数字逻辑电路(第2版普通高等教育十一五规划教材) 9787040306965 高等教育出版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘常澍 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040306965

商品编码：29424894329

包装：平装

出版时间：2010-12-01

基本信息

书名：数字逻辑电路(第2版普通高等教育十一五规划教材)

定价：38.80元

作者：刘常澍

出版社：高等教育出版社

出版日期：2010-12-01

ISBN：9787040306965

字数：660000

页码：415

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.663kg

编辑推荐

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内容提要

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　　《数字逻辑电路(第2版)》是普通高等教育“十一五”*规划教材，是在本书版试用的基础上修订而成的。《数字逻辑电路(第2版)》共有11章内容：数字逻辑的基础知识，晶体管开关及门电路，组合逻辑电路，集成触发器，时序逻辑电路，中规模集成时序逻辑电路及其应用，存储器与可编程逻辑器件，硬件描述语言VHDL，可测性设计及边界扫描技术，波形变换与产生电路，数模与模数转换。本课程是电子信息类专业的主要技术基础课。书中内容的基础理论部分深入浅出，注重实践性，备有大量例题和习题。本书采用国家标准图形符号，在出现符号的地方对其所表示的意义进行简要地解释，读者在学习本书过程的同时逐渐学会识读常用的逻辑符号。本书适合高等工科院校电子信息、通信、自动化等专业作为技术基础课教材，也可供其他相关专业选用和社会读者阅读。

