数字电子技术实验指导书 9787040408171 高等教育出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

孙淑艳，华北电力大学电子技术课程组 著

图书标签:

• 数字电子技术
• 实验指导
• 高等教育出版社
• 9787040408171
• 电子技术
• 电路实验
• 大学教材
• 实验教学
• 电子工程
• 通信工程

店铺： 花晨月夕图书专营店

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040408171

商品编码：29421465576

包装：平装

出版时间：2014-09-01

基本信息

书名：数字电子技术实验指导书

定价：25.10元

作者：孙淑艳,华北电力大学电子技术课程组

出版社：高等教育出版社

出版日期：2014-09-01

ISBN：9787040408171

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

　　孙淑艳主编的这本《数字电子技术实验指导书》为电子技术基础课程系列教材之一，全书共包括五大模块：数字电路基础实验、NI Muhisim 12使用指南、数字电路仿真实验、VHDL语言仿真实验和附录。实验类型有基本的验证性实验，也有综合性、设计性和创新性实验。
　　数字电路基础实验使学生了解电子元器件、集成芯片的外特性，通过实验搭接电路来掌握电子电路的测试方法，并通过预习要求中的问题加深对理论知识的理解；数字电路仿真实验是借助于Multisiml2 仿真平台对电子电路进行辅助设计和辅助分析；VHDL语言仿真实验为学生后续课程学习做必要铺垫；附录中介绍了集成电路的基本知识、集成逻辑电路的连接和驱动、集成逻辑门电路新旧图形符号对照以及常用数字集成电路型号及引脚图。
　　本书采用实验报告原始数据便携式设计，学生做完实验可以将实验原始数据、实验波形等直接填写在原始数据记录处，然后裁下贴在上交的实验报告中，节省时间，适用性强。
　　本书可作为高等院校电气工程及其自动化、电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、自动化、测控技术与仪器、计算机科学与技术、软件工程等专业的本、专科教材，同时也可作为参加各类电子设计竞赛学生自学的参考书，以及相关工程技术人员的参考书。

