数字电路与逻辑设计(第二版) 胡锦 9787040157352 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡锦 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040157352

商品编码：29700425245

包装：平装

出版时间：2002-08-01

基本信息

书名：数字电路与逻辑设计(第二版)

定价：25.40元

作者：胡锦

出版社：高等教育出版社

出版日期：2002-08-01

ISBN：9787040157352

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.481kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是普通高等教育“十五”*规划教材。
全书对数字电路与数字逻辑课程内容进行了整合优化，从应用角度出发介绍了数字电路的基本知识、逻辑分析与设计的基本方法及中大规模集成电路的应用。
本书主要内容包括：逻辑代数基础、集成逻辑门电路、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生和整形、数模及模数转换器、大规模集成电路。附录部分的实验和实践环节介绍了与本教材相配套的常用仪器与设备的使用方法、数字电路实验及课程设计。
本书适合于高等职业学校、高等专科学校、成人高校、本科院校举办的二级职业技术学院，也可供示范性软件职业技术学院、继续教育学院、民办高校、技能型紧缺人才培养使用，还可供本科院校、计算机专业人员和爱好者参考。

目录

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绪论
章　逻辑代数基础
　1.1　数制与编码
　　1.1.1 数制
　　1.1.2　数制转换
　　1.1.3　编码
　1.2　基本概念、公式和定理
　　1.2.1　三种基本逻辑关系
　　1.2.2　基本公式、定理和常用规则
　1.3 逻辑函数的化简
　　1.3.1 逻辑函数的标准与或式和简式
　　1.3.2　逻辑函数的公式化简法
　　1.3.3　逻辑函数的图形化简法
　　1.3.4　具有无关项的逻辑函数的化简　
　1.4 逻辑函数的表示方法及相互转换
　　1.4.1 几种逻辑函数的表示方法
　　1.4.2　逻辑函数几种表示方法之间的转换
　本章小结
　思考题与习题
第2章　集成逻辑门电路
　2.1 半导体器件的开关特性
　　2.1.1　二极管的开关特性
　　2.I.2　三极管的开关特性
　　2.1.3　场效应管的开关特性
　2.2 分立元器件门电路
　　2.2.1　二极管门电路
　　2.2.2　三极管门电路
　　2.2.3　正逻辑和负逻辑
　2.3 TTL集成门电路
　　2.3.1 TTL与非门
　　2.3.2　其他类型的TTL门电路
　　2.3.3 TTL集成逻辑门的使用
　2.4 CMOS集成门电路
　　2.4.1 CMOS反相器
　　2.4.2　其他类型的CMOS逻辑门电路
　　2.4.3 CMOS电路的特点和使用
　本章小结
　思考题与习题
第3章　组合逻辑电路
　3.1 概述
　　3.1.1　组合逻辑电路的分析
　　3.1.2　组合逻辑电路的设计
　　3.1.3　组合逻辑电路设计举例
　3.2　编码器和译码器
　　3.2.1 编码器
　　3.2.2　编码器的用法
　　3.2.3　译码器
　　3.2.4　译码器的用法
　3.3　加法器和数值比较器
　　3.3.1　加法器
　　3.3.2　加法器的用法
　　3.3.3　数值比较器
　　3.3.4　数值比较器的用法
　3.4　数据选择器和数据分配器
　　3.4.1　数据选择器
　　3.4.2　数据选择器的用法
　　3.4.3　数据分配器
　　3.4.4　数据分配器的用法
　3.5　组合逻辑电路中的竞争冒险
　　3.5.1 竞争冒险的概念及产生的原因
　　3.5.2　竞争冒险的识别与消除方法
　本章小结
　思考题与习题
第4章　集成触发器
　4.1 基本RS触发器
　　4.1.1 概述
　　4.1.2　基本RS触发器