目录

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章 数字逻辑的基础知识
引言
1.1 数字电路的信号
1.1.1 模拟量与数字量
1.1.2 数字电路及其信号
1.2 数字电路所用的数制
1.2.1 二进制数
1.2.2 十进制数和二进制数的互相转换
1.2.3 八进制数和十六进制数
1.3 数字电路常用的码制与编码
1.3.1 原码、反码和补码
1.3.2 BCD码(二一十进制编码)
1.3.3 格雷(Gray)码
1.4 逻辑代数基本知识
1.4.1 基本运算
1.4.2 复合运算
1.4.3 逻辑代数的定律
1.4.4 逻辑函数的标准形式
1.4.5 逻辑函数的化简
本章小结
思考题及习题
第2章 晶体管开关及门电路
引言
2.1 晶体管的开关特性及简单门电路
2.1.1 二极管的开关特性
2.1.2 双极晶体管的开关特性
2.1.3 MOS管的开关特性
2.1.4 分立元件构成的门电路
2.2 TTL集成门电路
2.2.1 TTL与非门的电路结构与工作原理
2.2.2 TTL与非门的特性
2.2.3 其他类型TTL门电路
2.2.4 TTL集成电路的系列产品
2.3 其他类型双极型数字集成电路
2.3.1 ECL(发射极耦合逻辑)门电路
2.3.2 I2L(集成注入逻辑)门电路
2.4 CMOS集成门电路
2.4.1 CMOS反相器的电路结构和工作原理
2.4.2 CMOS反相器的输入特性和输出特性
2.4.3 其他CMOS集成门电路
2.4.4 TTL电路与CMOS电路的连接
2.4.5 低电压CMOS电路及逻辑电平转换器
2.4.6 CMOS集成电路系列产品
2.4.7 CMOS集成电路使用注意事项
本章小结
思考题及习题
第3章 组合逻辑电路
引言
3.1 组合逻辑电路的一般分析与设计
3.1.1 组合电路的一般分析
3.1.2 组合逻辑电路的设计(用门电路)
3.2 常用组合逻辑电路及其中规模集成器件
3.2.1 加法器
3.2.2 编码器
3.2.3 译码器及数据分配器
3.2.4 数据选择器
3.2.5 图案移位器
3.2.6 数码比较器
3.2.7 奇偶校验码的产生器/校验器
3.3 用中规模集成器件设计组合逻辑电路
3.3.1 用数据选择器实现组合逻辑电路
3.3.2 用译码器、加法器实现组合逻辑电路
3.4 组合逻辑电路的冒险
3.4.1 竞争与冒险现象
3.4.2 冒险现象的判断、避免及消除
本章小结
思考题及习题
第4章 集成触发器
引言
4.1 基本RS触发器
4.1.1 用与非门构成的基本RS触发器
4.1.2 用或非门构成的基本RS触发器
4.1.3 关于触发信号
4.2 同步RS触发器
4.2.1 电路的组成和工作原理
4.2.2 带异步置位、复位端的同步RS触发器
4.2.3 同步RS触发器的工作波形
4.2.4 关于触发器的空翻现象
4.3 主从延迟型JK触发器
4.3.1 主从延迟型JK触发器的结构和工作原理
4.3.2 主从延迟型JK触发器的功能描述
4.3.3 集成主从延迟型JK触发器CT74LS72
4.4 边沿型触发器
4.4.1 维持阻塞型D触发器的组成和工作原理
4.4.2 D触发器的功能描述
4.4.3 集成双D触发器CT74LS74
4.4.4 CMOS主从结构数据锁定型D触发器
4.5 边沿型JK触发器
4.6 触发器的类型
4.6.1 T触发器和T'触发器
4.6.2 使能触发器
4.6.3 D和JK触发器之间的逻辑关系
4.7 各类触发器的开关工作特性及抗干扰能力比较
本章小结
思考题及习题
第5章 时序逻辑电路
引言
5.1 时序逻辑电路概述
5.2 时序逻辑电路的一般分析
5.3 锁存器、寄存器、移位寄存器
5.3.1 锁存器
5.3.2 数码寄存器
5.3.3 移位寄存器
5.4 计数器
5.4.1 同步计数器
5.4.2 异步计数器
5.4.3 移存型计数器
5.5 时序逻辑电路的设计
5.5.1 建立原始状态图和原始状态表
5.5.2 状态化简
5.5.3 状态分配
5.5.4 状态转移和激励列表
5.5.5 激励方程和输出方程
5.5.6 画出逻辑图
5.5.7 设计再举例
5.5.8 输出与输入之间的关系
5.5.9 自启动与非自启动
5.5.10 异步时序电路的设计
5.5.11 输出方波的奇数分频器
5.6 序列信号发生器
5.6.1 移存器型序列信号发生器
5.6.2 计数器型序列信号发生器
