數字電子技術及應用教程 郭宏,武國財 9787115219503 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

基本信息

書名：數字電子技術及應用教程

定價：32.00元

作者：郭宏,武國財

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2010-03-01

ISBN：9787115219503

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.440kg

編輯推薦

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內容提要

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本書從應用的角度齣發，全麵介紹瞭數字電子技術的基本概念、基礎理論和基本分析方法。全書共分10章，主要內容包括邏輯代數、集成門電路、組閤邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈衝信號的産生與整形、模擬量和數字量的轉換、半導體存儲器和可編程邏輯器件、可編程邏輯器件的應用和數字電路應用設計舉例。 　　
　　本書將理論與實踐相結閤，注重體現知識的實用性和前沿性。本書可作為應用型本科院校和高等職業技術院校電子、通信、機電、自動化和計算機等專業學習數字電子技術課程的教材或參考書，也可供工程技術人員參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《數字電子技術及應用教程》 作者： 郭宏, 武國財 齣版社： 電子工業齣版社 ISBN： 9787115219503 內容概述： 本書是一本麵嚮高等院校電子信息工程、通信工程、自動化等相關專業本科生以及從事相關技術工作的工程技術人員編寫的數字電子技術基礎教材。它係統地介紹瞭數字電子技術的基本概念、基本原理、常用邏輯器件、組閤邏輯電路、時序邏輯電路、脈衝信號發生器、數模/模數轉換器等核心內容，並結閤實際應用，講解瞭數字電路在微處理器、單片機、可編程邏輯器件等典型係統中的應用。 本書的特點： 1. 體係完整，內容翔實： 全麵覆蓋瞭數字電子技術的基礎知識，從最基本的邏輯門電路到復雜的存儲器和微處理器接口，應有盡有。 2. 理論與實踐相結閤： 在講解理論知識的同時，融入瞭大量的實際應用實例，幫助讀者理解數字電路在實際工程中的作用。 3. 深入淺齣，通俗易懂： 作者的寫作風格深入淺齣，語言通俗易懂，即使是初學者也能輕鬆掌握。 4. 圖文並茂，易於理解： 配有大量的電路圖、邏輯圖和流程圖，直觀形象，便於讀者理解和記憶。 5. 注重方法，培養能力： 在講解基本原理的同時，引導讀者掌握分析和設計數字電路的方法，培養解決實際問題的能力。 6. 緊跟時代，適時更新： 緊密結閤數字電子技術的發展趨勢，引入瞭如FPGA等現代應用技術，使內容具有一定的先進性。 詳細章節介紹： 第一篇 數字電子技術基礎 第一章 緒論 本章將首先介紹數字電子技術的定義、發展曆程、在現代科學技術中的地位和作用，以及數字電子技術與模擬電子技術的區彆與聯係。 接著，會深入講解數字信號和模擬信號的概念，包括它們的特點、錶示方式以及相互轉換的必要性。 還會介紹數字邏輯電平（高電平、低電平）和它們的邏輯含義（0和1）。 最後，將概覽本書的整體結構和學習重點，為讀者搭建起學習數字電子技術的整體框架。 第二章 數製與編碼 本章是理解數字電路的基礎。我們將從最基本的數製概念入手，詳細講解二進製、十進製、八進製和十六進製之間的相互轉換方法，並通過實例演示，幫助讀者熟練掌握這些轉換技巧。 之後，重點介紹各種常用的編碼方式，包括： 無符號數錶示： 純粹的二進製數字。 帶符號數錶示： 包括原碼、反碼、補碼等錶示方法，重點闡述補碼在計算機運算中的優勢。 BCD碼（二進製編碼的十進製碼）： 介紹標準BCD碼、餘三碼等，以及它們在數碼顯示等領域的應用。 ASCII碼（美國信息交換標準代碼）： 講解其標準和應用，用於字符的錶示。 格雷碼（Gray Code）： 介紹其特性，即相鄰的兩個數隻有一位不同，以及其在編碼器、減小開關抖動等方麵的應用。 通過本章的學習，讀者將能夠準確地理解和處理計算機中的各種數字信息。 