　　4.1.3　集成基本触发器
　4.2　时钟触发器
　　4.2.1 同步RS触发器
　　4.2.2　主从CMOS边沿D触发器（CC4013）
　　4.2.3　维持阻塞D触发器（74LS74）
　　4.2.4　负边沿JK触发器
　　4.2.5 T触发器和T’触发器
　4.3 触发器逻辑功能分类及相互转换
　　4.3.1　触发器逻辑功能分类
　　4.3.2　不同类型时钟触发器间的转换
　4.4　触发器的选用
　　4.4.1　触发器的合理选用
　　4.4.2　触发器的参数和指标
　　4.4.3　触发器使用的注意事项
　本章小结
　思考题与习题
第5章　时序逻辑电路
　5.1 概述
　　5.1.1 时序逻辑电路的特点
　　5.1.2　时序电路逻辑功能表示方法
　5.2 时序逻辑电路的分析方法
　　5.2.1　分析步骤
　　5.2.2　分析举例
　5.3　计数器
　　5.3.1　异步计数器
　　5.3.2　同步计数器
　　5.3.3　N进制计数器
　　5.3.4　计数器的应用
　5.4　寄存器
　　5.4.1　基本寄存器
　　5.4.2　移位寄存器
　　5.4.3　寄存器的应用
　5.5　顺序脉冲发生器
　　5.5.1　计数器型顺序脉冲发生器
　　5.5.2　移位型顺序脉冲发生器
　5.6 时序逻辑电路的设计方法
　　5.6.1　基本设计步骤
　　5.6.2　设计举例
　本章小结
　思考题与习题
第6章　脉冲波形的产生和整形
　6.1 概述
　　6.1.1　矩形脉冲的基本特性
　　6.1.2 555定时器
　6.2 多谐振荡器
　　6.2.1 555定时器构成的多谐振荡器
　　6.2.2　其他多谐振荡器
　　6.2.3　多谐振荡器的应用
　6.3　施密特触发器
　　6.3.1 555定时器构成的施密特触发器
　　6.3.2　集成施密特触发器
　　6.3.3　施密特触发器的应用
　6.4　单稳态触发器
　　6.4.1 555定时器构成的单稳态触发器
　　6.4.2　集成单稳态触发器
　　6.4.3　单稳态触发器的应用
　本章小结
　思考题与习题
第7章　数模、模数转换器
　7.1 概述
　　7.2 D/A转换器
　　7.2.1　权电阻网络型D/A转换器
　　7.2.2 T形电阻网络型D/A转换器
　　7.2.3 D/A转换器的主要技术指标
　7.3 A/D转换器
　　7.3.1　采样、保持、量化、编码
　　7.3.2　计数器式A/D转换器
　　7.3.3 逐次逼近式A/D转换器
　　7.3.4　双积分式A/D转换器
　　7.3.5　并行比较式A/D转换器
　　7.3.6 A/D转换器的主要技术指标
　7.4 D/A转换器和A/D转换器应用举例
　　7.4.1 DAC0832的应用
　　7.4.2 ADC0809的应用
　本章小结
　思考题与习题
第8章　大规模集成电路
　8.1 概述
　　8.1.1 大规模集成电路的发展
　　8.1.2　大规模集成电路的分类
　8.2　存储器及其应用
　　8.2.1 固定只读存储器ROM
　　8.2.2 ROM的应用
　　8.2.3 存取存储器RAM
　　8.2.4 RAM的应用
　8.3 可编程逻辑器件PLD
　　8.3.1 PLD的基本结构
　　8.3.2 PLD的分类
　　8.3.3 PLA的应用
　　8.3.4 PLD设计过程简介
　8.4 CPLD/FPGA开发环境MAX plusⅡ应用简介
　　8.4.1 MAx plusⅡ安装
　　8.4.2 MAX plusⅡ基本功能
　　8.4.3 HDL设计特点
　本章小结
　思考题与习题
附录 实验和实践环节
　F.1　常用仪器与设备的使用方法
　　F.1.1　数字实验仪
　　F.1.2　数字万用表
　　F.1.3　逻辑笔
　　F.1.4　示波器
　F.2　数字电路设计的基础知识
　　F.2.1　数字电路一般设计方法
　　F.2.2　数字电路的调试
　　F.2.3　电路故障的检测与排除
　　F.2.4　数字电路设计举例
　F.3　数字电路实验
　　F.3.1　仪器使用和门电路测试
　　F.3.2　组合逻辑电路的设计与调试
　　F.3.3　加法器应用电路的设计与调试
　　F.3.4　编码器和译码器应用电路的设计与调试
　　F.3.5　数据选择器和数据分配器应用电路的设计与调试
