數字電子技術基礎/高等學校電子信息類專業係列教材·教育部高等學校電子信息類專業教學指導委員會規劃教材 [Fundamentals of Digital Electronics] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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陳文楷，範秀娟 著

圖書標籤:

• 數字電子技術
• 電子技術
• 數字電路
• 基礎教材
• 高等學校教材
• 電子信息類
• 電路分析
• 邏輯電路
• 半導體
• 教學參考書

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302371687

版次：1

商品編碼：11566385

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 高等學校電子信息類專業係列教材 ，

外文名稱：Fundamentals of Digital Electronics

開本：16開

齣版時間：2014-10-01

用紙：膠版紙

頁數：432##

內容簡介

　　《數字電子技術基礎/高等學校電子信息類專業係列教材·教育部高等學校電子信息類專業教學指導委員會規劃教材》按照教育部高等學校電工電子基礎課程教學指導委員會製訂的“數字電子技術基礎課程教學基本要求”編寫。全書主要內容包括數製與碼製、邏輯代數基礎、門電路、VHDL語言基礎、組閤邏輯電路、觸發器和可編程器件、時序邏輯電路的分析與設計、存儲器、脈衝波形的産生和整形。
　　《數字電子技術基礎/高等學校電子信息類專業係列教材·教育部高等學校電子信息類專業教學指導委員會規劃教材》以CMOS邏輯門為主，減少晶體管和小規模集成電路的內容，講述各種邏輯關係。引入可編程邏輯器件和VHDL語言的內容，把數字電路與VHDL語言描述融閤在一起。在學習數字電路的同時學習VHDL語言描述方法。學習教材內容的同時引入QuartusⅡ仿真軟件使學生初步掌握一種EDA軟件的使用方法。
　　《數字電子技術基礎/高等學校電子信息類專業係列教材·教育部高等學校電子信息類專業教學指導委員會規劃教材》可作為電氣工程、自動化、電子信息類、儀器儀錶類等相關專業使用。也可供從事相關行業的工程技術人員參考使用。

內頁插圖

目錄

第1章 數製與碼製
內容提要
1.1 概述
1.2 數製的錶示方法
1.3 十進製數與二進製數之間的轉換
1.4 二進製算術運算
1.5 二進製數的反碼和補碼
1.6 帶符號數的錶示方法
1.7 十六進製數的轉換及運算
1.8 碼製的錶示方法
本章小結
習題

第2章 邏輯代數基礎
內容提要
2.1 概述
2.2 邏輯代數的3種基本運算
2.3 邏輯代數的基本公式和常用公式
2.3.1 邏輯代數的基本公式
2.3.2 邏輯代數的常用公式
2.4 邏輯函數及其錶示方法
2.4.1 邏輯函數
2.4.2 邏輯函數的錶示
2.5 邏輯函數的兩種標準形式
2.5.1 邏輯函數的最小項和最大項
2.5.2 邏輯函數的最小項之和錶達式
2.5.3 邏輯函數的最大項之積錶達式
2.5.4 最小項之和與最大項之積之間的相互轉換
2.6 邏輯函數的公式化簡法
2.7 邏輯函數的卡諾圖化簡法
2.7.1 邏輯函數的卡諾圖錶示法
2.7.2 邏輯函數的卡諾圖化簡法
2.8 具有無關最小項的邏輯函數及其化簡方法
本章小結
習題

第3章 門電路
內容提要
3.1 概述
3.2 CMOS邏輯電路
3.2.1 MOS晶體管的基本開關電路
3.2.2 CMOS反相器
3.2.3 CMOS與非門和或非門
3.2.4 擴展輸入門
3.2.5 驅動門
3.2.6 CMOS 與�不顙蔔敲�
3.3 CMOS邏輯門的電氣特性
3.3.1 CMOS邏輯門的靜態特性
3.3.2 HC和HCT係列
3.4 其他CMOS邏輯門
3.4.1 CMOS異或羅輯門
3.4.2 CMOS傳輸門
3.4.3 三態輸齣門
3.4.4 漏極開路輸齣門（OD門）
3.5 TTL門電路
3.5.1 雙極型晶體管的開關特性
3.5.2 TTL反相門
3.5.3 TTL係列其他類型的邏輯門
3.6 TTL邏輯係列的電氣特性
本章小結
習題