第三章 邏輯代數基礎 本章將深入探討邏輯代數（布爾代數）的基本運算和定理，這是進行數字電路邏輯設計和分析的理論基石。 我們將詳細講解邏輯代數的三個基本運算： 邏輯“與”（AND）： 符號“·”或“∧”，輸齣為1的條件是所有輸入均為1。 邏輯“或”（OR）： 符號“+”或“∨”，輸齣為1的條件是至少有一個輸入為1。 邏輯“非”（NOT）： 符號“—”或“′”，對輸入信號進行反轉。 在此基礎上，會介紹更復雜的邏輯運算，如“與非”（NAND）、“或非”（NOR）、“異或”（XOR）和“同或”（XNOR）的邏輯功能及其符號。 我們將詳細闡述邏輯代數的基本公理和定理，例如： 交換律、結閤律、分配律 互補律、同一律、零律、吸收律 反演律（德摩根定律） 通過對這些定律的掌握，讀者將能夠對復雜的邏輯錶達式進行化簡和運算，為設計高效的邏輯電路奠定基礎。 第四章 邏輯門電路 本章是數字電路的“積木塊”。我們將詳細介紹構成數字電路的最基本單元——邏輯門電路。 首先，會深入講解基本邏輯門電路的原理、符號和真值錶： AND門（與門） OR門（或門） NOT門（非門，也稱反相器） 接著，會介紹由基本門電路組閤而成的復閤邏輯門電路： NAND門（與非門）： 具有實現其他所有邏輯門的功能，常被稱為“萬能門”。 NOR門（或非門）： 同樣具有通用性。 XOR門（異或門）： 當兩個輸入信號不同時輸齣1。 XNOR門（同或門）： 當兩個輸入信號相同時輸齣1。 我們會分析這些邏輯門電路的邏輯功能，並通過真值錶和時序圖直觀地展示其工作特性。 此外，還將討論不同邏輯門電路的實現方式，如TTL（晶體管-晶體管邏輯）和CMOS（互補金屬氧化物半導體）等主流技術，並分析它們的優缺點（如功耗、速度、驅動能力等）。 第五章 組閤邏輯電路 本章將在此前介紹的邏輯門電路基礎上，講解如何將它們組閤起來，實現更復雜的邏輯功能，即組閤邏輯電路。 基本概念： 介紹組閤邏輯電路的特點——輸齣僅取決於當前輸入信號的組閤，沒有記憶功能。 邏輯函數的錶示方法： 迴顧並深化對真值錶、邏輯圖、邏輯錶達式這三種錶示方法的理解。 邏輯函數的化簡： 這是設計高效組閤邏輯電路的關鍵。我們將介紹多種化簡方法： 卡諾圖（Karnaugh Map）： 一種直觀的圖形化化簡方法，特彆適用於輸入變量不超過5-6個的電路。詳細講解卡諾圖的繪製、填數、閤並規則，以及如何從中提取最簡邏輯錶達式。 Quine-McCluskey方法： 一種係統化的代數化簡方法，適用於輸入變量較多的情況。 常見組閤邏輯電路模塊： 譯碼器（Decoder）： 將二進製代碼轉換為一個特定輸齣信號。例如，3-to-8譯碼器。 編碼器（Encoder）： 將多個輸入信號轉換為一個二進製代碼。例如，8-to-3優先編碼器。 數據選擇器（Multiplexer，MUX）： 根據選擇信號從多個輸入中選擇一個輸入送往輸齣。 數據分配器（Demultiplexer，DEMUX）： 將一個輸入信號送往多個輸齣中的某一個。 加法器（Adder）： 實現二進製加法運算，包括半加器、全加器。 減法器（Subtractor）： 實現二進製減法運算。 比較器（Comparator）： 比較兩個二進製數的大小。 設計方法： 講解如何根據需求，從功能描述齣發，經過邏輯抽象、選擇閤適的邏輯器件，最終設計齣滿足要求的組閤邏輯電路。 第六章 時序邏輯電路 與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前的輸入，還取決於電路過去的狀態，具有“記憶”功能。本章將深入講解時序邏輯電路的原理和應用。 觸發器（Flip-Flop）： 這是構成時序邏輯電路的基本單元。我們將詳細介紹各種類型的觸發器： 基本觸發器： SR鎖存器（異步）。 鍾控觸發器： 電平觸發： SR觸發器、JK觸發器、D觸發器。 邊沿觸發： JK觸發器、D觸發器，重點講解主從結構和邊沿觸發的優勢。 異步觸發器： 介紹其工作原理和存在的問題。 觸發器的轉換： 講解如何將一種類型的觸發器轉換為另一種類型。 寄存器（Register）： 由多個觸發器組成，用於存儲多位二進製數。介紹移位寄存器（左移、右移、串入並齣、並入串齣等）和並行寄存器。 計數器（Counter）： 異步計數器（行波進位計數器）： 結構簡單，但速度受串聯觸發器影響。 同步計數器（行波進位計數器）： 所有觸發器同時接收時鍾信號，速度快。 減法計數器、可逆計數器。 設計任意模計數器。 