5.6.3 LFSR(线性反馈移存器)型序列信号发生器
本章小结
思考题及习题
第6章 中规模集成时序逻辑电路及其应用
引言
6.1 锁存器、寄存器、移位寄存器
6.1.1 锁存器
6.1.2 数码寄存器
6.1.3 移位寄存器
6.1.4 寄存器的应用
6.2 计数器
6.2.1 同步计数器
6.2.2 异步计数器
6.2.3 多级异步二进制计数器
6.2.4 N进制计数器的组成
6.2.5 计数器应用举例
本章小结
思考题及习题
第7章 存储器与可编程逻辑器件
引言
7.1 存储器
7.1.1 SAM(顺序存取存储器)
7.1.2 RAM(存取存储器)
7.1.3 ROM(只读存储器)
7.2 可编程逻辑器件(PLD)
7.2.1 PLD的逻辑表示法
7.2.2 SPLD(简单可编程逻辑器件)
7.2.3 HDPLD(高密度可编程逻辑器件)
7.2.4 Altera公司提供的Quartus Ⅱ开发系统
7.2.5 Xilinx公司提供的ISE开发系统
本章小结
思考题及习题
第8章 硬件描述语言VHDL
引言
8.1 VHDL设计程序的组成
8.1.1 实体(Entity)
8.1.2 构造体(Architecture)
8.1.3 包集合(Package)
8.1.4 库(Library)
8.1.5 配置(Configuration)
8.2 VHDL的语言要素
8.2.1 VHDL的标识符(Identifier)
8.2.2 VHDL的数据对象(Data Object)
8.2.3 VHDL的数据类型(Data Type)
8.2.4 子类型(Subtype)
8.2.5 属性(Attiibute)
8.2.6 VHDL的运算操作符(Operator)
8.3 VHDL构造体的描述方法
8.3.1 顺序描述语句(Sequential Statement
8.3.2 并发描述语句(Concurrent Statement
8.3.3 断言语句(Assert Statement)
8.4 数字电路的VHDL设计举例
8.4.1 基本逻辑门的VHDL设计
8.4.2 组合逻辑电路的VHDL设计
8.4.3 时序逻辑电路的VHDL设计
8.4.4 只读存储器(ROM)的VHDL设计
本章小结
思考题及习题
第9章 可测性设计及边界扫描技术
引言
9.1 概述
9.2 可测性设计
9.2.1 特定设计
9.2.2 结构设计
9.3 边界扫描测试(BST)
9.3.1 边界扫描设计基本结构
9.3.2 边界扫描测试的工作方式
9.3.3 边界扫描单元的级联
9.3.4 边界扫描描述语言(BSDL)
本章小结
思考题及习题
0章 波形变换与产生电路
引言
10.1 脉冲信号
10.1.1 脉冲信号的描述
10.1.2 波形的变换与产生
10.2 施密特电路
10.2.1 施密特电路的特性
10.2.2 用门电路组成的施密特电路
10.2.3 集成施密特电路
10.2.4 施密特电路的应用
10.3 单稳态电路
10.3.1 单稳态电路的特性
10.3.2 用门电路组成的单稳态电路
10.3.3 集成单稳态电路
10.3.4 单稳态电路的应用
10.4 多谐振荡器
10.4.1 用门电路组成的多谐振荡器
10.4.2 用施密特电路构成的多谐振荡器
10.4.3 石英晶体多谐振荡器
10.5 555集成定时器
10.5.1 集成定时器的工作原理
10.5.2 555集成定时器应用举例
本章小结
思考题及习题
1章 数模与模数转换
引言
11.1 D/A转换器
11.1.1 D/A转换器的基本工作原理
11.1.2 二进制权电阻网络D/A转换器
11.1.3 倒T形电阻网络D/A转换器
11.1.4 权电流型D/A转换器
11.1.5 D/A转换器的主要性能参数
11.1.6 串行输入的D/A转换器
11.2 A/D转换器
11.2.1 A/D转换器的基本工作原理
11.2.2 并行比较型A/D转换器
11.2.3 逐次渐近型A/D转换器
11.2.4 双积分型A/D转换器
11.2.5 A/D转换器的主要技术指标
11.2.6 串行输出的A/D转换器
11.3 D/A转换器和A/D转换器的应用
11.3.1 D/A转换器应用举例
11.3.2 A/D转换器应用举例
本章小结
思考题及习题
附录
附录1 逻辑函数列表化简法C语言源程序
附录2 国家标准图形符号简表
附录3 英汉名词对照(以英文字母为序)
主要参考文献