　　F.3.6　触发器逻辑功能测试及其简单应用
　　F.3.7　时序逻辑电路的测试
　　F.3.8　时序逻辑电路的设计与测试
　　F.3.9　Ⅳ进制计数器的设计与测试
　　F.3.10　计数器应用电路的设计与测试
　　F.3.11　移位寄存器
　　F.3.12　555定时器应用电路的设计与测试
　F.4　数字电子技术课程设计
　　F.4.1　数字电子钟
　　F.4.2　交通信号灯
　　F.4.3　数字频率计
　　F.4.4　智力竞赛抢答器
　F.5　EWB应用简介
　　F.5.1　EWB简介
　　F.5.2　EWB应用举例
　F.6　基于CPLD/FPGA的频率计的实现
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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数字电路与逻辑设计(第二版) 内容简介 本书全面系统地介绍了数字电路和逻辑设计的基础理论、核心概念以及工程实践方法。全书共分为十一章，从最基础的二进制数系统与编码、逻辑门电路出发，逐步深入到组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器、可编程逻辑器件以及数字系统设计流程等内容。本书力求理论与实践相结合，既有严谨的理论推导，又包含丰富的实例分析和设计练习，旨在帮助读者建立扎实的数字电路设计知识体系，培养解决实际工程问题的能力。 第一章 绪论 本章首先对数字电路和逻辑设计的概念及其重要性进行了阐述，强调了其在现代电子技术和计算机科学中的核心地位。接着，系统介绍了数字信号和模拟信号的区别与联系，以及数字系统相对于模拟系统的优势。随后，对本书的学习目标和内容安排做了简要概述，为读者搭建起整体的学习框架。 第二章 数制与编码 本章是数字电路设计的基础。首先，详细讲解了二进制、十进制、八进制、十六进制等常用的数制表示方法，以及它们之间的相互转换。在此基础上，重点介绍了各种编码方式，包括二进制编码（如BCD码、余3码）、格雷码、ASCII码等，并分析了它们的特性和适用场景。本章强调了理解和熟练掌握数制转换与编码规律对于后续学习数字电路至关重要。 第三章 逻辑门电路 本章引入了数字逻辑世界的基本构建单元——逻辑门电路。详细介绍了基本逻辑门（与门、或门、非门）的逻辑功能、真值表、逻辑符号和电路实现。在此基础上，引入了扩展逻辑门（与非门、或非门、异或门、同或门）及其特性。本章深入探讨了这些逻辑门电路的物理实现基础，如晶体管的开关特性，并初步介绍了逻辑电平的概念。掌握逻辑门电路的功能是理解和设计复杂数字电路的前提。 第四章 逻辑函数的表示方法和化简 本章聚焦于如何用数学方法描述和简化逻辑功能。首先，介绍了逻辑函数的三种基本表示方法：逻辑表达式、真值表和卡诺图。随后，详细讲解了逻辑函数的化简方法，包括代数化简法和卡诺图化简法。卡诺图化简部分详细介绍了如何根据变量数量绘制卡诺图、合并相邻的1（或0）来简化表达式，并解释了“圈1”和“圈0”的意义及其原则。本章旨在让读者学会如何用最简洁的逻辑表达式来表示和实现一个特定的逻辑功能，从而优化电路设计。 第五章 组合逻辑电路 本章在掌握逻辑门电路和逻辑函数化简的基础上，开始构建更复杂的数字电路——组合逻辑电路。详细介绍了组合逻辑电路的定义和特点，即输出仅取决于当前输入。本章深入分析了几种典型的组合逻辑电路，包括编码器、译码器、数据选择器（多路选择器）、比较器和加法器（半加器、全加器、多位加法器）、减法器等。对每种电路，都从功能需求、逻辑表达式、卡诺图化简、电路实现以及应用实例等多个角度进行了详细阐述。本章是理解数据处理和控制电路设计的基础。 第六章 时序逻辑电路 本章引入了数字逻辑电路中具有“记忆”功能的另一大类电路——时序逻辑电路。详细介绍了时序逻辑电路的定义和特点，即输出不仅取决于当前输入，还取决于电路过去的状态。本章重点讲解了构成时序逻辑电路的基本单元——触发器，包括基本触发器（SR触发器）、门控触发器（D触发器、JK触发器、T触发器），并分析了它们的结构、工作原理、状态转移图和激励表。在此基础上，介绍了如何利用触发器构建各种时序逻辑电路，如寄存器、计数器（同步计数器、异步计数器）和状态机。