数字逻辑电路(第2版普通高等教育十一五规划教材) 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：29702086538

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)

：38.80元

售价：26.4元,便宜12.4元,折扣68

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：

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版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.663kg

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内容提要

　　《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

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(随机存取存储器)
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

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

序言

《数字逻辑电路（第2版）》内容概述 本书是一部系统介绍数字逻辑电路基础理论和实际应用的教材，旨在为读者提供扎实的数字系统设计知识。全书共分为十五章，内容涵盖了从基本的数字逻辑门电路到复杂的组合逻辑和时序逻辑电路设计，并进一步延伸至微处理器、存储器等数字集成电路的应用。本书结构清晰，循序渐进，既注重理论的严谨性，又强调实践的应用性，力求使读者在掌握基本概念的同时，也能培养解决实际问题的能力。 第一章 数字世界的基础 本章将带领读者进入数字世界的奇妙旅程，首先介绍数字信号与模拟信号的区别，以及数字技术在现代社会中的重要地位。随后，深入讲解二进制数系的表示方法、运算规则（包括二进制的加、减、乘、除运算）以及不同数制之间的转换。接着，重点阐述编码的概念，介绍常用的编码方案，如BCD码、ASCII码、余三码等，并讲解它们在信息表示中的作用。最后，初步介绍逻辑代数的基本概念，为后续章节的学习奠定坚实的基础。 第二章 逻辑代数基础 本章是数字逻辑电路的核心理论基石。我们将详细介绍布尔代数（又称逻辑代数）的基本公理和定理，包括与、或、非三个基本逻辑运算的性质，以及吸收律、德摩根定律等重要定理。通过对这些定律的深入理解和应用，读者将能够对逻辑表达式进行化简和变换。本章还将引入逻辑变量、逻辑函数和逻辑门的概念，讲解基本逻辑门（AND、OR、NOT）的符号、真值表和逻辑表达式，为后续分析和设计逻辑电路打下基础。 第三章 组合逻辑电路 本章专注于分析和设计不含记忆单元的组合逻辑电路。我们将从最基本的逻辑门电路出发，学习如何构建更复杂的组合逻辑功能，如加法器（半加器、全加器）、减法器、比较器、译码器、编码器和数据选择器。本书将详细介绍这些电路的工作原理、设计方法和应用场景。同时，重点讲解卡诺图（Karnaugh Map）这一强大的逻辑化简工具，通过实例演示如何利用卡诺图对复杂逻辑函数进行最简代数表示，从而优化电路设计。 第四章 组合逻辑电路的设计与应用 在掌握了组合逻辑电路的基本概念和设计方法后，本章将进一步探讨组合逻辑电路的实际应用。我们将分析和设计各种常用的组合逻辑模块，例如并行加法器、多路选择器、优先级编码器等，并讨论如何将这些模块集成起来解决更复杂的计算和控制问题。此外，本章还将介绍硬件描述语言（HDL）在组合逻辑电路设计中的初步应用，例如使用Verilog或VHDL语言描述组合逻辑功能，为后续深入学习数字系统设计打下基础。 第五章 时序逻辑电路概述 本章将引入时序逻辑电路的概念，这类电路的状态会随着时间而变化，并且其输出不仅取决于当前的输入，还取决于之前的状态。我们将详细介绍触发器（Flip-Flop）这一最基本的时序逻辑单元，包括SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器，并分析它们的结构、工作原理、状态转移图和激励表。本书将重点讲解不同触发器的区别及其应用。 第六章 触发器及其应用 本章对触发器进行更深入的探讨，详细介绍各种触发器的构成、特点和使用方法。我们将学习如何利用触发器构建基本的时序逻辑电路，例如移位寄存器和计数器。