数字逻辑电路测试与设计（第2版）/全国高等职业教育规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李玲 著，李玲，魏欣，李立早 编

图书标签:

• 数字逻辑电路
• 测试
• 设计
• 高等职业教育
• 教材
• 电子技术
• 电路分析
• 逻辑电路
• 数字电路
• 模拟电路

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111444268

版次：2

商品编码：11393675

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 全国高等职业教育规划教材

开本：16开

出版时间：2014-01-01

用纸：胶版纸

页数：157

字数：256000

正文语种：中文

编辑推荐

　　以专业知识为主线，以具体工作任务为载体，使学生在特定的工作环境下将知识学以致用。
　　将理论知识、实验、仿真和演示有效结合在一起。
　　注重学生学习过程训练，每章都有实践和理论考核要点。

内容简介

本书以数字逻辑电路专业知识为主线，以具体工作任务为载体，将知识应用于具体的工作任务中。书中结合大量的仿真演示和仿真实例，便于学生从感性认知中抽象理论认知，对专业知识掌握得更快，理解得更深刻。书中的每一章均有融入本章相关内容的实际电路，使学生学以致用，更深刻地理解章节中所介绍的知识及其应用，使学生的实践能力、职业技能、分析问题和解决问题的能力逐渐提高。 本书共有5章：第1章 数字逻辑代数基础阐述了逻辑代数的基本知识；第2章 集成门电路阐述了TTL和CMOS集成门电路的特点、使用注意事项及其接口电路；第3章 组合逻辑电路介绍了组合逻辑电路分析与设计的基本方法、常用中规模集成电路的逻辑功能和使用方法；第4章 触发器和时序逻辑电路介绍了触发器的基本知识、简单时序电路的分析和设计方法、集成计数器和寄存器的基本知识；第5章 模/数和数/模转换电路介绍了模/数、数/模转换电路转换元器件的基本知识。 本书适合高职高专电子技术、电子与信息技术、通信技术、自动控制和机电类等专业学生使用，也可供从事电子、信息技术的有关人员参考。

内页插图

目录

出版说明
前言
第1章数字逻辑代数基础1
1.1数字电路基本概念
1.1.1数字信号和模拟信号1
1.1.2逻辑与逻辑电平1
1.1.3数字信号的主要参数2
1.1.4数字电路的特点2
1.2数制和码制3
1.2.1数制3
1.2.2码制6
1.3逻辑代数中的基本运算7
1.3.1基本逻辑运算7
1.3.2复合逻辑运算8
1.4逻辑代数的常用公式、基本定律和规则10
1.4.1逻辑代数的常用公式10
1.4.2逻辑代数的基本定律10
1.4.3逻辑代数的基本规则11
1.5逻辑函数12
1.5.1逻辑函数的表示方法12
1.5.2逻辑函数的表达式12
1.6逻辑函数的化简14
1.6.1公式化简法14
1.6.2卡诺图化简法15
1.6.3技能训练用Multisim 9.0进行逻辑函数仿真化简19
1.7知识小结20
1.8思考与练习21
第2章集成门电路24
2.1TTL集成门电路24
2.1.1TTL与非门的电路结构24
2.1.2TTL与非门的电压传输特性25
2.1.3TTL与非门的静态输入特性和输出特性26
2.1.4特殊TTL门电路28
2.1.5技能训练1OC门7406逻辑功能测试31
2.1.6技能训练2三态门74125逻辑功能测试34
2.2CMOS集成门电路35
2.2.1CMOS门电路35
2.2.2其他类型的CMOS门电路36
2.2.3技能训练3CMOS门电路、TTL门电路外部应用特性的测试38
2.3TTL门电路与CMOS门电路接口39
2.3.1TTL电路使用规则39
2.3.2CMOS电路使用规则40
2.3.3TTL门电路与CMOS门电路接口41
2.4知识小结43
2.5思考与练习43
第3章组合逻辑电路46
3.1数字电路分类46
3.2组合逻辑电路的特点48
3.3由小规模集成电路构成组合逻辑电路的分析与设计48
3.3.1组合逻辑电路的分析48
3.3.2技能训练1组合逻辑电路功能分析验证50
3.3.3组合逻辑电路的设计52
3.3.4技能训练2组合逻辑电路设计验证55
3.3.5组合逻辑电路的竞争与冒险55
3.4由中规模集成电路构成组合逻辑电路的分析与设计57
3.4.1编码器和译码器57
3.4.2技能训练3多路开关控制电路仿真测试59
3.4.3技能训练4二进制变量译码器扩展电路功能测试61
3.4.4技能训练5104线BCD优先编码器功能测试64
3.4.5显示译码器65
3.4.6技能训练6显示译码器及LED数码管功能测试66
3.4.7数据选择器和数据分配器69
3.4.8技能训练7测试数据选择器实现组合逻辑函数功能70
3.4.9比较器71
3.5代码转换器的设计与制作73
3.5.1代码转换器的构成73
3.5.2代码转换器的工作原理73
3.5.3电路设计74
3.5.4代码转换器的设计与制作75
3.6知识小结76
3.7思考与练习76
第4章触发器和时序逻辑电路79
4.1概述79
4.2基本RS触发器79
4.3边沿D触发器85
4.3.1边沿D触发器的逻辑符号85
4.3.2边沿D触发器的功能描述85
4.3.3技能训练1由集成边沿D触发器构成2分频电路86
4.4边沿JK触发器88
第5章数/模和模/数转换电路132
附录153
附录A数字电路器件型号的命名方法153
附录B数字电路常用器件引脚图155
参考文献157

