数字电路逻辑与设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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许莉娅 著

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店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787564007027

商品编码：29692917282

包装：平装

出版时间：2006-02-01

基本信息

书名:数字电路逻辑与设计

：28.00元

售价：19.0元,便宜9.0元,折扣67

作者:许莉娅

出版社：北京理工大学出版社

出版日期：2006-02-01

ISBN：9787564007027

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

数字电路与逻辑设计是计算机专业和电子信息类专业的一门重要硬件基础课，其理论性和实践性很强，尤其强调工程应用。本书以集成电路应用为重点，把握理论必须够用为度的原则，强化学生的动手操作能力。本书共8章，内容包括逻辑函数的化简、集成门电路、集成电路触发器、组合逻辑电路、时序逻辑电路、数模和模数转换、存储器、课程设计与应用实例等。
本书可作为本科和高等职业院校、高等专科院校、成人高校等院校的相关专业教学用书，也可作为从事电子技术工作的技术人员及电子技术爱好者的参考书，还可作为计算机和电子等相关专业自学考试的参考书。

目录

作者介绍

文摘

序言

智能时代的设计基石：从基础原理到前沿探索 在信息爆炸的今天，数字世界以前所未有的速度发展，而这一切的底层驱动力，正是那些精妙绝伦的数字电路。它们如同构成现代科技大厦的基石，承载着从微小的计算单元到庞大的信息网络的一切功能。这本书，将带您深入探索数字电路的奥秘，揭示驱动我们所熟悉的一切设备——从智能手机、电脑，到复杂的通信系统、人工智能硬件——运作的根本原理，并引领您领略其中蕴含的设计智慧与前沿趋势。 一、数字世界的基础：逻辑的语言 数字电路的世界，是以“0”和“1”两种状态为基本元素的。这本书将从最基础的逻辑门开始，为您构建起对数字信号和布尔代数的深刻理解。您将了解到“与”、“或”、“非”、“异或”等基本逻辑门的原理、符号以及它们在构建更复杂电路中的作用。我们将系统地梳理这些逻辑门如何组合，形成更为强大的逻辑功能，例如加法器、减法器、比较器等，它们是所有算术运算的核心。 更进一步，本书将深入讲解组合逻辑电路的设计方法。您将学习如何利用真值表、卡诺图等工具，将实际需求转化为逻辑表达式，并最终优化为高效的电路设计。从简单的编码器、译码器，到复杂的数据选择器和多路复用器，这些组合逻辑电路的应用场景无处不在，理解它们的原理，将使您能够拆解和理解任何数字系统的基本构件。 二、构建记忆与时序：顺序逻辑的魅力 如果说组合逻辑电路负责“决策”，那么顺序逻辑电路则负责“记忆”和“状态”。本书将带领您进入顺序逻辑的迷人世界，探索那些能够存储信息和随时间演变的电路。您将详细学习各种触发器（如SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器）的工作原理，理解它们如何作为最基本的存储单元，为数字系统提供记忆能力。 在此基础上，我们将深入探讨时序逻辑电路的设计。您将了解到寄存器、计数器等关键模块的构成与应用。寄存器是用于临时存储数据的单元，广泛应用于CPU内部的数据暂存；而计数器则能够按照预设的规则进行脉冲计数，是时钟信号分频、定时器和状态机等系统的核心。 本书的重点之一在于状态机的设计。您将学习如何通过有限状态机（FSM）模型，精确描述和控制数字系统的行为。我们将介绍同步有限状态机和异步有限状态机，以及如何将状态机的设计转化为实际的硬件电路。