数字电路逻辑设计（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·高等院校信息技术规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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朱正伟 等 著

图书标签:

• 数字电路
• 逻辑设计
• 电子技术
• 高等教育
• 教材
• 计算机科学
• 信息技术
• 电路分析
• 数字系统
• 规划教材

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302231561

版次：2

商品编码：11335414

品牌：清华大学

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-06-01

用纸：胶版纸

页数：335

字数：510000

正文语种：中文

编辑推荐

　　《数字电路逻辑设计（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·高等院校信息技术规划教材》特色：
　　·应用性与实践性。《数字电路逻辑设计（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·高等院校信息技术规划教材》以培养应用能力为目的，强化基础，精选内容，并结合作者多年的教学与科研经历介绍了大量的实例。本书在注重使读者在数字电路的基本理论、基本方法、基本技能得到提高的同时，也注重对读者动手能力、设计能力、创新能力的培养。
　　·先进性。《数字电路逻辑设计（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·高等院校信息技术规划教材》适应电子信息与通信工程、电子科学与技术等学科迅猛发展的形势，正确处理教材更新的切入点，结合应用型人才培养目标和教学特点，在内容安排上，既对数字电路的基本理论和经典内容做了适当介绍，又适时适量地对数字电子技术的新成果和电路设计的新方法进行了介绍。
　　·系统性。《数字电路逻辑设计（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·高等院校信息技术规划教材》既覆盖了教育部颁布的课程教学基本要求，也符合当前我国高等学校工科教学内容与课程体系改革的实际。除了介绍数字电子的基本内容外，还详细介绍了存储器、脉冲波形的产生和变换及A／D和DlA的基本原理和实现方法等。对大规模可编程器件和EDA设计方法作了重点介绍。保持了数字电路内容的完整性和理论的系统性，可以适合电子信息和电气信息类多个专业的学生使用。

内容简介

　　《数字电路逻辑设计（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·高等院校信息技术规划教材》结合应用型人才培养目标和教学特点，在内容安排上，以培养应用能力为目的，精选内容，讲清基本概念、基本电路的工作原理和基本分析方法；在叙述中，力求处理好先进性和适用性的关系以及教材内容变化和基础内容相对稳定的关系，适当地抬高起点，注重应用技术的介绍。
　　全书共分10章，内容涉及数字电路基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、可编程逻辑器件.EDA技术、脉冲波形的产生与变换.D/A和A/D等。
　　《数字电路逻辑设计（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·高等院校信息技术规划教材》内容新颖，通俗易懂，由浅入深，分析与设计方法灵活多样，还配有大量的例题和习题，使读者比较容易接受、掌握和应用。
　　《数字电路逻辑设计（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·高等院校信息技术规划教材》可作为普通高校电类专业和机电一体化等非电类专业的技术基础课教材，也可作为各类高等职业教育有关专业及成人教育等相关课程的教材或教学参考书，或作为相关专业工程技术人员的学习及参考用书。

内页插图

目录

第1章 数字电路基础
1.1 数字电路概述
1.1.1 模拟信号和数字信号
1.1.2 数字电路
1.2 数制与码制
1.2.1 常用记数制
1.2.2 数制转换
1.2.3 代码和常用码制
1.3 逻辑代数的运算
1.3.1 逻辑变量与逻辑函数
1.3.2 3种基本逻辑运算
1.3.3 复合逻辑运算
1.4 逻辑代数的基本定律和基本运算规则
1.4.1 逻辑代数的基本定律
1.4.2 逻辑代数的基本运算规则
1.5 逻辑函数的表示方法及标准形式
1.5.1 逻辑函数的表示方法
1.5.2 逻辑函数的两种标准形式
1.6 逻辑函数的化简
1.6.1 逻辑函数的公式化简法
1.6.2 逻辑函数的卡诺图化简法
1.6.3 具有无关项的逻辑函数及其化简
习题1

第2章 门电路
2.1 基本门电路
2.1.1 半导体二极管和三极管的开关特性
2.1.2 半导体二极管门电路
2.1.3 半导体三极管非门电路
2.1.4 DTL门电路
2.2 TTL集成门电路
2.2.1 TTL与非门
2.2.2 TTL与非门的外部特性及其参数
2.2.3 其他类型的TTL门电路
2.2.4 TTL数字集成电路系列简介
2.3 其他类型的双极型集成电路
2.3.1 ECL电路
2.3.2 12L电路
2.4 MOS集成门电路
2.4.1 MOS管的开关特性
2.4.2 MOS反相器
2.4.3 其他类型的MOS门电路
2.4.4 CMOS逻辑门电路的主要参数
2.4.5 CMOS数字集成电路系列简介
2.5 集成门电路的使用
2.5.1 TTL门电路的使用
2.5.2 CMOS门电路的使用
2.5.3 门电路的接口技术
习题2