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

《数字电路基础：原理与实践》 内容简介 本书是一本旨在全面介绍数字电子技术基本原理、核心概念和实际应用的书籍，适合高等院校电子信息类、自动化类、计算机类等相关专业的本科生、研究生以及对数字电路技术感兴趣的工程技术人员阅读。本书内容涵盖了从最基础的数字逻辑门到复杂的组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计与分析，并结合了现代集成电路技术的发展趋势，力求理论与实践相结合，帮助读者建立扎实的数字电路理论基础，掌握实际电路的设计与调试能力。 第一部分：数字电路基础理论 第一章：数字信号与逻辑门 本章首先引出现代电子系统中数字信号的普遍性和重要性，对比模拟信号与数字信号的特性、优势与劣势。在此基础上，详细阐述了二进制数及其表示方法，包括原码、补码、反码等，并介绍二进制算术运算，如加法、减法。 随后，本书深入介绍构成数字电路最基本单元——逻辑门。我们首先从“与”(AND)、“或”(OR)、“非”(NOT)三个基本逻辑门开始，详细讲解它们的逻辑功能、真值表、逻辑符号以及在现实世界中的应用（例如，AND门可以用于检测两个开关是否同时闭合，OR门可以用于判断是否有任意一个信号为高电平，NOT门则常用于信号反转）。接着，我们将介绍由基本门组合而成的通用逻辑门——“与非”(NAND)、“或非”(NOR)、“异或”(XOR)以及“同或”(XNOR)。我们将详细分析它们的逻辑功能，并着重强调NAND和NOR门作为通用逻辑门的强大能力，即它们可以组合实现任何其他逻辑门的功能，这在电路设计中具有重要的意义。 此外，本章还会探讨构成现代数字电路的基础——集成电路（IC）的简单概念，介绍不同类型的逻辑系列，如TTL（晶体管-晶体管逻辑）和CMOS（互补金属氧化物半导体）逻辑系列，对比它们的电气特性、功耗、速度等，为后续章节的电路实现打下基础。 第二章：布尔代数与逻辑化简 布尔代数是数字电路设计的数学基础，本章将系统介绍布尔代数的公理、基本定理和性质。我们将学习如何使用布尔代数对复杂的逻辑表达式进行化简，例如分配律、结合律、德摩根定律等。通过对这些定理的深入理解和熟练运用，读者可以有效地简化逻辑电路，从而减少元器件数量、降低功耗并提高电路的可靠性。 本书将详细介绍几种常用的逻辑化简方法： 代数化简法： 运用布尔代数的各种定律和定理，通过代数运算直接化简逻辑表达式。我们将通过大量的实例，展示如何逐步化简复杂的逻辑表达式。 卡诺图（Karnaugh Map，K-map）： 这是一种直观的图形化化简方法，特别适用于化简具有少量变量（通常不超过5-6个）的逻辑函数。我们将详细讲解如何绘制卡诺图，如何将真值表或逻辑表达式转换为卡诺图，以及如何通过圈选相邻的1来找到最小项表达式（SOP）和最小积表达式（POS）。我们将演示如何处理“Don't Care”条件，以及如何找到最简形式。 奎恩-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）算法： 这是一个系统性的算法化简方法，适用于变量较多或需要计算机辅助设计的场景。我们将介绍其基本原理，包括生成最小项、合并和筛选素蕴含项，最终得到最简逻辑函数。 通过掌握这些化简方法，读者将能够设计出更高效、更经济的数字电路。 第三章：组合逻辑电路设计 组合逻辑电路的特点是其输出信号仅取决于当前的输入信号，不存在记忆功能。本章将在此基础上，系统地介绍组合逻辑电路的设计步骤和常见电路。 我们将从最基本的组合逻辑电路入手，包括： 译码器（Decoder）： 介绍其功能是将二进制代码转换为特定的输出信号，并详细讲解地址译码器、BCD码译码器等应用。 编码器（Encoder）： 介绍其功能是将多个输入信号转换为一个二进制代码，例如优先级编码器。 多路选择器（Multiplexer, MUX）： 讲解其功能是根据选择信号从多个输入中选择一个输出，并介绍多选一、多选多等复杂结构。 多路分配器（Demultiplexer, DEMUX）： 讲解其功能是将一个输入信号分发到多个输出中的一个。 加法器（Adder）： 详细介绍半加器、全加器、进位链加法器、行波进位加法器以及速度更快的超前进位加法器等。 减法器（Subtractor）： 讲解如何利用加法器和补码实现减法运算。 比较器（Comparator）： 介绍其功能是比较两个二进制数的大小。 数码显示驱动器（Display Driver）： 例如七段数码管显示驱动器，如何将二进制数据转换为控制数码管显示的信号。 本书将提供清晰的设计流程，指导读者如何从逻辑功能需求出发，通过真值表、布尔表达式，运用逻辑化简方法，最终选择合适的逻辑门元件来实现组合逻辑电路。同时，还会探讨组合逻辑电路的性能指标，如传播延迟、竞争与冒险现象及其解决方法。 第二部分：时序逻辑电路与状态机 第四章：触发器与基本存储单元 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，还取决于过去的输入序列，即具有记忆功能。本章将介绍时序逻辑电路中最基本的记忆单元——触发器。 我们将详细讲解不同类型的触发器： 基本触发器： 例如SR（Set-Reset）触发器，分析其工作原理、时序图和潜在的锁存问题。 钟控触发器： 介绍时钟信号的作用，以及电平触发和边沿触发的区别。我们将重点讲解主从JK触发器、D触发器和T触发器，详细分析它们的逻辑功能、状态转移图、状态转移表以及时序图。 同步与异步触发器： 区分同步和异步触发器的触发方式，以及它们在电路设计中的应用场景。 