作者介绍

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刘常澍，天津大学电子信息工程学院教授，硕士研究生导师。1946年出生，1970年毕业于天津大学无线电工程系技术专业。留校后一直从事教学与科研工作，长期进行电子线路方面的教学研究，并发表过多篇教学及科研论文。著作有：《数字电子技术》，天津大学出版社，2001年出版； 《数字逻辑电路》，国防工业出版社，2002年出版；《数字电路与FPGA》，人民邮电出版社，2004年出版； 《数字逻辑电路》，高等教育出版社，2008年出版

文摘

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序言

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《电路基础与应用》 前言 本教材力求为读者构建一个坚实而系统的电路知识体系，从最基本的电路概念入手，逐步深入到各类电路的分析、设计与实际应用。我们希望通过对电路理论的深入讲解，帮助读者理解电能的产生、传输、转换和利用的原理，掌握分析和解决实际电路问题的能力，为后续更深入的专业学习或工程实践奠定坚实的基础。 第一章 电路的基本概念与定律 本章将为读者引入电路分析的核心要素。我们将从最基础的电荷、电流、电压、电阻等概念出发，阐述它们之间的物理意义和相互关系。在此基础上，我们将详细介绍欧姆定律和基尔霍夫定律，这是分析和计算任何电路不可或缺的工具。我们将通过大量的实例，展示如何运用这些基本定律来解决简单的电路问题，例如电阻串联和并联电路的计算，以及如何利用节点电压法和回路电流法来分析更复杂的电路。同时，我们还将探讨功率和能量的概念，以及它们在电路中的计算和意义。本章的学习将帮助读者建立对电路最直观的认识，并掌握初步的电路分析方法。 第二章 直流电路分析 在掌握了基本概念和定律之后，本章将进一步深入直流电路的分析。我们将重点讲解各种电路模型，如等效电阻、戴维宁定理和诺顿定理，这些定理能够极大地简化复杂直流电路的分析过程。我们会详细阐述如何利用这些定理来求解电路中的任意支路电流和节点电压，并提供详细的解题步骤和技巧。此外，本章还将介绍叠加定理，它适用于分析线性电路中多个信号源共同作用时的响应。通过对直流电路更系统、更深入的分析，读者将能够熟练地处理各种直流电路问题，为后续交流电路的学习打下坚实的基础。 第三章 一阶和二阶电路的暂态分析 许多实际电路在接入电源或发生状态变化时，其电流和电压会随着时间发生变化，这种变化过程称为暂态过程。本章将重点研究由电阻、电容和电感组成的简单一阶和二阶电路的暂态响应。我们将首先介绍储能元件（电容和电感）的特性，以及它们在电路中储存和释放能量的方式。在此基础上，我们将推导和讲解一阶RL电路和RC电路的暂态响应，包括充电和放电过程。随后，我们将进入二阶RLC电路的暂态分析，讨论其过阻尼、临界阻尼和欠阻尼等不同阻尼状态下的响应特性。掌握暂态分析，有助于理解电路在开关动作、信号变化等过程中的动态行为，对于设计滤波器、振荡器等实际电路至关重要。 第四章 正弦稳态交流电路分析 交流电路是现代电力系统和电子设备中最常见的电路形式。本章将从正弦量的概念出发，介绍相量法这一强大的工具，它能将复杂的正弦稳态电路问题转化为代数问题进行求解。我们将详细讲解阻抗和导纳的概念，以及它们如何描述电阻、电感和电容在交流电路中的特性。通过相量法，我们可以便捷地分析RL、RC和RLC串联和并联电路的正弦稳态响应，计算电路中的电流、电压和功率。本章还将介绍功率因数及其改善方法，这对于提高交流输电线路的效率和降低损耗具有重要的实际意义。 第五章 多相交流电路 在电力工业中，三相交流系统是最主要的供电方式。本章将介绍多相交流电路的基本概念，重点讲解三相电源和三相负载的连接方式，包括星形连接和三角形连接。我们将分析三相电路中各相电压、电流之间的关系，以及线电压与相电压、线电流与相电流之间的对应关系。此外，本章还将探讨三相电路的功率计算，包括有功功率、无功功率和视在功率。理解和掌握多相交流电路的分析方法，是理解大型电力系统运行机制的基础。 第六章 电路中的耦合电感与理想变压器 耦合电感在许多电子设备中发挥着重要作用，例如在无线通信、电源适配器以及各种信号隔离电路中。本章将深入探讨耦合电感的原理，包括互感、漏感和耦合系数等概念。我们将分析含有耦合电感的电路的特性，以及如何计算电路中的电压和电流。在此基础上，我们将详细介绍理想变压器模型，它是一种特殊的耦合电感电路。我们将阐述变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换原理，并分析其在电力传输、阻抗匹配等方面的应用。 第七章 非正弦周期电路的分析 实际电路中遇到的周期信号往往不是简单的正弦波，而是由不同频率的正弦波叠加而成的非正弦周期信号。本章将介绍傅里叶级数展开，它能够将任何周期信号分解为一系列不同频率的正弦波分量。通过傅里叶级数，我们可以将非正弦周期电路的分析转化为多个正弦稳态电路的叠加问题。我们将详细讲解如何利用傅里叶级数计算电路的响应，包括响应的基波分量和各次谐波分量。掌握非正弦周期电路的分析，能够帮助我们理解和设计收音机、电视机等设备中的信号处理电路。 第八章 非线性电路基础 前面章节主要讨论的是线性电路，即电路的响应与激励之间呈线性关系。然而，许多电子元件，如二极管、三极管等，都表现出非线性特性。本章将介绍非线性电路的基本概念，以及分析非线性电路的常用方法。