本章是理解数据存储、状态转移和时序控制电路设计的核心。 第七章 存储器 本章深入探讨了数字系统中用于存储信息的核心部件——存储器。详细介绍了存储器的基本原理和分类，包括易失性存储器（如RAM）和非易失性存储器（如ROM）。本章重点介绍了各种类型的只读存储器（ROM），如掩膜ROM、PROM、EPROM、EEPROM，并分析了它们的读写机制和特点。同时，也介绍了随机存取存储器（RAM），包括静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM），阐述了它们的读写过程和工作原理。最后，简要介绍了存储器的组织方式和接口设计。 第八章 可编程逻辑器件(PLD) 本章介绍了在现代数字电路设计中扮演重要角色的可编程逻辑器件（PLD）。详细阐述了PLD的基本概念、发展历程和分类，包括PLA（可编程逻辑阵列）、PAL（可编程阵列逻辑）和GAL（通用阵列逻辑）。在此基础上，重点介绍了CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程门阵列）这两种主流的PLD。本章深入剖析了CPLD和FPGA的内部结构、工作原理、可编程性以及它们在实现复杂数字逻辑功能方面的优势，并探讨了如何使用硬件描述语言（HDL）对这些器件进行编程设计。 第九章 数制系统 本章在第一章数制与编码的基础上，对数字系统中的数制表示和运算进行了更深入的探讨。虽然本书前半部分已经广泛使用了二进制，本章将系统地回顾和深化对各种数制的理解，并着重于二进制在数字电路中的具体应用。将详细阐述二进制数表示法的原理，包括无符号数和带符号数（如原码、补码、反码）的表示方法。重点分析了计算机中常用的补码表示法，以及它在加减运算中的优势。本章还将涉及二进制运算的基本规则，如二进制加法、减法、乘法和除法，并分析它们在数字电路中的实现。 第十章 数值运算电路 本章专门讲解了实现各种数值运算的数字电路。本章将基于前面章节介绍的逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路的知识，设计和分析各种运算电路。首先，详细介绍半加器、全加器以及如何利用全加器构成多位二进制加法器，并进一步介绍带进位的加法器（如进位产生电路、进位选择电路）。然后，讲解二进制减法器的实现，重点是如何利用原码、补码或移码进行减法运算。此外，本章还将介绍乘法器和除法器的基本原理和实现方法，虽然这些电路的实现会比加减法器复杂，但仍将从基本概念和简化模型出发进行阐述。本章旨在让读者理解计算机硬件如何执行数学计算。 第十一章 数字系统设计 本章将全书的知识融会贯通，系统地介绍了数字系统的设计流程和方法。首先，回顾了数字系统设计的基本步骤，包括需求分析、功能抽象、逻辑设计、电路实现、仿真验证和系统集成。本章将重点介绍如何将实际的工程问题转化为数字逻辑设计任务。将详细阐述使用硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，来进行系统级的设计。通过实例演示，讲解如何利用HDL描述组合逻辑和时序逻辑模块，以及如何将这些模块进行实例化和连接，从而构建一个完整的数字系统。本章还将介绍数字系统仿真的重要性，以及如何利用仿真工具来验证设计的功能和时序。最后，将简要介绍一些高级设计概念，如状态机设计、流水线技术等，为读者进一步深入学习数字系统设计打下基础。 本书的编写始终遵循循序渐进、由浅入深的原则，力求语言精练，图文并茂。每个章节都配有清晰的插图和表格，便于读者理解。每章结束后都附有精心设计的习题，涵盖了理论计算和设计实践两方面，旨在帮助读者巩固所学知识，提高分析和解决问题的能力。本书适合作为高等院校电子工程、计算机科学与技术、自动化等专业本科生的教材，也可供从事相关领域研究和工程技术人员参考。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我购买这本书的初衷只是为了应付即将到来的期末考试，没想到它竟然成了我电子工程学习生涯中的一个重要转折点。这本书最让我赞赏的是它那近乎苛刻的严谨性。在讲解触发器和寄存器时，作者对待时序约束和时钟沿触发的每一个细节都分析得极为透彻，没有留下任何模糊地带。