第4章 VHDL語言基礎
內容提要
4.1 概述
4.1.1 EDA技術和HDL的發展
4.1.2 VHDL和Verilog HDL
4.2 VHDL程序結構
4.3 實體和結構體
4.4 用QuartusⅡ開發數字係統
4.4.1 QuartusⅡ集成環境開發軟件
4.4.2 QuartusⅡ集成開發軟件的特點
4.4.3 QuartusⅡ的基本開發流程
4.5 VHDL語法 Port、Mode、Type
4.6 VHDL信號的錶示
4.7 VHDL程序結構語句
4.7.1 程序結構語句
4.7.2 並行語句結構
4.7.3 順序語句
4.7.4 賦值語句
本章小結
習題

第5章 組閤邏輯電路
內容提要
5.1 概述
5.2 組閤邏輯電路的分析方法
5.3 組閤邏輯電路的設計方法
5.4 加法器
5.4.1 半加器與全加器
5.4.2 二進製加法器
5.4.3 用VHDL實現加法器
5.5 譯碼器
5.5.1 二進製譯碼器
5.5.2 譯碼器應用
5.5.3 用VHDL語言設計譯碼器
5.6 BCD譯碼器和七段顯示譯碼器
5.6.1 BCD譯碼器
5.6.2 BCD��7段顯示譯碼器
5.6.3 用VHDL設計7段顯示譯碼器
5.7 多路選擇器
5.7.1 多路選擇器的概念
5.7.2 MSI多路選擇器
5.7.3 VHDL設計多路選擇器
5.8 數值比較器
5.8.1 4位數值比較器
5.8.2 中規模（MSI）4位數值比較器
5.8.3 VHDL設計數值比較器
5.9 編碼器
5.9.1 二進製編碼器
5.9.2 優先編碼器
5.9.3 VHDL優先編碼器
本章小結
習題

第6章 觸發器
內容提要
6.1 概述
6.2 SR鎖存器
6.3 同步觸發器
6.3.1 有使能控製端的SR鎖存器
6.3.2 同步式SR觸發器
6.3.3 同步式D觸發器
6.4 主從式觸發器
6.4.1 主從式觸發器的結構
6.4.2 主從式D觸發器
6.5 主從式JK觸發器
6.6 邊沿觸發的觸發器
6.6.1 邊沿觸發的方法
6.6.2 邊沿觸發的JK觸發器
6.7 觸發器的動態特性和時間參數
6.8 VHDL設計鎖存器和觸發器的庫與程序包
6.8.1 庫的概念及語法
6.8.2 庫的分類
6.8.3 程序包
6.9 VHDL語言設計鎖存器和觸發器
6.9.1 SR鎖存器方法
6.9.2 D鎖存器設計方法
6.9.3 邊沿觸發的D觸發器設計
6.9.4 異步置位/復位描述方法
6.9.5 同步置位/復位描述方法
6.9.6 JK觸發器和Ｔ觸發器的設計
本章小結
習題

第7章 時序邏輯電路的分析與設計
內容提要
7.1 概述
7.2 時序邏輯電路的分析方法
7.2.1 同步時序邏輯電路的分析
7.2.2 異步時序邏輯電路的分析
7.3 寄存器和移位寄存器
7.3.1 寄存器
7.3.2 移位寄存器
7.4 IC移位寄存器
7.4.1 74LS95B集成電路移位寄存器
7.4.2 雙嚮移位寄存器
7.4.3 通用移位寄存器（74LS194）
7.5 寄存器與移位寄存器的VHDL設計
7.5.1 4D寄存器的VHDL設計
7.5.2 移位寄存器的VHDL設計
7.5.3 通用移位寄存器（74LS194）的VHDL設計
7.5.4 循環移位寄存器的VHDL設計
7.6 計數器
7.6.1 異步計數器
7.6.2 同步計數器
7.6.3 任意進製計數器
7.7 可逆計數器
7.7.1 減法計數器
7.7.2 同步可逆計數器
7.8 移位寄存器型計數器
7.8.1 環形計數器
7.8.2 扭環形計數器
7.8.3 移位寄存器型計數器的應用
7.9 VHDL計數器設計
7.9.1 VHDL設計二進製同步計數器
7.9.2 VHDL可逆計數器設計
7.9.3 VHDL設計具有置數、進位輸齣功能的同步計數器
7.10 狀態機的設計
7.10.1 概述
7.10.2 狀態機
7.10.3 狀態機的設計方法與步驟
7.10.4 摩爾型狀態機的設計
7.10.5 狀態機的自啓動設計
7.10.6 米利型狀態機的設計
7.11 VHDL實現狀態機的設計
7.11.1 摩爾型VHDL有限狀態機的設計
7.11.2 米利型VHDL有限狀態機設計
7.11.3 狀態機的自啓動VHDL設計
本章小結
習題

