过程中，能够形成一种多角度、多层次的思考习惯，而不是拘泥于单一的解决方案。总而言之，这本书是系统学习数字电路和逻辑设计的一本不可多得的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的编排结构非常合理，循序渐进，让我这种之前对数字电路只有零星概念的人也能逐步建立起扎实的知识体系。它不像有些教材那样上来就抛出复杂的公式和定理，而是从最基本的事实出发，比如二极管和三极管的开关特性，然后引出逻辑门的概念。书中对各种组合逻辑和时序逻辑的讲解，都有清晰的图示和详细的步骤，这对于我这种视觉型学习者来说简直是福音。特别是在介绍触发器的时候，它不仅仅列出了不同类型的触发器，还深入分析了它们的工作原理、状态转移图以及在实际应用中的优缺点，比如在计数器和移位寄存器中的应用，让我对时序逻辑有了更深刻的理解。而且，书中还包含了一些实验设计的思路和指导，虽然我还没有机会动手实践，但光是看文字描述，就让我对接下来的学习充满了期待。总而言之，这本书为我打开了数字电路设计的大门，让我能够从“看不懂”到“理解”，再到“初步掌握”，整个过程都充满了成就感。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字电路与逻辑设计教程》简直是为我这种对数字世界充满好奇但又缺乏系统性基础的学习者量身定做的！我一直觉得像芯片、微处理器这些东西离我很遥远，直到我翻开这本书。它的语言风格非常接地气，避免了大量晦涩难懂的专业术语，即使是初学者也能轻松理解。开篇从最基础的二进制数码讲起，一点点地引导读者进入逻辑门的世界，清晰地解释了AND、OR、NOT这些基本门的功能，并且用生动形象的类比来帮助我们记忆。最让我印象深刻的是，书中并没有止步于理论的堆砌，而是通过大量的实例，比如如何设计一个简单的加法器、如何构建一个寄存器，让我们能够看到这些抽象的逻辑是如何在实际中工作的。书中对 Karnaugh Map（卡诺图）的讲解更是细致入微，一步步演示了如何化简逻辑表达式，这对于优化电路设计至关重要。而且，它还介绍了多种逻辑门和触发器的组合应用，比如D触发器、JK触发器等，以及它们在时序逻辑电路中的作用。我感觉自己仿佛正在跟着一位经验丰富的工程师学习，他的讲解既严谨又不失趣味，让我对数字电路的设计原理有了全新的认识，也点燃了我进一步探索这个领域的热情。