本书还将探讨触发器之间的连接和应用，例如构成基本的寄存器，用于存储和传输数据。 第五章：寄存器与移位寄存器 寄存器是用于存储一个或多个二进制位的器件，是数字系统中的基本存储单元。本章将在此基础上，深入介绍各种类型的寄存器。 并行输入/并行输出（PIPO）寄存器： 讲解如何用D触发器构成并行寄存器，实现数据的并行存储和读取。 串行输入/并行输出（SIPO）寄存器： 讲解如何用D触发器构成移位寄存器，实现数据的串行输入和并行输出，常用于数据格式的转换。 并行输入/串行输出（PISO）寄存器： 讲解其功能，常用于数据格式的转换。 串行输入/串行输出（SISO）寄存器： 讲解其功能，常用于数据的串行传输。 本书还将介绍通用的移位寄存器，如通用移位寄存器，能够实现多种移位操作。移位寄存器在数据处理、通信接口、时序控制等领域有着广泛的应用。 第六章：计数器 计数器是另一类重要的时序逻辑电路，用于对脉冲信号进行计数。本章将介绍不同类型的计数器及其设计。 异步计数器（Ripple Counter）： 介绍其结构简单，但存在进位延迟的问题。我们将分析其工作原理，包括加法计数器和减法计数器。 同步计数器（Synchronous Counter）： 介绍其所有触发器同时接收时钟信号，不存在异步计数器的进位延迟问题，速度更快。我们将介绍同步加法计数器、同步减法计数器，以及如何设计任意模数的同步计数器。 可预置计数器： 介绍其可以在计数开始前预置一个初始值。 移位寄存器型计数器： 例如约翰逊计数器（Johnson Counter）和环形计数器（Ring Counter），介绍它们的结构和特性。 本书还将讨论计数器的应用，如频率分频、定时、数字测量等。 第七章：有限状态机（FSM） 本章将介绍有限状态机（Finite State Machine，FSM）这一强大的数字系统设计模型。FSM模型可以描述和设计具有复杂控制逻辑的数字系统。 我们将详细介绍两种主要的FSM模型： 米利型（Mealy）状态机： 其输出取决于当前状态和当前输入。 摩尔型（Moore）状态机： 其输出仅取决于当前状态。 本书将指导读者如何进行FSM设计： 1. 需求分析与状态定义： 明确系统的功能需求，并识别出系统可能存在的各个状态。 2. 绘制状态转移图（State Transition Diagram）： 用图形方式表示状态之间的转移关系以及输入输出的逻辑。 3. 编写状态转移表（State Transition Table）： 将状态转移图转化为表格形式，清晰地列出当前状态、输入、下一状态和输出。 4. 状态分配： 为每个状态分配二进制编码，需要考虑触发器的数量以及简化逻辑。 5. 设计组合逻辑和时序逻辑： 根据状态转移表和状态分配，设计生成下一状态的组合逻辑和输出逻辑。 我们将通过具体的实例，如交通信号灯控制器、简单的序列检测器等，来演示FSM的设计过程。同时，还会讨论FSM设计的优化方法和常见问题。 第三部分：现代数字系统与实践 第八章：半导体存储器 存储器是数字系统的核心组成部分，本章将介绍不同类型的半导体存储器。 随机存取存储器（RAM）： 详细介绍静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）的工作原理、结构特点、读写操作的时序，以及它们在系统中的应用。 只读存储器（ROM）： 介绍掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦写可编程ROM（EPROM）、电可擦写可编程ROM（EEPROM）以及闪存（Flash Memory）等不同类型ROM的特点、工作原理和应用。 存储器的组织与连接： 讲解如何组织和连接存储器芯片以满足容量和数据总线宽度的需求。 第九章：可编程逻辑器件（PLD）与FPGA入门 本章将介绍现代数字电路设计中不可或缺的可编程逻辑器件（PLD）。 CPLD（Complex Programmable Logic Device）： 介绍其结构特点，包括宏单元、可编程互连矩阵等，以及其应用优势。 FPGA（Field-Programmable Gate Array）： 介绍FPGA的基本结构，包括逻辑单元（LUTs）、触发器、可编程开关、I/O块等，以及其高度的可编程性和灵活性。 硬件描述语言（HDL）： 简要介绍Verilog HDL或VHDL语言的基本语法和结构，以及如何使用HDL语言描述数字电路。 PLD/FPGA设计流程： 介绍从HDL代码编写、综合、布局布线到比特流生成和下载的整个设计流程。 第十章：数字系统设计实例与应用 本章将结合前面章节的理论知识，通过一些典型的数字系统设计实例，帮助读者巩固所学内容，并将理论应用于实际。 实例一：简单的计算器设计。 结合加法器、寄存器等模块，设计一个具备基本算术功能的计算器。 实例二：LED闪烁与流水灯控制。 利用计数器或移位寄存器，设计控制LED灯按照特定模式闪烁的电路。 实例三：简单的数码管显示系统。 结合译码器、计数器和数码显示驱动器，设计显示计数功能的系统。 实例四：基于状态机的简单序列检测器。 使用FSM模型，设计一个能够检测特定输入序列的电路。 本书的每个实例都将包含详细的设计步骤，包括需求分析、逻辑设计、元件选择、电路实现以及可能的测试方法。 总结 《数字电路基础：原理与实践》致力于为读者构建一个全面、深入的数字电子技术知识体系。本书不仅强调理论的严谨性，更注重实际操作与应用。通过循序渐进的讲解和丰富的实例，本书旨在培养读者独立分析和设计数字电路的能力，为他们在未来的学习和职业生涯中打下坚实的基础。我们相信，掌握本书内容，读者将能自信地应对各种数字电路设计挑战。