我们将以二极管为例，分析其伏安特性曲线，并介绍二极管的几种典型应用，如整流电路和稳压电路。虽然非线性电路的分析通常比线性电路更复杂，但理解其基本原理对于深入学习半导体器件和集成电路至关重要。 第九章 电路的频率响应 电路对不同频率信号的响应特性被称为频率响应。本章将重点分析电路的频率响应，特别是滤波器电路。我们将介绍幅频特性和相频特性，它们分别描述了电路对不同频率信号的增益和相位变化。我们将详细讲解低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器的基本原理和设计方法。通过对频率响应的学习，读者将能够理解电路如何选择性地通过或抑制特定频率范围的信号，这在信号处理、通信系统等领域具有广泛的应用。 第十章 电路的瞬态分析与暂态响应（进阶） 本章将在第三章的基础上，对电路的暂态分析进行更深入的探讨。我们将介绍求解高阶电路暂态响应的系统方法，包括引入复频域的概念。我们将详细讲解拉普拉斯变换在电路分析中的应用，它能够将时域的微分方程转化为频域的代数方程，从而简化暂态响应的求解过程。通过拉普拉斯变换，我们可以更系统地分析复杂电路的暂态行为，并理解电路的极点和零点对瞬态响应的影响。本章的进阶内容将为读者提供更强大的分析工具，以应对更复杂的动态电路问题。 第十一章 电路的稳定性与振荡 电路的稳定性是评价电路性能的一个重要指标。本章将探讨电路的稳定性问题，并介绍负反馈在稳定电路中的作用。在此基础上，我们将进入振荡电路的研究。我们将介绍振荡电路的基本原理，包括正反馈和频率选择性。我们将详细讲解几种常见的振荡器电路，如RC振荡器和LC振荡器，并分析其工作原理和设计要点。振荡电路在电子钟、通信设备和信号发生器等领域有着不可替代的应用。 第十二章 电路的实际应用与设计 在本章中，我们将整合前面章节所学的电路理论知识，探讨电路在实际工程中的应用。我们将介绍几种典型的集成电路应用，如运算放大器的基本应用（放大、积分、微分等）和滤波电路的设计。我们还将触及PCB（Printed Circuit Board）设计的基本流程和注意事项，以及电路故障的排除方法。通过具体的实例和设计案例，本章旨在引导读者将理论知识转化为实际动手能力，体会电路在现代科技和社会发展中的重要作用。 附录 常用电子元件的参数与选型 电路分析常用的数学工具（如复数运算、微分方程求解） 电路仿真软件简介 参考文献 本教材在编写过程中参考了大量经典的电路理论著作和最新的学术研究成果，并在附录中列出了主要参考文献，供读者进一步学习和参考。 结语 通过对本书的学习，我们希望读者不仅能够掌握扎实的电路理论知识，更能培养出分析问题、解决问题的科学思维和工程实践能力。电路学是电子工程、通信工程、自动化等众多工程学科的基础，其重要性不言而喻。我们鼓励读者积极思考，勇于实践，在探索电路的奥秘中，发现属于自己的精彩。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在我接触过的几本数字电子类书籍中，这本书在深度和广度上的平衡做得最为出色。它既没有陷入纯粹理论的泥潭，让人感觉脱离实际，也没有为了追求“新潮”而过分强调最新的芯片技术而忽略了最根本的逻辑原理。它的核心价值在于建立起一套坚不可摧的理论基石。例如，在讲解CMOS反相器的原理时，它不仅从开关模型上做了阐述，还稍微触及了半导体器件的工作特性，这对于未来想深入学习微电子学的读者来说，无疑是一个非常友好的铺垫。这种“既要仰望星空，也要脚踏实地”的教学理念贯穿全书。对于专业工程师或对底层硬件设计有兴趣的学生而言，它提供了一个从最底层的“非门”到构建复杂CPU部件所需的所有逻辑工具箱，是一部可以长期保留并在工作实践中随时翻阅的参考手册，其知识的保质期非常长。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题和配套资源，可以说是检验学习成果的试金石。很多教材的例题只是简单地重复了课本上的概念，但这里的练习题明显经过了精心设计，难度梯度非常合理。从最基础的真值表转换，到中等难度的使用全加器实现多功能加法器，再到后期的，要求设计一个简单的序列发生器，每一类问题都精准地对应了教材中不同层次的知识点。更妙的是，一些章节末尾还附带有“设计挑战”类的开放性问题，它们没有给出明确的答案，而是引导读者去思考如何利用已学的门电路和时序元件去解决一个更贴近实际应用的小问题。这种鼓励探索的精神，对于培养工程师的实践思维至关重要。我个人就花了不少时间去琢磨那些挑战题，即使最后没有完全解决，思考的过程本身也比死记硬背公式要有效得多，让人真正体会到“动手做”的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书给我留下了深刻的印象，它仿佛是一位经验丰富的老教师在耳边慢条斯理地讲解，耐心而又不失深度。与其他一些偏向于理论堆砌的教材不同，这本“数字逻辑电路”在安排章节顺序时，明显考虑到了学习者的认知曲线。比如，它非常巧妙地将译码器、编码器、多路选择器等基础的组合器件放在了统一的模块下进行对比分析，通过比较它们在功能上的互补性，使得这些看似零散的知识点立刻串联成了一个有机的体系。最让我称赞的是它对时序逻辑部分的处理，特别是对触发器（Flip-Flop）状态转移图和激励表（Excitation Table）的剖析，图文并茂，即便是初次接触有限状态机（FSM）概念的人，也能通过书中的步骤图顺利推导出复杂同步电路的设计流程。这种循序渐进、层层递进的编排，极大地提高了自学效率，让人感觉知识点是“长”出来的，而不是被强行“塞”进去的，非常值得肯定。