我记得之前看其他资料时，对主从结构和边沿触发的概念总是似懂非懂，但这本书通过精妙的时序图，将“亚稳态”和“毛刺”等晦涩的概念具象化了，让我第一次真正理解了为什么在实际电路设计中，时序控制是如此至关重要。书中那些关于竞争与冒险的分析案例，简直是教科书级别的，每一个案例都伴随着对电路行为的深刻剖析，而不是简单地给出结果。读完这些章节后，我再去看那些复杂的同步电路设计案例，突然间就茅塞顿开了，感觉自己看待电路的视角都拔高了一个层次。这种强调工程实践中“陷阱”的讲解风格，远比空泛的理论推导来得实在和宝贵。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书在内容的前半部分，也就是关于数制转换和组合逻辑电路的阐述上，略显传统，但后半部分对于存储器、状态机以及简单CPU结构（虽然只是初步涉及）的探讨，却展现了超越一般教材的深度和广度。尤其是关于有限状态机的设计与化简，作者不仅介绍了常用的图表法，还穿插了对不同编码方式（如独热码、格雷码）在实际电路实现中的性能差异的讨论，这一点非常具有前瞻性。它没有止步于“如何设计”，而是引导读者思考“如何优化设计”。当我读到关于寄存器传输级描述（RTL）的初步介绍时，我意识到这本书其实是在悄悄地为我们向更高级的硬件描述语言（HDL）学习过渡打下坚实的逻辑基础。这种对未来学习路径的巧妙铺垫，使得这本书的价值远超一本单纯的数字电路导论，它更像是一份精心准备的“思维蓝图”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和排版也值得一提，这对于长时间阅读专业书籍来说，体验感极佳。纸张的质量很好，印刷清晰，即便是那些密集的逻辑符号和波形图，也丝毫没有模糊不清的感觉，长时间盯着看也不会觉得眼睛特别疲劳。更重要的是，全书的章节结构设计得非常人性化。它似乎深谙读者的学习曲线，每一章的开头都会用一个简短的引言来概括本章将要解决的核心问题，并在结尾处设置了“思考与练习”部分，这些练习题的难度梯度设置得恰到好处，从基础概念的巩固到复杂系统的分析，循序渐进，非常适合用来检验学习效果。我特别喜欢书中那种“理论联系实际”的叙述方式，它不是孤立地讨论逻辑门，而是将这些门电路组合成加法器、译码器、多路选择器等实际部件，这种构建感的学习过程，极大地增强了学习的趣味性和目的性。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书的阅读体验是极其“硬核”的，它不提供任何花哨的视觉辅助，所有的知识点都建立在扎实的逻辑推理之上，这对于习惯了多媒体教学的现代学生来说，可能需要一个适应的过程。然而，正是这种“不妥协”的态度，才成就了其不可替代的地位。书中对时序逻辑中的竞争冒险现象分析得极其到位，它没有回避这个在实际FPGA或ASIC设计中经常遇到的难题，而是用精确的数学分析和逻辑图示来剖析其根源，并提出了几种经典的消除方法，比如增加冗余项或调整逻辑门类型。这种对“缺陷”的深刻洞察和解决能力，是任何一本浮于表面的教程所不具备的。这本书教会我的，不仅仅是电路的工作原理，更是一种面对复杂系统时，保持严谨、追求完美的工程师精神。它是一本需要反复研读、时常翻阅的工具书，而不是一次性读完就束之高阁的读物。

评分☆☆☆☆☆

这本关于数字电路的入门教材，给我留下了非常深刻的印象。作者在讲解基础概念时，那种由浅入深、层层递进的叙述方式，简直是为初学者量身定制的。比如，在介绍布尔代数和逻辑门的时候，书中不仅清晰地阐述了代数公式，还配有大量的实例图解，让我这个之前对电路一窍不通的人也能迅速抓住核心思想。特别是对于卡诺图的化简过程，书中通过几个典型的复杂函数例子，一步步展示了如何有效分组和最小化逻辑表达式，那种清晰的逻辑推导过程，让人感觉自己仿佛真的掌握了一门“简化艺术”。此外，书中对组合逻辑电路和时序逻辑电路的划分和讲解也做得非常到位，使得学习的脉络非常清晰，不会因为知识点的堆砌而感到混乱。如果说有什么可以改进的地方，或许是对于一些高级应用，比如可编程逻辑器件（PLD）的介绍可以再稍微深入一些，但考虑到这是一本基础教材，目前的广度和深度已经非常令人满意了，绝对是自学数字电子学领域的宝典。