前言/序言

数字逻辑电路测试与设计（第2版）/全国高等职业教育规划教材 内容简介 本书作为全国高等职业教育规划教材，系统而深入地阐述了数字逻辑电路的核心概念、基本原理、分析方法与设计实现技术。全书共分为十六章，内容循序渐进，理论联系实际，旨在为高等职业院校相关专业的学生提供扎实、全面的数字逻辑电路知识体系，并重点培养其在实际工程应用中的分析、设计和测试能力。 第一章 绪论 本章首先介绍了数字逻辑电路在现代电子技术中的重要地位和广泛应用，使读者对数字电路有一个宏观的认识。接着，阐述了数字电路与模拟电路的区别与联系，为后续内容的学习奠定基础。随后，重点讲解了数字信息表示的基本方法，包括二进制、八进制、十进制和十六进制之间的相互转换，以及常用的编码方式，如BCD码、ASCII码等。最后，介绍了逻辑代数的基本概念和运算规则，包括逻辑变量、逻辑函数、逻辑运算（与、或、非）及其性质，为理解和设计数字逻辑电路提供了必要的数学工具。 第二章 组合逻辑电路基础 本章深入探讨了组合逻辑电路的设计与分析。首先，详细讲解了组合逻辑电路的特点，即输出仅取决于当前输入。接着，介绍了组合逻辑电路的分析方法，包括逻辑图法、真值表法和逻辑表达式法。随后，重点讲解了组合逻辑电路的设计方法，包括卡诺图法、奎-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）方法等，这些方法能够有效地简化逻辑表达式，减少电路复杂度。最后，介绍了各种常用的组合逻辑电路芯片，如编码器、译码器、数据选择器、多路开关、加法器、减法器、比较器等，并结合实际应用案例进行讲解，让读者理解这些基本逻辑单元的功能和应用。 第三章 时序逻辑电路基础 本章聚焦于时序逻辑电路。与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还与电路过去的状态有关，即具有“记忆”功能。本章首先介绍了时序逻辑电路的基本概念，包括状态、触发器、时钟信号等。随后，详细讲解了触发器的种类和工作原理，如SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器等，并分析了它们的时序特性。接着，介绍了时序逻辑电路的状态图和状态表描述方法，这是设计复杂时序逻辑电路的重要工具。最后，讲解了时序逻辑电路的分析与设计步骤，包括状态方程、输出方程的推导，以及如何利用触发器和组合逻辑电路搭建各种时序逻辑电路。 第四章 脉冲和脉冲信号发生器 本章重点介绍了脉冲信号及其产生方法。首先，讲解了脉冲信号的特性，如脉冲宽度、上升沿、下降沿、占空比等，以及它们在数字电路中的作用。接着，详细介绍了各种脉冲信号发生器的原理和电路设计，包括多谐振荡器、施密特触发器构成的一阶/二阶脉冲电路、以及利用集成逻辑门和触发器组成的脉冲发生电路。最后，讨论了脉冲信号在数字系统中的应用，例如作为时钟信号、触发信号或定时信号。 第五章 计数器和移位寄存器 本章深入介绍了计数器和移位寄存器这两种重要的时序逻辑电路模块。首先，讲解了计数器的基本概念和分类，包括异步计数器（行波进位计数器）和同步计数器（行波进位计数器）的设计与工作原理。详细分析了二进制计数器、十进制计数器、任意进制计数器以及可逆计数器等。随后，介绍了移位寄存器的概念，包括串入串出（SISO）、串入并出（SIPO）、并入串出（PISO）和并入并出（PIPO）四种基本类型，并分析了它们的工作原理和应用，如数据移位、序列生成等。最后，探讨了计数器和移位寄存器在数字系统中的具体应用，例如分频器、定时器、数据传输等。 第六章 存储器 本章详细介绍了数字系统中信息存储的基本单元——存储器。首先，介绍了存储器的基本概念，包括存储单元、存储容量、存储方式、读写操作等。接着，详细讲解了不同类型的存储器。静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）是两种最基本的半导体存储器，本章对其结构、工作原理、读写时序和关键参数进行了深入分析。