从简单的交通灯控制器，到复杂的指令解码器，状态机的应用将贯穿您对数字系统设计的理解。 三、硬件描述语言：现代设计的强大工具 在现代数字电路设计领域，硬件描述语言（HDL）已经成为不可或缺的工具。本书将为您系统介绍业界主流的HDL，如Verilog和VHDL，并重点讲解如何使用它们来描述、仿真和验证数字电路。您将学习HDL的基本语法、数据类型、运算符以及结构化编程方法，掌握如何用抽象的代码来精确地表达硬件的逻辑功能。 通过实际的HDL设计实例，您将亲身体验如何将逻辑设计原理转化为可执行的代码。我们将从简单的门级电路描述，逐步过渡到行为级和结构级建模，并重点讲解如何利用HDL进行功能仿真和时序仿真，确保设计的正确性和性能。理解HDL，意味着您已经掌握了与专业集成电路设计工具进行沟通的语言，为进入实际的硬件设计领域打下坚实基础。 四、深入探索：微处理器与系统集成 数字电路的魅力远不止于逻辑门和触发器。本书将进一步引导您深入理解更复杂的数字系统，例如微处理器的基本结构和工作原理。您将了解CPU的指令集、运算逻辑单元（ALU）、控制单元以及寄存器文件等核心组成部分，并理解它们如何协同工作，执行各种指令，完成复杂的计算任务。 此外，本书还将探讨如何将各种数字电路模块集成起来，构建成完整的系统。您将学习总线结构、存储器接口、输入输出（I/O）接口等概念，并理解数据如何在系统内流动和处理。我们将通过实际的系统设计案例，例如简单的微控制器系统，让您体会到从底层逻辑到整体系统实现的完整过程。 五、前沿视野：数字设计的未来 数字电路的设计领域也在不断发展，涌现出许多令人兴奋的新技术和新趋势。本书将在最后部分，为您展望数字设计的未来。我们将触及以下一些前沿话题： FPGA与ASIC设计流程： 深入了解现场可编程门阵列（FPGA）和专用集成电路（ASIC）的设计流程，以及它们在不同应用场景下的优势与挑战。 低功耗设计技术： 随着移动设备和物联网的普及，低功耗设计成为至关重要的课题。我们将探讨各种降低功耗的策略和技术。 高速电路设计： 随着通信速率的不断提升，高速电路的设计面临着信号完整性、电磁兼容性等诸多挑战，本书将为您揭示其中的关键技术。 并行计算与异构计算： 探索如何利用大规模并行计算和异构计算架构，加速科学计算、人工智能等领域的处理能力。 可重构计算与硬件加速： 介绍可重构计算的理念，以及如何通过专用硬件加速器来提升特定任务的处理效率。 人工智能硬件： 简要介绍为人工智能算法优化的专用硬件，如神经网络加速器（NPU）等。 六、实践导向：理论与实战的融合 本书不仅仅是理论的堆砌，更注重理论与实践的结合。在每个章节，我们都将穿插精心设计的例题和练习，帮助您巩固所学知识，并提升解决实际问题的能力。通过对这些例题的深入分析和动手实践，您将能够更直观地理解抽象的数字逻辑概念，并掌握将理论转化为实际设计的方法。 无论您是计算机科学、电子工程专业的学生，还是希望深入了解数字世界运作原理的爱好者，这本书都将是您不可多得的参考。它将为您打开一扇通往智能时代设计核心的大门，让您不仅理解“是什么”，更能掌握“怎么做”，并为未来的技术创新奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论深度和工程实用性之间找到了一个近乎完美的平衡点，这一点对于我这种既需要学术素养又渴望实际动手能力的读者来说，简直是意外的惊喜。书中对各种标准逻辑器件（如TTL和CMOS家族）的特性分析，不是简单的参数罗列，而是深入剖析了它们内部晶体管级的设计哲学和功耗限制。例如，它对扇出能力和噪声容限的讨论，远比我之前阅读的任何一本参考书要详尽得多，这直接关系到我们在实际面包板上搭建电路时能否避免“半死不活”的状态。更让我印象深刻的是，在讲解可编程逻辑器件（PLD）部分时，作者没有停留在理论讲解，而是给出了几个非常贴近工业界实际的案例，比如如何利用简单的CPLD实现一个小型实时时钟同步模块。这些案例不仅包含了电路图，还附带了简化的硬件描述语言（HDL）代码片段，这无疑是架设了从理论到代码实现的一座坚实桥梁。