移位寄存器可以实现数据的串行输入/并行输出、并行输入/串行输出等功能，在数据传输和处理中起着重要作用。计数器则可以对脉冲信号进行计数，并能实现各种预设的计数序列。本书将通过实例展示触发器在寄存、移位和计数等方面的广泛应用。 第七章 寄存器 本章将详细介绍寄存器的概念、分类及其设计。寄存器是用于存储二进制信息的数字电路，在微处理器和数字系统中扮演着至关重要的角色。我们将学习如何由触发器构成不同功能的寄存器，例如移位寄存器、并行输入/并行输出寄存器、串行输入/串行输出寄存器等。本书还将分析寄存器在数据暂存、并行传输、移位运算等方面的应用，并初步探讨寄存器文件等更复杂的存储结构。 第八章 计数器 本章将深入讲解计数器的设计与应用。计数器是一种能够对输入脉冲信号进行计数的时序逻辑电路。我们将学习如何设计同步计数器和异步计数器，并重点介绍各种常见的计数器类型，如二进制计数器、十进制计数器、移位寄存器计数器以及任意模计数器。本书将通过实例展示计数器在频率测量、定时控制、脉冲分频等方面的广泛应用，并介绍可编程计数器的概念。 第九章 有限状态机（FSM） 本章将引入有限状态机（Finite State Machine，FSM）这一重要的时序逻辑设计模型。我们将详细介绍Mealy型和Moore型有限状态机的区别，以及如何用状态图、状态表和激励表来描述一个有限状态机。本书将重点讲解如何从需求出发，设计一个完整的有限状态机，包括状态分配、逻辑化简和电路实现。通过大量的实例，读者将能够掌握有限状态机在控制逻辑设计中的强大威力。 第十章 半导体存储器 本章将介绍构成现代数字系统的基础——半导体存储器。我们将深入讲解随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的原理和分类。对于RAM，将介绍静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）的结构和工作方式；对于ROM，将介绍掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）和电可擦除可编程ROM（EEPROM）的特点和应用。本书还将初步介绍闪存（Flash Memory）的工作原理。 第十一章 逻辑器件 本章将介绍构成数字电路的基本逻辑器件。我们将详细讲解二极管、三极管等分立元器件在构成逻辑门中的作用。随后，重点介绍几种常见的集成逻辑系列，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。我们将分析它们的基本逻辑门电路的内部结构、工作特点、参数指标（如功耗、传输延迟、噪声容限）以及它们之间的接口兼容性问题。 第十二章 CPLD与FPGA 本章将介绍两种重要的可编程逻辑器件——CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程门阵列）。我们将详细讲解它们的内部结构、工作原理和设计流程。CPLD通常由一组宏单元组成，具有较高的速度和确定的延迟；FPGA则包含大量的可编程逻辑块（CLBs）和可编程互连线，具有极高的灵活性和容量。本书将介绍如何利用硬件描述语言（HDL）来描述设计，并通过综合、布局布线等工具将设计下载到CPLD或FPGA芯片中。 第十三章 微处理器基础 本章将初步介绍微处理器的基本概念和工作原理。我们将讲解微处理器的基本组成部分，如算术逻辑单元（ALU）、控制器、寄存器组和总线接口。本书还将介绍指令集的概念，包括指令的格式、寻址方式和执行过程。通过简单的指令集架构分析，读者将对微处理器的内部工作机制有一个初步的了解。 第十四章 数据通路与控制 本章将深入探讨微处理器内部的数据通路和控制逻辑。我们将学习如何设计ALU，并讲解各种运算操作如何通过数据通路实现。同时，我们将分析控制单元的设计，包括硬连线控制和微程序控制两种方式。本书将通过实例展示如何根据指令编码生成相应的控制信号，从而协调数据通路完成指令的功能。 第十五章 数字系统实例 本章将通过几个典型的数字系统设计实例，将前面所学的知识融会贯通。我们将学习如何设计一个简单的计算器，如何设计一个交通灯控制器，以及如何设计一个简单的多功能计时器。这些实例将涉及组合逻辑、时序逻辑、有限状态机的综合运用，以及硬件描述语言在实际设计中的应用。通过这些实例，读者将能够加深对数字逻辑电路设计流程的理解，并培养独立解决实际问题的能力。 本书的编写力求条理清晰、概念明确、例证丰富，适合作为高等院校电子信息工程、自动化、计算机科学与技术等专业本科生的教材，也可作为相关领域工程技术人员的参考书。