第3章 组合逻辑电路
3.1 小规模集成电路构成的组合电路
3.1.1 组合电路的分析
3.1.2 组合电路的设计
3.2 中规模集成电路及其应用
3.2.1 编码器
3.2.2 译码器
3.2.3 数据分配器和数据选择器
3.2.4 数值比较器
3.2.5 加法与减法运算
3.3 组合逻辑电路中的竞争一冒险
3.3.1 竞争一冒险及产生原因
3.3.2 竞争一冒险的判断方法
3.3.3 消除竞争一冒险的方法
习题3

第4章 触发器
第5章 时序逻辑电路
第6章 半导体存储器
第7章 可编程逻辑器件
第8章 EDA技术
第9章 脉冲波形的产生与变换
第10章 DlA和A／D
附录A ASCII码编码表
参考文献

前言/序言

　　本书是根据“电子技术基础”（电气信息类）课程大纲，结合作者多年的教学经验，为适应我国高等教育的新形势而编写的。
　　近年来，随着电子技术的快速发展，出现了很多新的分析、设计方法和大量新的器件，特别是大规模逻辑器件的应用，为数字电子系统的设计带来了极大的灵活性。由于大规模逻辑器件可以通过软件编程而对自身的硬件结构和工作方式进行重构，使得硬件设计可以如同软件设计那样方便快捷，这对数字逻辑电路课程的教学提出了新的要求。本书编写的原则是在保证理论完整的基础上，注重实用性和新颖性，重点讲述数字逻辑电路的基本分析方法和设计方法，侧重数字集成电路的逻辑功能和应用，对数字集成电路内部电路的分析做了适当压缩，重点介绍了大规模可编程逻辑器件和EDA设计方法。EDA电子设计自动化）技术是现代电子工程领域的一门新技术，它提供了基于计算机和信息技术的电路系统设计方法。EDA技术的发展和推广应用极大地推动了电子工业的发展。随着EDA技术的发展，硬件电子电路的设计几乎可以全部依靠计算机来完成，这样就大大缩短了硬件电子电路设计的周期，从而使制造商可以迅速开发出品种多，批量小的产品，以满足市场需求。EDA教学和产业界的技术推广是当今世界的一个技术热点，EDA技术在现代电子工业中不可或缺。在编写过程中，作者力求做到深入浅出、思路清晰、重点突出。
　　本书共分10章。第1章介绍了数字逻辑的基本知识；第2章介绍了集成门电路的基础知识；第3章介绍了组合电路的分析和设计方法；第4章对时序逻辑电路中常用的触发器作了介绍；第5章介绍了时序逻辑电路的分析和设计方法；第6章介绍了存储器的结构和应用；第7章对大规模可编程器件的结构原理作了概要介绍；第8章介绍了EDA设计方法和应用实例，对原理图输入设计方法和VHDL设计方法作了详细介绍；第9章对波形的产生和变换作了较为详细的分析；第10章讨论了A/D和D/A的基本原理和实现方法。本书给出了许多实例，希望能够对读者有所帮助。
　　本书引用了诸多学者和专家的著作和论文中的研究成果，在这里向他们表示衷心感谢。清华大学出版社的许多领导和老师也为本书的出版付出了艰辛的劳动，在此一并表示深深的敬意和感谢。
　　本书由朱正伟、何宝祥、刘训非主编，朱正伟编写了第6章、第7章、第8章，何宝祥编写了第1章、第2章、第3章，刘训非编写了第4章和第5章，第9章和第8章的部分内容由徐煜祥编写，第10章和第7章的部分内容由符彦惟编写，周重益同志参加了部分章节的编写工作。张敏老师为本书的图表付出了许多辛勤的劳动。
　　由于数字电子技术发展迅速，加之作者水平有限，时间仓促，错误和疏漏之处在所难免，敬请各位读者不吝赐教。