第8章 半導體存儲器
內容提要
8.1 概述
8.2 隨機存儲器（RAM）
8.2.1 靜態RAM
8.2.2 動態RAM（DRAM）
8.3 隻讀存儲器（ROM）
8.3.1 掩膜隻讀存儲器
8.3.2 可編程隻讀存儲器（PROM和EPROM）
8.4 快閃存儲器
8.5 存儲器擴展及應用
8.5.1 位擴展方式
8.5.2 字擴展方式
8.6 存儲器應用設計
8.6.1 ROM存儲器應用的VHDL設計
8.6.2 RAM存儲器應用的VHDL設計
本章小結
習題

第9章 可編程邏輯器件
內容提要
9.1 概述
9.2 基本可編程邏輯器件
9.3 通用陣列邏輯GAL
9.3.1 GAL的結構與原理
9.3.2 GAL16V8的結構及應用
9.4 HDPLD
9.4.1 陣列擴展型CPLD
9.4.2 現場可編程門陣列（FPGA）
9.5 用PLD實現數字係統
本章小結
習題

第10章 波形發生和整形電路
內容提要
10.1 概述
10.2 施密特觸發器
10.3 555多諧振蕩器
10.4 單穩態多諧振蕩器
本章小結
習題

第11章 模數�彩�模轉換器
內容提要
11.1 概述
11.2 D/A 轉換器
11.2.1 權電阻網絡D/A 轉換器
11.2.2 倒T形電阻網絡D/A 轉換器
11.2.3 雙極性輸齣的D/A 轉換器
11.2.4 D/A 轉換器的轉換精度和轉換速度
11.3 A/D轉換器
11.3.1 逐次逼近型A/D轉換器
11.3.2 積分型A/D轉換器
11.3.3 A/D轉換器的幾個主要參數
本章小結
習題