希望通过本书的学习，读者能够掌握数字逻辑电路的基本原理和设计方法，为进一步深入学习数字系统设计和相关技术奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我个人对这本书在现代数字系统应用方面的覆盖度非常满意。虽然它扎根于基础的逻辑理论，但作者并没有固步自封。在深入讲解完基础模块之后，书中非常自然地引入了诸如可编程逻辑器件（PLD）的基本概念，以及如何将理论设计转化为实际可实现的硬件描述。这对于我们这些希望从理论走向实践的读者来说，无疑是至关重要的衔接。它没有强行灌输复杂的VHDL或Verilog语法，而是侧重于如何将设计思想映射到底层的逻辑结构上，这种自顶向下的设计思路的培养，比单纯学习一门硬件描述语言要深刻得多。我感觉自己通过这本书的学习，不仅学会了“如何搭建”一个逻辑电路，更重要的是，学会了“如何思考”一个数字系统应该如何被构思和优化。这种对设计哲学的启蒙，远比记住几个公式来得有价值。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在职工程师，我需要一本能够快速回顾和查阅关键知识点的工具书，而这本书恰好满足了我的需求。它的内容编排非常注重实用性，很多章节对于不同类型的触发器、寄存器以及计数器的详细分析，都展现了作者深厚的工程经验。我尤其赞赏书中关于实际电路设计中常见问题的讨论，比如毛刺（glitch）的产生与消除、时钟域交叉的处理等。这些内容在纯理论教材中往往被一带而过，但在实际工作中却是至关重要的“拦路虎”。书中对这些实际工程挑战的剖析深入且到位，提供的解决方案也具有很强的指导意义。每当我遇到一个复杂的时序问题需要快速理清思路时，翻开这本书的相应章节，总能迅速找到清晰的逻辑脉络和对比分析。它不仅仅是知识的堆砌，更像是经验的沉淀，对于提升解决复杂数字系统问题的能力，具有不可估量的价值。这本书绝对是工作台上值得常备的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是数字电路入门者的福音！我一直对电子工程领域抱有浓厚的兴趣，但苦于找不到一本既能深入浅出讲解基础概念，又能兼顾工程实践的教材。这本书的结构安排非常巧妙，从最基础的布尔代数和逻辑门讲起，逐步过渡到更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路设计。作者在讲解每一个知识点时，都配有大量的实例和图示，即便是像我这样初次接触这门学科的人，也能很快掌握核心思想。特别是对于那些抽象的逻辑状态转换和时序图的描绘，简直是栩栩如生，让人印象深刻。我特别欣赏它在理论深度和易读性之间找到了一个绝佳的平衡点。很多其他教材要么过于偏重理论推导，让人望而生畏，要么就是停留在表面，无法帮助读者建立起完整的知识体系。这本书则完全不同，它引导你一步步构建起对数字系统运作原理的直观理解，让你不仅仅是记住公式，而是真正“看到”了信号在电路中的流动和变化。我感觉，这本书就像一位耐心且经验丰富的导师，始终陪伴在学习者的身边。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和用词风格，给我的阅读体验带来了极大的愉悦感。它不像某些教科书那样充斥着晦涩难懂的专业术语和僵硬的学术腔调。作者的文字非常流畅自然，即便是描述复杂的时序逻辑电路（比如有限状态机），也能用非常生活化且精确的语言进行阐述。插图的设计更是值得称赞，它们不仅清晰地展示了电路结构，更重要的是，它们很好地辅助了概念的理解。比如，当讲解竞争与冒险现象时，书中给出的波形图和相应的逻辑表达式对比分析，让我瞬间明白了为什么需要消除这些现象，以及如何通过修改逻辑来实现这一目标。这种“所见即所得”的教学方式，极大地降低了学习的心理门槛。我甚至觉得，这本书在某种程度上超越了普通教材的范畴，更像是一本精心编撰的技术手册，让人在学习的过程中，始终保持着探索的乐趣，而不是枯燥的记忆。

评分☆☆☆☆☆

让我印象最深的是这本书对于“为何如此”的深入挖掘。很多教材只是告诉你“这样做是对的”，但这本书会花篇幅去解释“为什么必须这样做”。例如，在讲解锁存器和触发器的区别时，它细致地分析了电平触发和边沿触发在系统同步性上的本质差异，以及这种差异如何影响整个系统的稳定性。这种对原理深层驱动力的探讨，使得我对数字电路的理解上升到了一个更高的层次，不再满足于表面的功能实现。它鼓励读者去质疑和探究，去理解电路设计背后的物理限制和逻辑必然性。这种严谨的学术态度和对知识体系完整性的追求，使得这本书的价值远远超越了一本简单的“速成”读物。它是一本能够陪伴读者在数字电子领域不断深耕的基石之作，每次重读都会有新的领悟。