评分☆☆☆☆☆

从结构上看，这本书的实验模块划分得极其合理，每一个单元似乎都围绕着一个核心的知识点进行深度挖掘，形成了知识的闭环。我注意到它在介绍完基本逻辑功能（与、或、非、异或）后，立刻就引入了“组合逻辑电路设计与实现”的综合实验，这比我之前看的某本教材，在讲解完理论后，中间隔了整整三章才开始综合应用要高效得多。这种紧凑的编排，最大化地利用了读者的学习热情和对新知识的即时记忆。更值得称道的是，它似乎非常重视对“资源浪费”和“逻辑冗余”的讨论。在设计一些加法器或译码器时，它会引导读者思考如何用最少的门电路实现相同的功能，这不仅仅是省成本的问题，更是培养工程师思维的关键一步——效率至上。我个人对其中关于“有限状态机”（FSM）的实验设计部分尤其感兴趣，那部分内容往往是初学者最容易迷失的地方，如果这本书能提供清晰的状态图和相应的VHDL/Verilog（如果涉及的话）代码框架或详细的硬件描述，那绝对是物超所值。它似乎在试图构建一套完整的“理论输入—设计转化—硬件实现—波形验证”的完整流程。

评分☆☆☆☆☆

这本书，拿到手里沉甸甸的，感觉就是那种能经得起时间考验的经典教材。封面设计朴实无华，一看就知道是面向工程实践的硬核读物，没有那些花里胡哨的渲染，直奔主题。内页纸张质量不错，印刷清晰，排版工整，长时间盯着那些复杂的电路图和时序逻辑表格看，眼睛也不容易疲劳，这点对于需要反复对照学习的实验手册来说，简直是福音。我之前用过好几本不同出版社的实验指导书，很多都是图文模糊，或者代码注释混乱，结果就是实验过程卡壳，效率极低。而这本给我的第一印象是——专业，严谨，一看就是出自经验丰富的老师傅之手。光是目录的编排就体现了层次感，从基础的逻辑门、组合电路搭建开始，稳步推进到更复杂的触发器、寄存器和计数器应用，最后很可能还涉及一些微处理器接口的基础实验，这种循序渐进的结构，对于自学者或者初次接触数字电路实验的工科生来说，是极大的友好。我特别关注了它的实验项目设置，它们似乎不仅仅停留在“搭出这个功能”的层面，更注重原理的理解和故障排查能力的培养，这才是真正拉开理论和实践差距的关键所在。这本书的出现，无疑为我的下学期课程学习提前打下了一剂强心针，期待能在接下来的实验课上，能将书本上的知识真正转化为指尖下的成果。