评分☆☆☆☆☆

这本关于数字逻辑电路的教材，在我深入研读后，确实让人对基础知识的构建有了全新的认识。它的叙述方式非常注重逻辑的严谨性和推导的完整性，尤其是在介绍组合逻辑和时序逻辑的核心概念时，作者没有采取那种“只给出结论”的敷衍做法，而是花费了大量的篇幅来剖析每一个逻辑门背后的布尔代数原理是如何一步步演变和简化的。我记得最清楚的是关于卡诺图（Karnaugh Map）的讲解部分，它不仅仅展示了如何使用卡诺图来最小化逻辑表达式，更重要的是，它解释了为什么这种图形化的方法在实践中如此高效，它如何体现了逻辑代数中的掩蔽律和冗余性。书中对于硬件描述语言（HDL）的介绍也显得非常与时俱进，清晰地展示了理论与现代设计工具之间的桥梁，使得我们不再仅仅停留在纸上画电路图的阶段，而是能够开始思考如何用代码实现复杂的系统级设计。对于初学者来说，这些详尽的步骤和大量的实例解析，无疑是极大的帮助，能够有效降低理解复杂电路图时的畏难情绪，让学习过程变得扎实而有趣。

评分☆☆☆☆☆

从装帧和排版来看，这本教材体现了高等教育出版社一贯的专业水准。纸张的质量适中，长时间阅读下来眼睛的疲劳感相对较轻，这对于需要反复翻阅查阅公式和电路图的学习者来说，是一个不容忽视的优点。清晰的字体和规范的数学符号排版，确保了在阅读布尔表达式和逻辑门符号时，不会因为混淆不清而产生误判。特别值得一提的是，电路图的绘制质量非常高，线条简洁明了，元件符号的表示符合国际标准，这在快速识别电路结构时提供了极大的便利。相比于一些早期印刷的教材，其插图的层次感和细节的保留都做得非常到位，即便是那些包含了数十个逻辑门的复杂电路图，也能做到一目了然，有效地减少了阅读中的认知负担，让学习的重心能够更集中在逻辑本身，而不是试图去辨认模糊的线条和符号。