《数字逻辑电路与设计（第2版）》图书简介 一、 引言 在当今飞速发展的电子信息时代，数字逻辑电路作为现代电子系统的基石，其重要性不言而喻。从微处理器到通信设备，从嵌入式系统到人工智能，无一不建立在数字逻辑电路的原理之上。为了满足高等院校信息技术专业教学的需求，我们隆重推出《数字逻辑电路与设计（第2版）》。本书不仅是一本教材，更是系统性掌握数字逻辑电路设计理论与实践的权威指南。它面向普通高等教育“十一五”国家级规划教材以及高等院校信息技术规划教材的标准，旨在为学生和工程技术人员提供一套全面、深入且具有前瞻性的学习资源。 二、 本书的独特性与优势 《数字逻辑电路与设计（第2版）》在吸取第一版成功经验的基础上，紧密结合数字逻辑电路领域的最新发展趋势，进行了全面的更新与完善。本书的独特性与优势体现在以下几个方面： 1. 理论体系的严谨性与系统性： 本书从最基础的逻辑门电路原理出发，层层递进，系统地讲解了组合逻辑电路、时序逻辑电路、可编程逻辑器件（PLD）以及微处理器等核心概念。每一个知识点都力求根植于严格的逻辑数学理论，确保学生能够建立起扎实的理论基础。我们避免了碎片化的知识点堆砌，而是通过逻辑清晰的章节组织，构建起一个完整的数字逻辑电路知识体系。 2. 实践导向与工程应用： 理论与实践相结合是本书的另一大亮点。本书在讲解理论的同时，始终关注其在实际工程中的应用。我们引入了大量实际的电路设计实例，并对这些实例进行了详细的分析。同时，书中还提供了丰富的实验指导，鼓励学生动手实践，通过设计、仿真和调试，将理论知识转化为解决实际问题的能力。本书的实验部分涵盖了从基础逻辑门应用到复杂时序电路实现等多个层次，能够有效提升学生的工程实践能力。 3. 前沿技术与发展趋势的引入： 随着科技的进步，数字逻辑电路的设计方法也在不断革新。本书在第二版中，积极引入了当前主流的EDA（Electronic Design Automation）工具在数字逻辑电路设计中的应用，如VHDL/Verilog硬件描述语言。通过对这些语言的讲解和实例演示，学生能够掌握现代集成电路设计所必需的技能。此外，本书还对FPGA（Field-Programmable Gate Array）等可编程逻辑器件进行了深入的介绍，使其能够适应未来数字集成电路设计的发展需求。 4. 循序渐进的学习路径： 本书的章节安排遵循由浅入深、由易到难的学习规律。从最基本的逻辑代数、逻辑门电路开始，逐步过渡到更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路，最后深入到微处理器等高级主题。这种循序渐进的设计，使得初学者能够轻松入门，并逐渐构建起对整个数字逻辑电路领域的宏观认识。对于有一定基础的学习者，本书也能提供更深入的理论指导和更广阔的视野。 5. 丰富多样的教学辅助资源： 为了更好地服务于教学，本书配备了丰富的教学辅助资源。例如，每章都设有习题，并附有部分习题的解答，帮助学生巩固和检验学习成果。此外，我们还提供了大量的图示、表格和流程图，使抽象的理论概念更加直观易懂。配套的演示文稿和实验指导书（另册）也为教师和学生提供了极大的便利。 三、 本书的主要内容概览 《数字逻辑电路与设计（第2版）》共分为以下几个主要部分： 第一部分：数字逻辑电路基础 绪论： 介绍数字逻辑电路的定义、特点、发展历程及其在现代科技中的重要地位，为读者建立起对数字逻辑电路的整体认知。 数制与编码： 详细讲解二进制、八进制、十六进制等数制及其相互转换，以及BCD码、ASCII码、汉明码等常用的编码方式，为后续的逻辑运算和数据表示奠定基础。 逻辑代数基础： 深入阐述逻辑代数的基本定理、公理和公式，讲解最小项、最大项、卡诺图等逻辑化简方法，为逻辑电路的设计与分析提供理论工具。 逻辑门电路： 介绍基本逻辑门（与门、或门、非门）以及其他通用逻辑门（与非门、或非门、异或门、同或门）的逻辑功能、电路图符号和逻辑表达式，并讲解这些基本门电路的实现方式。 第二部分：组合逻辑电路 组合逻辑电路的分析与设计： 讲解如何分析给定组合逻辑电路的逻辑功能，以及如何根据给定的逻辑功能设计出相应的组合逻辑电路。内容包括逻辑函数的表示方法、真值表、逻辑图等。 常用的组合逻辑电路： 重点介绍和分析了一系列重要的组合逻辑电路模块，如编码器、译码器、数据选择器（多路选择器）、加法器、减法器、比较器、数值显示电路等。这些模块在实际系统中具有广泛的应用。 