附錄 AQuartusⅡ的使用方法

參考文獻

前言/序言

數字電子技術基礎：開啓智能時代的設計之鑰 在信息技術飛速發展的今天，數字世界已滲透到我們生活的方方麵麵。從智能手機的芯片到人工智能的算法，從通信網絡的傳輸到物聯網的連接，無一不閃耀著數字電子技術的智慧之光。掌握數字電子技術，便是掌握驅動現代科技進步的核心密碼，是每一位投身電子信息領域的探索者必備的基石。 本書旨在為高等學校電子信息類專業學生提供一套係統、嚴謹且富有前瞻性的數字電子技術學習指南。我們將帶領您深入淺齣地探索數字世界的奧秘，從最基本的邏輯門電路齣發，逐步構建起復雜的數字係統。這是一段充滿發現與創造的旅程，我們將一同揭示電子信號如何在邏輯的殿堂中翩躚起舞，最終轉化為我們賴以生存和發展的數字智能。 第一部分：數字世界的基石——二進製與邏輯運算 我們的旅程始於數字世界的語言：二進製。與我們日常熟悉的十進製計數方式不同，二進製隻使用0和1兩個數字來錶示一切信息。本書將詳細介紹二進製數的錶示、運算（如加法、減法、乘法、除法）以及不同進製之間的轉換。我們將理解二進製如何成為計算機內部信息處理的基礎，以及它如何以其簡潔高效的特性，為海量數據的存儲和傳輸奠定根基。 接著，我們將步入邏輯運算的殿堂。在這裏，邏輯門電路——與門（AND）、或門（OR）、非門（NOT）、與非門（NAND）、或非門（NOR）、異或門（XOR）和同或門（XNOR）——將成為我們手中最基本的工具。我們將深入剖析這些基本門電路的邏輯功能、真值錶，以及它們在物理實現上的原理。通過對這些基本單元的理解，我們將為構建更復雜的數字電路打下堅實的基礎。 第二部分：組閤邏輯電路——實現復雜的邏輯功能 基於基本邏輯門，我們能夠組閤齣功能更為強大的組閤邏輯電路。本書將重點介紹兩種重要的組閤邏輯電路：編碼器和譯碼器。編碼器負責將輸入的多種信號轉換為特定的二進製代碼，而譯碼器則相反，將二進製代碼轉換為特定的控製信號。我們將學習如何設計和分析這些電路，理解它們在數據選擇、顯示驅動等領域的廣泛應用。 此外，我們還將深入探討數據選擇器（Multiplexer，MUX）和數據分配器（Demultiplexer，DEMUX）。數據選擇器能夠根據控製信號從多個輸入中選擇一個信號輸齣，而數據分配器則能將一個輸入信號分配給多個輸齣中的一個。這兩種電路是構建通用數據通路和控製邏輯的關鍵組件，其設計和分析方法是數字電路設計中不可或缺的技能。 本書還將詳細介紹加法器和減法器。從半加器、全加器到多位加法器，我們將一步步掌握實現二進製算術運算的電路原理。減法器的實現則常常通過加法器結閤補碼運算來完成，我們將學習這種巧妙的設計思想。理解這些算術邏輯單元（Arithmetic Logic Unit, ALU）的設計，將為我們理解微處理器如何進行數據運算打下基礎。 第三部分：時序邏輯電路——掌握時間和狀態的奧秘 如果說組閤邏輯電路是“即時反應”，那麼時序邏輯電路則是“記憶與延時”。時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前的輸入，還與電路的“狀態”（即過去輸入序列的影響）有關。本書將從最基本的觸發器（Flip-Flop）入手，如SR觸發器、D觸發器、JK觸發器和T觸發器。我們將深入理解觸發器作為基本存儲單元的工作原理，它們如何通過時鍾信號實現狀態的翻轉和保持。 在此基礎上，我們將進一步學習鎖存器（Latch）和寄存器（Register）。鎖存器是觸發器的基礎，而寄存器則是由多個觸發器組成的存儲單元，能夠存儲多位二進製信息，是構成計算機內存和數據緩存的關鍵。 接著，我們將探索計數器（Counter）。計數器能夠按照一定的順序輸齣特定的二進製序列，常用於定時、分頻和事件計數。我們將學習同步計數器和異步計數器的工作原理，並瞭解如何設計各種功能的計數器，例如二進製計數器、十進製計數器以及可預置的計數器。 移位寄存器（Shift Register）是另一類重要的時序邏輯電路。移位寄存器可以將存儲在其中的二進製數據進行左移或右移操作，是實現串並轉換、數據延遲和數字信號處理的重要器件。本書將詳細介紹各種類型的移位寄存器，如串入並齣（SIPO）、並入串齣（PISO）、串入串齣（SISO）和並入並齣（PIPO）移位寄存器，以及它們的典型應用。 第四部分：存儲器與可編程邏輯器件——構建大型數字係統 隨著數字電路復雜度的不斷提升，高效可靠的存儲器設計與應用變得尤為重要。本書將介紹不同類型的存儲器，包括隨機存取存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM）。我們將詳細探討靜態隨機存取存儲器（SRAM）和動態隨機存取存儲器（DRAM）的工作原理、結構特點和應用場景。同時，我們也將介紹各類ROM，如掩膜ROM（MROM）、可編程隻讀存儲器（PROM）、可擦除可編程隻讀存儲器（EPROM）和電可擦除可編程隻讀存儲器（EEPROM），以及閃存（Flash Memory）的工作原理和發展趨勢。 在現代數字係統設計中，可編程邏輯器件（Programmable Logic Devices, PLDs）扮演著至關重要的角色。本書將介紹現場可編程門陣列（FPGA）、復雜可編程邏輯器件（CPLD）等主流PLD器件。我們將學習它們的基本結構、工作原理以及如何利用硬件描述語言（HDL），如Verilog或VHDL，來實現復雜的數字邏輯功能。PLD技術的齣現極大地提高瞭數字電路設計的靈活性和效率，使得快速原型驗證和定製化設計成為可能。 第五部分：數字電路的設計與分析方法——從理論到實踐 為瞭更好地掌握數字電子技術的精髓，本書將係統介紹數字電路的設計與分析方法。我們將學習如何利用卡諾圖（Karnaugh Map）和奎恩-麥剋拉斯基（Quine-McCluskey）算法等方法，對組閤邏輯電路進行最優化設計，從而簡化電路結構，降低功耗，提高性能。 此外，我們還將探討時序邏輯電路的時序分析，包括建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）等概念，以及時鍾偏移（Clock Skew）和傳播延遲（Propagation Delay）等對電路性能的影響。理解這些時序約束對於設計穩定可靠的時序邏輯電路至關重要。 本書還將引導讀者瞭解邏輯綜閤、布局布綫等EDA（Electronic Design Automation）工具的基本流程。通過對這些現代設計工具的學習，讀者將能夠將理論知識轉化為實際可用的電路設計，並為進一步深入學習數字集成電路設計奠定堅實的基礎。 展望未來 數字電子技術作為信息時代的驅動力，其發展從未止步。從微處理器的摩爾定律到人工智能的算力需求，數字電子技術的進步不斷挑戰著人類的認知邊界。本書所涵蓋的知識，是您理解和參與這一偉大變革的起點。 通過本書的學習，您將不僅僅掌握一套技術，更將培養起嚴謹的邏輯思維、優秀的工程實踐能力和勇於探索創新的精神。我們相信，這本書將成為您在數字電子技術領域不斷前進的有力夥伴，助您在未來的科技浪潮中乘風破浪，書寫屬於自己的輝煌篇章。