此外，还介绍了只读存储器（ROM）及其变种，如掩膜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），以及闪存（Flash Memory）等。最后，讨论了存储器在计算机系统中的作用，如指令存储、数据存储等，并简要介绍了存储器的接口设计。 第七章 可编程逻辑器件（PLD） 本章聚焦于现代数字逻辑电路设计中不可或缺的可编程逻辑器件（PLD）。首先，介绍了PLD的基本概念和发展历程，解释了其相较于传统集成电路的优势。随后，详细讲解了不同类型的PLD。复杂可编程逻辑器件（CPLD）的结构、工作原理、编程接口和典型应用。现场可编程门阵列（FPGA）是目前最主流的PLD，本章对其内部结构（如查找表LUT、可配置逻辑块CLB、布线资源、I/O模块）、工作原理、硬件描述语言（HDL）编程、以及开发流程进行了详细阐述。最后，讨论了PLD在原型设计、产品开发和系统升级中的重要作用。 第八章 数模与模数转换器 本章讲解了数字信号与模拟信号之间的转换电路。首先，介绍了数模转换器（DAC）的原理，包括不同类型的DAC，如二进制加权型、电阻网络型、R-2R梯形网络型等，并分析了其精度、转换速度等关键参数。随后，讲解了模数转换器（ADC）的原理，包括逐次逼近型、双积分型、并联比较型、流水线型等ADC的工作方式，并分析了其分辨率、采样率、线性度等指标。最后，讨论了DAC和ADC在各种应用场景中的重要性，如信号采集、数据处理、音频/视频处理等。 第九章 脉冲和定时电路 本章在第四章的基础上，进一步深入探讨了脉冲信号和定时电路的设计与应用。本章着重于如何利用数字逻辑门和触发器设计出具有特定参数的脉冲信号，例如窄脉冲、宽脉冲、单次脉冲等，并分析了影响脉冲参数的关键因素。同时，详细介绍了各种定时电路的实现方法，包括基于RC振荡器的定时电路、利用计数器和触发器组成的定时电路，以及微处理器控制的定时应用。本章将理论与实践相结合，通过实例展示如何设计满足特定需求的脉冲和定时解决方案。 第十章 逻辑门的特性及选择 本章聚焦于数字逻辑电路最基本的组成单元——逻辑门。首先，详细介绍了各种基本逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的逻辑功能、符号和真值表。接着，深入分析了不同逻辑系列的逻辑门，如TTL（晶体管-晶体管逻辑）、CMOS（互补金属氧化物半导体）逻辑等，并对比了它们的功耗、速度、抗干扰能力、驱动能力等关键参数。本章强调了在实际设计中如何根据应用需求选择合适的逻辑系列和具体的逻辑门芯片，以达到最优的性能和成本。 第十一章 集成电路工艺与封装 本章从更宏观的视角介绍了集成电路（IC）的生产制造工艺和封装技术，为读者理解数字逻辑电路的物理实现提供背景知识。首先，介绍了半导体材料（如硅）的特性以及晶体管的基本结构和工作原理，为理解逻辑门的物理基础奠定基础。随后，详细讲解了集成电路的制造流程，包括光刻、刻蚀、扩散、离子注入、薄膜沉积等关键工艺步骤，以及不同工艺技术（如双极型、MOS型）的特点。接着，介绍了各种集成电路封装形式，如DIP、SOP、QFP、BGA等，并分析了它们在散热、引脚连接、电磁兼容性等方面的优缺点。 第十二章 数字电路测试技术 本章是本书的重点之一，专注于数字逻辑电路的测试与故障诊断。首先，介绍了数字电路测试的基本概念和流程，包括测试的目的、测试方法、测试设备等。接着，详细讲解了各种测试策略，如功能测试、结构测试、故障仿真、故障诊断等。重点介绍了测试向量的生成方法，包括手工生成法、自动测试生成（ATG）技术等。随后，讲解了如何利用逻辑分析仪、示波器、逻辑诊断仪等测试仪器对数字电路进行测试和故障定位。最后，讨论了可测试性设计（DFT）的重要性，介绍了扫描测试、内建自测试（BIST）等技术，旨在提高电路的可测试性。 第十三章 现场可编程门阵列（FPGA）编程基础 本章是第七章的延伸和深化，重点讲解FPGA的编程基础。