评分☆☆☆☆☆

翻开内页，最让我惊喜的是它对实验原理的阐述方式。它不是那种干巴巴地罗列公式和定义，而是用一种非常贴近实际操作的语言，把那些抽象的布尔代数和卡诺图的简化过程，生动地转化成了你在面包板上如何连线、如何观察波形。举个例子，讲解多路选择器（MUX）的工作原理时，它不仅给了真值表，还配上了清晰的逻辑图和对应的74系列芯片型号，甚至在旁边的注释框里提到了该芯片的工作电压范围和引脚定义注意事项，这种细节的把控，简直是救命稻草。很多教材在讲到实际元器件时，就含糊带过，导致学生拿着万用表却不知道该测哪一脚的电压。这本书显然在这方面做了大量的功课，它仿佛是你的高级助教，全程手把手地带着你，告诉你哪些地方容易出错，哪些测试点最关键。我喜欢它那种务实的态度，它不追求花哨的理论证明，而是紧紧围绕“如何让电路跑起来”这个核心目标。特别是它对实验仪器的选用和调试方法的介绍，也十分到位，对于那些刚接触示波器和逻辑分析仪的新手来说，这部分内容比任何单独的仪器使用手册都来得实用和直接，因为它结合了具体的实验场景。

评分☆☆☆☆☆

整体来看，这本书的编写风格是那种非常扎实、不浮夸的学院派作风，但又充满了实践的温度。它避免了将复杂的理论降维到幼儿园水平的过度简化，同时也摒弃了那种高高在上、让人望而生畏的纯理论推导。它找到了一个绝佳的平衡点——在保证理论深度的前提下，用最直观的实验去印证和深化这些理论。对于那些希望通过动手操作来真正掌握数字逻辑精髓的人来说，这本书提供的“脚手架”非常稳固。它不仅教会你如何搭建一个同步计数器，更教会你如何系统性地思考如何从零开始设计任何一个涉及到时序逻辑的系统。如果非要说有什么期待的话，我希望在后续的修订版中，能增加更多关于FPGA或CPLD等可编程逻辑器件的应用实验模块，将传统离散元件实验（如TTL/CMOS芯片）与现代硬件描述语言（HDL）的应用结合起来，实现理论与前沿技术的完美对接。不过就目前的内容而言，它已经是数字电子技术实验领域的一份不可多得的优秀参考资料了，足以支撑起一个学期甚至更长时间的深度学习和实践需求。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性还体现在它对常见故障模式的预见性上。在很多实验步骤的末尾，我都看到了“常见问题及解决方案”或者“故障排除提示”这样的板块。这绝对是救急的法宝。例如，在讲解CMOS电路的下拉电阻问题时，它会明确指出“如果输出出现不稳定的高阻态，请检查输入端是否悬空”，这种基于经验的提醒，远比单纯的电路图指导要来得有价值。它仿佛在告诉我，电路在理想情况下工作，但在现实世界中，电源噪声、器件老化、连接松动都会导致失败，而这本书已经替你踩过了一遍“雷区”。另外，它对实验数据的记录和分析部分也进行了详尽的指导。它不是简单地要求你抄写实验结果，而是引导你比较理论计算值和实际测量值之间的差异，并要求你分析产生误差的可能来源，比如器件的参数漂移、测试仪器的精度限制等等。这种对误差的科学态度，是培养严谨科研和工程习惯的基石。这本书的价值，已然超越了一本实验指导书的范畴，更像是一本“数字电路实战宝典”。