評分☆☆☆☆☆

作為一個非專業背景但對技術有濃厚興趣的讀者，我一直希望找到一本能讓我真正理解數字世界運作原理的書籍。《數字電子技術基礎》給我帶來瞭驚喜。這本書並沒有像某些專業書籍那樣，上來就充斥著難以理解的術語和公式，而是從最基礎的邏輯概念入手，比如“真”與“假”的判斷，然後逐步引入邏輯門，再到更復雜的組閤和時序邏輯。我尤其喜歡書中對“冒泡排序”邏輯實現的比喻，雖然它隻是一個簡化的示例，但卻讓我窺見瞭算法如何在硬件層麵被實現。書中對“譯碼器”和“編碼器”的講解也很有趣，就像給不同的信號起瞭不同的名字，又或者給名字賦予瞭特定的含義。我跟著書中的圖示，嘗試用紙筆模擬一些簡單的電路，雖然效率不高，但卻讓我對信號的傳遞和邏輯的變化有瞭更直觀的感受。這本書讓我覺得，數字電子技術不僅僅是電路和公式，更是一種思維方式，一種如何用簡單、清晰的邏輯來解決復雜問題的能力。它讓我對身邊的電子産品有瞭新的認識，也激發瞭我進一步探索數字世界的興趣。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在電子工程領域摸爬滾打多年的學生，對數字電子技術的理解早已深入骨髓。然而，偶然翻閱這本《數字電子技術基礎》時，還是被其嚴謹的邏輯體係和齣色的內容組織所摺服。它並非僅僅羅列知識點，而是構建瞭一個完整的知識框架，從最基本的邏輯運算，到復雜的集成電路設計，層層遞進，邏輯清晰。我尤其欣賞書中對各種數製轉換的講解，雖然這是基礎中的基礎，但作者通過多種方法的對比和詳細的推導，讓原本枯燥的計算變得條理分明，也加深瞭我對不同數製之間內在聯係的理解。更值得一提的是，書中對時序邏輯電路的闡述，比如觸發器、寄存器、計數器等，采用瞭大量的時序圖和狀態轉移圖，這些圖示不僅直觀易懂，更能幫助讀者快速把握電路的工作原理和狀態變化。我記得在學習CMOS集成電路的章節時，作者深入淺齣地介紹瞭不同門電路的實際結構和工作特性，甚至包括瞭功耗和速度的權衡，這些細節對於理解實際芯片的設計至關重要。這本書不僅僅是知識的堆砌，更像是一位經驗豐富的工程師在傳授他的心得和方法，讓人受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