在简要回顾FPGA结构后，本章详细介绍了硬件描述语言（HDL）作为FPGA设计的核心工具。主要讲解Verilog HDL或VHDL，包括其基本语法、数据类型、运算符、结构语句、行为语句等。通过大量的实例，演示如何使用HDL描述各种数字逻辑电路，包括组合逻辑、时序逻辑、计数器、移位寄存器以及一些简单的控制器。本章旨在使读者能够独立使用HDL语言进行FPGA逻辑设计，为后续更复杂的FPGA应用开发打下坚实基础。 第十四章 接口电路设计 本章关注数字系统与其他系统之间的接口问题。首先，介绍了常见的数字接口标准，如TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS等，并分析了它们在电压、电流、驱动能力等方面的差异。接着，详细讲解了不同类型接口电路的设计，包括输入/输出缓冲器、电平转换电路、隔离电路、保护电路等。重点讨论了数据传输接口，如并行接口、串行接口（如UART、SPI、I2C）等，以及它们的通信协议和时序要求。最后，结合实际工程案例，讲解了如何设计可靠、高效的接口电路，以实现不同设备之间的数据交换。 第十五章 可编程逻辑控制器（PLC）基础 本章介绍了在工业自动化领域广泛应用的Programmable Logic Controller (PLC) 的基本概念和应用。首先，阐述了PLC在工业控制系统中的作用和组成，包括CPU模块、输入模块、输出模块、通信模块等。接着，详细介绍了PLC的编程语言，重点讲解了梯形图（Ladder Diagram）语言，并辅以指令表（Instruction List）、功能块图（Function Block Diagram）等。通过实际的控制案例，演示如何使用PLC编写程序实现对各种工业设备的控制，例如电机启停、位置控制、温度控制等。本章旨在让读者了解PLC在工业界的实际应用。 第十六章 数字逻辑电路设计流程与案例分析 本章对全书内容进行总结和升华，重点在于介绍一个完整的数字逻辑电路设计流程，并结合实际案例进行深入分析。设计流程包括需求分析、逻辑设计、电路实现（使用PLD或分立器件）、仿真验证、测试与调试等各个环节。随后，选取几个典型的数字系统设计案例，如简易数字时钟、LED显示控制器、数据采集系统等，详细讲解如何运用本书中学到的知识，从需求分析到最终实现，一步步完成设计过程。通过这些案例分析，读者能够将理论知识融会贯通，提升解决实际工程问题的能力。 本书结构清晰，内容翔实，图文并茂，力求理论与实践相结合。每章都配有适量的例题和习题，帮助读者巩固所学知识，提高解题能力。本书适用于高等职业院校电子信息类、自动化类、计算机类等专业的学生，也可作为相关领域工程技术人员的参考用书。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对电子技术充满热情，但非科班出身的业余爱好者。平时喜欢自己动手做一些小项目，但总感觉在数字逻辑这一块是个短板。在网上搜集资料时，偶然发现了这本《数字逻辑电路测试与设计（第2版）》。起初，我担心这本书会过于专业，难以理解，但事实证明我的担忧是多余的。书中的语言非常通俗易懂，即使是对于没有深厚数学背景的我来说，也能轻松掌握。它从最基础的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）讲起，然后逐步深入到组合逻辑和时序逻辑电路。让我印象深刻的是，书中有很多结合实际应用的例子，比如如何设计一个简单的电子游戏中的得分显示电路，或者如何用数字逻辑实现一个简易的交通灯控制器。这些例子不仅有趣，而且能让我直观地感受到数字逻辑在日常生活中的应用。此外，书中还介绍了一些常见的数字集成电路芯片，比如74系列逻辑门芯片，并讲解了如何使用它们搭建实际的电路。虽然我还没有能力去设计非常复杂的系统，但这本书为我打开了一扇了解和掌握数字逻辑的门，让我能够更好地理解和实现我的DIY项目。对于所有想要系统学习数字逻辑，或者想提升自己动手能力的电子爱好者来说，这本书绝对是一个非常好的选择。