可编程逻辑阵列（PLA）、只读存储器（ROM）与现场可编程门阵列（FPGA）简介： 介绍这些可编程器件的基本原理和结构，以及它们在实现组合逻辑功能中的优势，为后续的学习和设计打下基础。 第三部分：时序逻辑电路 时序逻辑电路基础： 讲解时序逻辑电路的基本概念，如状态、触发器、时钟信号等，并介绍存储单元的种类及其工作原理。 触发器： 详细介绍各类触发器，包括SR触发器、JK触发器、D触发器、T触发器等，讲解它们的逻辑功能、状态转移图、状态转移表以及集成电路实现，并重点阐述了主从触发器和边沿触发器的概念。 寄存器与计数器： 讲解寄存器的构成、工作原理和应用，如移位寄存器（串入并出、并入串出、串串、并并）及其应用。重点介绍计数器的分类（异步计数器、同步计数器）、设计方法和应用，包括加/减计数器、任意进制计数器等。 有限状态机（FSM）： 讲解有限状态机的基本模型（摩尔型和米利型），包括状态图、状态表、状态方程等，以及如何根据状态图设计组合逻辑电路和存储单元，实现有限状态机的逻辑功能。 第四部分：现代数字逻辑设计方法 硬件描述语言（HDL）基础： 引入VHDL和Verilog两种主流的硬件描述语言，讲解其基本语法、数据类型、行为描述方式以及结构描述方式，为使用EDA工具进行数字电路设计做好准备。 使用EDA工具进行设计： 演示如何使用常见的EDA软件（如Xilinx ISE, Quartus Prime等）进行数字逻辑电路的设计、仿真、综合和实现，包括项目创建、代码编写、仿真验证、逻辑综合、时序约束和下载到FPGA等过程。 FPGA实现技术： 深入介绍FPGA的基本结构（CLB, IOBS, Block RAM, DSP Slice等），以及如何将设计的逻辑电路映射到FPGA资源上，实现各种数字逻辑功能。 第五部分：高级主题与系统设计 微处理器结构与设计基础： 讲解微处理器的基本组成部分（CPU、存储器、I/O接口），指令集架构，以及简单的微处理器设计原理，使学生了解数字逻辑电路如何构成更复杂的计算系统。 存储器接口与时序： 介绍各种存储器（RAM, ROM, Flash）的结构、接口时序和连接方式，以及如何将存储器集成到数字系统中。 数字系统设计实例： 结合前面所学的知识，通过实际的数字系统设计案例，如简单的数字钟、交通灯控制器、数据采集系统等，展示如何综合运用各种数字逻辑电路模块，完成一个完整的数字系统设计。 四、 本书的目标读者 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、通信工程等专业本科生的数字逻辑电路课程教材。同时，对于从事相关领域研究和开发的工程师，以及对数字逻辑电路设计感兴趣的自学者，本书也具有重要的参考价值。 五、 学习本书的建议 为了最大化学习效果，我们建议读者在学习过程中： 勤于思考： 深入理解每一个概念背后的逻辑和原理，避免死记硬背。 动手实践： 积极完成书中的习题和实验，通过实际操作加深对理论知识的理解。 查阅资料： 必要时，可以参考相关的英文文献和在线资源，拓展知识面。 结合仿真工具： 熟练掌握EDA工具的使用，进行电路的仿真和验证，提前发现和解决设计中的问题。 小组讨论： 与同学或同事交流学习心得，共同解决疑难问题。 六、 结语 《数字逻辑电路与设计（第2版）》力求为读者提供一个扎实、全面且前沿的数字逻辑电路学习平台。我们相信，通过对本书的学习，读者不仅能掌握数字逻辑电路的核心理论和设计方法，更能培养起分析和解决复杂工程问题的能力，为未来在电子信息领域的学习和职业发展奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名初入数字IC设计行业的工程师，这本书可以说是我工作中的得力助手。它在介绍FPGA和ASIC设计流程时，给我的启发非常大。我之前对这些概念只是模糊的了解，以为就是把代码写出来然后烧录进去就行了。但这本书详细地阐述了从需求分析、逻辑综合、布局布线到时序仿真的整个流程，并且解释了每个环节的目的和关键点。特别是关于逻辑综合的部分，它解释了如何将HDL代码转化为门级网表，以及综合工具是如何优化电路的。当我遇到一些设计上的瓶颈时，我常常会翻阅这本书，它总能提供一些新的视角和解决方案。它让我明白，数字IC设计是一个系统工程，需要综合考虑性能、功耗和面积等多个因素，而这本书正是帮助我建立这种系统性思维的绝佳材料。