我對數字電子技術一直抱有一種既敬畏又好奇的態度。接觸過一些零散的電子知識，但總感覺像是海邊撿拾的貝殼，不成體係。直到我拿到這本《數字電子技術基礎》，纔感覺自己真正踏入瞭數字世界的殿堂。這本書最吸引我的地方在於它的循序漸進。從最簡單的邏輯門電路，到組閤邏輯電路，再到時序邏輯電路，每一步都建立在前一步的基礎上，不會讓你感到突兀。我印象最深的是關於卡諾圖化簡的部分，以往我總是覺得這是一種繁瑣的計算，但在書中，作者用清晰的步驟和圖示，一步步引導我如何尋找相鄰的“1”，如何閤並，如何得到最簡錶達式。這讓我不再懼怕復雜的邏輯錶達式，反而覺得它是一種優雅的數學工具。書中還有很多例題，解析非常詳細，涵蓋瞭從電路分析到電路設計的各個方麵，我跟著練習瞭很多，感覺自己的邏輯分析能力有瞭明顯的提升。這本書真的讓我覺得，數字電子技術並沒有那麼遙不可及，隻要掌握瞭正確的方法和思路，每個人都能從中找到樂趣，並掌握一定的知識。

評分☆☆☆☆☆

一本讓我眼前一亮的教材，雖然我不是電子信息專業的學生，但齣於對數字世界的好奇，我抱著試試看的心態翻開瞭它。一開始，我確實被各種圖錶和公式嚇到，但隨著閱讀的深入，我驚喜地發現，作者並沒有把所有東西都講得晦澀難懂。那些看似復雜的邏輯門，在作者的耐心講解下，就像一個個小小的開關，通過不同的組閤，能夠實現各種奇妙的功能。我特彆喜歡書中對“與門”、“或門”等基礎概念的闡述，用瞭很多貼近生活的比喻，比如“下雨且有風”纔能啓動雨颳器（與門），“或者天黑或者有車燈”就亮起大燈（或門）。這種方式讓抽象的邏輯變得生動形象，也讓我這個門外漢也能感受到其中蘊含的邏輯之美。而且，書中還穿插瞭一些小案例，展示瞭這些基礎元件是如何構建齣更復雜的數字係統的，比如簡單的計數器、譯碼器等。雖然我對這些案例的原理還不能完全領會，但它給瞭我一個宏觀的認識，原來我們日常接觸到的很多電子設備，背後都隱藏著如此精妙的數字設計。這本書讓我看到瞭數字電子技術並非高不可攀，而是可以通過清晰的邏輯和條理來理解的。

評分☆☆☆☆☆

對於我們這些即將步入嵌入式係統開發領域的學生來說，數字電子技術無疑是基石。而《數字電子技術基礎》這本書，正如其名，為我們打下瞭堅實的地基。我最欣賞它的是其中對二進製算術運算的精闢闡述，比如補碼的引入，不僅解釋瞭負數在計算機中的錶示方式，還巧妙地簡化瞭減法運算，這對於理解計算機底層是如何進行算術操作至關重要。書中關於代數化簡和卡諾圖化簡的對比也非常有價值，它讓我們看到不同簡化方法各有優劣，能夠根據實際情況選擇最閤適的工具。我尤其喜歡書中關於組閤邏輯電路設計的章節，作者從具體需求齣發，一步步構建齣功能電路，例如四位加法器、多路選擇器等，這些都是實際應用中常見的模塊，通過對這些模塊的深入理解，我們能更好地掌握如何將需求轉化為電路實現。此外，書中對時序邏輯電路的講解，如JK觸發器、D觸發器等，也比我之前接觸過的更為係統和透徹，特彆是對時序約束和競爭冒險的討論，對於避免實際電路設計中的錯誤非常有指導意義。