评分☆☆☆☆☆

这本书实在是太棒了！我是一名在校的电子工程专业的学生，一直觉得数字逻辑这门课理论性太强，实践起来总是差强人意。但自从我拿到这本《数字逻辑电路测试与设计（第2版）》后，感觉打开了新世界的大门。书中的内容从最基础的逻辑门操作讲起，循序渐进，即使是初学者也能很快理解。让我印象深刻的是，作者并没有停留在枯燥的理论讲解，而是穿插了大量的实际案例和设计指导。例如，书中关于组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计部分，不仅给出了清晰的设计步骤，还提供了很多不同复杂度的电路实例，包括计数器、寄存器、状态机等等，并且详细讲解了如何使用EDA工具（比如Quartus II）进行仿真和实现。我试着按照书中的例子动手操作，发现仿真结果与理论分析完全吻合，这极大地增强了我的学习信心。而且，书中关于测试部分的内容也十分详尽，讲解了如何设计测试向量，如何进行故障诊断，这些知识对于我将来从事实际的硬件开发工作非常有价值。我特别喜欢书中的附录，里面列举了很多常用的集成电路芯片以及它们的引脚功能，这对于我理解电路原理图和实际搭设电路非常有帮助。总之，这本书对于想要系统学习数字逻辑电路，并且希望将理论知识转化为实际动手能力的学生来说，绝对是一本不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在电子产品研发领域摸爬滚打多年的工程师，我对各种技术书籍的要求可谓是相当挑剔。很多市面上的数字逻辑教材，要么过于理论化，脱离实际应用，要么内容陈旧，无法跟上最新的技术发展。然而，《数字逻辑电路测试与设计（第2版）》这本书，在我看来，却是一个例外。它在内容上兼顾了深度与广度，不仅涵盖了数字逻辑领域的核心概念，如布尔代数、卡诺图、逻辑门、触发器、状态机等，更重要的是，它将这些理论知识与实际的电路设计和测试紧密结合起来。书中关于FPGA和CPLD等可编程逻辑器件的应用部分，让我耳目一新。虽然我之前对这些器件有所了解，但书中提供的设计流程、VHDL/Verilog HDL编程技巧以及综合、布局布线、时序约束等方面的详细指导，无疑为我提供了一个更系统、更规范的开发框架。我特别欣赏书中的一个章节，它专门探讨了如何优化数字电路的设计，以达到降低功耗、提高速度和减少面积的目的，这对于我们在成本和性能之间寻求平衡的设计师来说，非常有启发性。此外，书中关于逻辑电路故障诊断和测试覆盖率的内容，也让我受益匪浅，对于提升产品的可靠性有着重要的指导意义。这本书的语言风格也比较务实，没有过多的花哨修饰，直击问题核心，对于我这样有一定基础的工程师来说，阅读起来非常高效。