评分☆☆☆☆☆

在学习过程中，我最看重的是教材的习题设计。这本书的习题质量非常高，而且种类繁多。它不仅仅是重复概念，而是有很多需要综合运用所学知识才能解答的题目。例如，有些题目要求根据给定的需求设计一个完整的逻辑电路，这需要我从头开始考虑功能、状态、时序等各个方面；还有一些题目是分析一个已有的电路，找出其中的问题或者优化方案，这锻炼了我的分析和解决问题的能力。更让我惊喜的是，书中很多习题的答案后面都附有详细的解答过程，这对我这样的自学者来说，简直是福音。我可以通过对比自己的解题思路和书中提供的标准答案，及时发现自己的不足之处，并且学习到更巧妙的解题技巧。这些高质量的习题，让我在巩固知识的同时，也极大地提升了我的实际设计和分析能力。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书的时候，正好在纠结于数字电路中最基础的那些逻辑门符号和它们各自的真值表。老实说，初学时觉得它们挺抽象的，就像一堆无意义的符号，不知道它们到底能用来做什么。但这本书的讲解方式，一点点地把我从概念的迷雾中拉了出来。它不是直接抛出一堆理论，而是从最简单的“或门”、“与门”开始，用非常形象的比喻来解释它们的工作原理。比如，它会把“或门”比作家里的灯，只要有一个开关（输入）是开着的，灯（输出）就会亮。然后循序渐进地介绍“与门”，比如一个复杂的机器，需要所有关键部件都到位（输入为真）才能启动（输出为真）。书中有很多这样的生活化例子，一下子就让那些冷冰冰的逻辑关系变得生动起来。而且，它还非常注重从实际应用的角度出发，不仅仅是告诉你“是什么”，更是告诉你“为什么这么设计”，这让我对数字电路的学习充满了好奇和动力，感觉自己不再是被动接受知识，而是真正理解了它背后的逻辑和价值。

评分☆☆☆☆☆

对于数字电路中的时序逻辑部分，我一直觉得它比组合逻辑要复杂很多。因为这里面涉及到“时间”这个维度，需要考虑信号的延迟、触发器的翻转等因素。这本书在讲解时序逻辑时，给我最大的启发就是它对“时钟”这个概念的阐释。它详细地解释了时钟的作用，以及不同类型的触发器（如D触发器、JK触发器）是如何利用时钟信号来同步工作的。书中有很多关于时序约束和时序分析的例子，虽然一开始接触时会觉得有些头疼，但跟着书中的步骤一步步分析，就能慢慢理清思路。我特别欣赏它对亚稳态的讲解，虽然这是一个比较深入的问题，但书中的描述清晰易懂，并且给出了避免亚稳态的建议，这让我对时序逻辑的理解更加全面和深刻，也为我以后进行实际的电路设计打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我特别喜欢这本书中关于状态机的部分。在我看来，状态机是数字电路设计中最具创造性和挑战性的环节之一。之前在其他资料上看到过，但总是觉得很晦涩，理解起来费劲。这本书的优势在于，它用非常清晰的图示和由浅入深的例子，把状态机的概念剖析得淋漓尽致。它从最简单的交通灯控制开始，一步步地引导读者理解状态、转移条件以及输出的设计。我记得书中有一个例子是设计一个简单的计数器，它通过详细的步骤展示了如何画状态图、写状态转移表，最终转化为实际的电路。这种从概念到实现的完整流程，让我对状态机的理解不再停留在理论层面，而是能够真正动手去设计和分析。更重要的是，书中反复强调了状态机在实际应用中的重要性，比如在通信协议、嵌入式系统等领域，这让我更加认识到掌握状态机设计的必要性，也激发了我进一步深入学习的兴趣。