这种“教你如何思考，更教你如何动手完成”的风格，极大地提升了这本书的实操价值。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我发现这本书最大的亮点之一在于其对设计方法学的强调，而非仅仅停留在电路的“实现”层面。作者花费了不少篇幅来讨论“抽象层次”的概念，告诫读者，在处理一个复杂的数字系统时，必须学会从宏观到微观的视角切换。书中对卡诺图（K-map）的讲解非常透彻，但最精彩的部分在于，作者随后将卡诺图的简化思维，巧妙地过渡到了更高级的Quine-McCluskey算法，并解释了为何在处理超过五变量的函数时，机器自动化简化是必然趋势。这种对历史发展脉络和技术演进路线的梳理，让读者明白我们今天使用的工具并非凭空出现，而是解决了特定工程限制的产物。它培养的不仅仅是电路设计的能力，更是一种系统思维和工程伦理，让我们理解为什么有些设计选择在特定约束下是“最优解”，即使它在表面上看起来并不那么直观。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节组织逻辑简直是教科书级别的流畅与严谨，作者显然在课程编排上投入了巨大的心血。它不是那种将所有复杂概念堆砌在一起的“大杂烩”，而是遵循着一个由浅入深、层层递进的自然规律。开篇并没有急于展示那些晦涩难懂的布尔代数简化，而是从最基础的信号表示和逻辑门的工作原理入手，用非常生活化、甚至略带幽默的类比来解释“与”、“或”、“非”这些基本操作的本质。这种类比的艺术性，极大地降低了初学者的入门门槛。随着阅读的深入，讲解的深度和广度也同步提升，从组合逻辑到时序逻辑，过渡得如同高手走棋，每一步都在为下一步的复杂电路（比如状态机设计）打下坚实的基础。更难得的是，作者在阐述复杂的竞争冒险和毛刺问题时，没有使用生硬的公式轰炸，而是巧妙地穿插了精心绘制的波形图和时序图，那些图表清晰到足以让人“看见”信号在电路中的奔跑轨迹。这种可视化教学的功力，着实令人佩服。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考文献和附录部分，展现了作者深厚的学术功底和对前沿的关注。我特意去查阅了书中引用的几篇早期关于存储器设计理论的经典论文，发现它们的摘要或核心观点都被作者非常精准地提炼并融入了相应的章节中，这使得全书的论述具有极强的学术溯源性和可验证性。在附录部分，除了常见的逻辑门真值表和标准元件参数外，还收录了一份关于现代FPGA架构基础的概述，这部分内容虽然不深入，但足以让对后续学习有兴趣的读者，能清晰地看到数字电路设计领域未来的发展方向——即从离散器件走向大规模集成和可编程阵列。这种兼顾经典与前沿的视野，使得这本书的生命周期大大延长。它不是一本读完就束之高阁的过时资料，而是一份可以伴随工程师职业生涯中不同阶段进行回顾和参考的“常青树”工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象，那种浓郁的复古科技感扑面而来，仿佛让人瞬间回到了那个晶体管和集成电路刚刚兴起的黄金年代。书脊的烫金字体在光线下折射出低调而坚实的光泽，拿在手里，那种略带磨砂质感的封面材质，透露出一种经久耐用的专业气息。我特别喜欢封面上使用的配色方案，深邃的午夜蓝作为底色，搭配着明亮的电子脉冲黄作为点缀，这种强烈的对比，非常精准地捕捉到了“数字”世界中逻辑的清晰与能量的涌动。翻开扉页，纸张的克重和装帧工艺也相当考究，内页的排版布局清晰，留白恰到好处，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到过分疲劳。这种对细节的极致追求，让我立刻感觉到，这不是一本敷衍了事的教材，而是一部真正用心打磨的学术工具书。它散发出的那种沉稳的气质，让人在拿起它的那一刻，就对即将要探索的知识领域充满了敬意和期待，仿佛握住了一把通往底层电子奥秘的钥匙。整本书的物理形态，就已经在无声地向读者宣告它的价值所在。