评分☆☆☆☆☆

我是一位从事教学工作的老师，负责教授高等职业院校的电子信息类课程。在寻找一本能够兼顾理论深度与实践指导的数字逻辑教材时，我偶然看到了《数字逻辑电路测试与设计（第2版）》。这本书在内容的编排上，我认为非常符合高职教育的特点。它首先在理论层面，对数字逻辑的各项基本原理进行了清晰、准确的阐述，例如逻辑函数的化简、各种基本逻辑门电路的工作原理、以及组合逻辑和时序逻辑电路的设计方法。同时，书中还特别强调了电路的测试和故障诊断，这一点对于培养学生的工程实践能力至关重要。我尤其欣赏的是，它不仅仅停留在理论的讲解，而是深入到如何利用实际的EDA工具（如Logisim、Quartus II等）进行电路的仿真、验证和实现。书中提供的实例，从简单的加法器到复杂的计数器和状态机，都经过精心设计，能够很好地帮助学生巩固所学知识，并将理论转化为实际操作技能。书中关于可编程逻辑器件（PLD）应用的章节，也紧跟行业发展趋势，对于培养学生掌握前沿技术非常有帮助。我曾尝试将书中的部分章节作为教学内容，学生的反馈普遍积极，他们认为这本书逻辑清晰、案例丰富，能够激发他们的学习兴趣，并有效地提升了他们的实践能力。这是一本非常适合高职院校数字逻辑课程的教材。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚踏入集成电路设计行业的新人，对于数字逻辑这一基础学科，既感到好奇又有些畏惧。朋友推荐了这本《数字逻辑电路测试与设计（第2版）》，我抱着试一试的心态翻阅。没想到，这本书比我预期的要实用得多。它并没有一开始就抛出复杂的概念，而是从最基本的二进制数和逻辑运算开始，一步步引导读者进入数字逻辑的世界。让我惊喜的是，书中大量篇幅用于讲解如何使用各种逻辑门构建更复杂的电路，例如加法器、减法器、译码器、编码器、多路选择器等，并且给出了详细的图示和分析。最吸引我的是，书中还穿插了如何将这些基本模块组合起来，设计出更高级的数字系统，比如微处理器的一些基本功能单元，虽然不是完整的CPU，但足以让人窥见其设计思路。关于时序逻辑的部分，像是D触发器、JK触发器、T触发器以及各种计数器的原理和应用，作者都讲解得非常透彻，并通过实例展示了它们在实际电路中的作用。我尤其喜欢书中关于状态机设计的讲解，它提供了一种清晰的思路来处理需要根据不同输入和当前状态来决定下一步行为的复杂逻辑。这本书的图表清晰，讲解到位，对于我这样的新手来说，能够理解并动手实践，实在是太有成就感了。