狀態圖與狀態錶： 介紹如何使用狀態圖和狀態錶來描述和分析有限狀態機（Finite State Machine, FSM），這是設計復雜時序邏輯電路的重要工具。 有限狀態機（FSM）： 介紹Moore模型和Mealy模型，以及如何根據狀態圖和狀態錶設計數字邏輯電路。 典型時序邏輯電路應用： 介紹時序邏輯電路在分頻器、時序控製器、數字信號處理中的應用。 第七章 脈衝信號發生器 本章將專注於産生和處理各種脈衝信號，這些信號在數字係統中扮演著至關重要的角色。 單穩態觸發器（One-Shot Multivibrator）： 講解其工作原理，即在觸發信號作用下産生一個固定寬度的脈衝輸齣。介紹其在脈衝整形、展寬等方麵的應用。 多諧振蕩器（Astable Multivibrator）： 講解其工作原理，即能夠周期性地産生矩形脈衝信號，常用於産生時鍾信號或驅動其他電路。 施密特觸發器（Schmitt Trigger）： 介紹其具有滯迴特性，能夠有效地消除輸入信號中的噪聲，實現脈衝整形功能。 振蕩電路： 介紹 RC振蕩、LC振蕩等基本振蕩原理。 第八章 數模/模數轉換器 數字係統與現實世界的模擬信號之間需要進行轉換，本章將詳細介紹數模（D/A）和模數（A/D）轉換器。 數模轉換器（DAC）： 基本原理： 將數字量轉換為模擬電壓或電流。 主要類型： 權電流型D/A轉換器： 使用不同權重的電流源。 權電壓型D/A轉換器： 使用不同權重的電壓源。 R-2R梯形D/A轉換器： 結構簡單，精度較高。 性能指標： 分辨率、轉換時間、綫性度、單調性等。 模數轉換器（ADC）： 基本原理： 將模擬量轉換為數字量。 主要類型： 逐次逼近型ADC： 速度與分辨率的摺衷。 雙積分型ADC： 精度高，抗乾擾能力強。 並行比較型ADC（Flash ADC）： 速度最快，但成本高，功耗大。 Σ-Δ調製型ADC： 適用於高分辨率、低帶寬的應用。 性能指標： 采樣率、分辨率、精度、量化誤差等。 應用： 講解DAC和ADC在數據采集係統、音頻/視頻處理、通信係統等領域的重要作用。 第二篇 數字電子技術的應用 第九章 微處理器與微控製器概述 本章將引齣微處理器（MPU）和微控製器（MCU）這兩個在現代電子係統中扮演核心角色的器件。 微處理器的基本結構： 介紹CPU（中央處理器）、存儲器（RAM/ROM）、輸入/輸齣（I/O）接口等組成部分。 微處理器的基本工作原理： 講解取指令、譯碼、執行的指令周期。 微控製器的特點： 介紹MCU集成瞭CPU、存儲器、I/O接口、定時器、中斷控製器等，體積小，成本低，適用於嵌入式係統。 常用微處理器和微控製器傢族簡介： 簡要介紹Intel x86係列、ARM係列、AVR、PIC等。 總綫結構： 講解地址總綫、數據總綫、控製總綫的作用。 第十章 數字係統設計基礎 本章將介紹設計復雜數字係統的基本流程和方法。 係統設計流程： 從需求分析、功能設計、邏輯設計、電路實現到測試驗證。 硬件描述語言（HDL）： 介紹Verilog HDL或VHDL的基本語法和應用，如何使用HDL描述數字邏輯電路。 可編程邏輯器件（PLD）： PROM（可編程隻讀存儲器）： 介紹其結構和應用。 PLA（可編程邏輯陣列）： 介紹其與PROM的區彆和應用。 GAL（通用陣列邏輯）： 介紹其可擦寫特性。 CPLD（復雜可編程邏輯器件）： 介紹其集成度更高，可實現更復雜的邏輯功能。 FPGA（現場可編程門陣列）： 詳細介紹FPGA的結構（邏輯塊、布綫資源、I/O塊），以及其強大的可編程能力和廣泛的應用。 EDA（電子設計自動化）工具： 介紹常用的EDA軟件（如Xilinx ISE, Quartus Prime等），以及它們在數字係統設計中的作用。 第十一章 典型數字係統舉例 本章將通過實際的典型數字係統，將前麵學到的知識融會貫通，展示數字電子技術的實際應用。 簡易數據處理係統： 例如，一個簡單的計算器，涉及算術邏輯單元（ALU）、寄存器、控製邏輯等。 數字頻率計： 講解如何利用計數器和定時器實現對頻率的測量。 數字電壓錶： 講解如何結閤ADC和數字顯示技術實現電壓測量。 簡單的微處理器接口係統： 講解微處理器如何通過總綫與存儲器、I/O設備進行交互。 基於FPGA的數字係統設計實例： 例如，一個簡單的VGA顯示控製器，或者一個簡單的交通燈控製器。 教學特色與建議： 注重基礎： 本書始終強調數字電子技術最基本、最核心的原理，為讀者打下堅實的理論基礎。 強調實踐： 提供瞭豐富的實例，並鼓勵讀者動手實踐，例如通過仿真軟件進行電路設計和驗證，或者在開發闆上實現簡單的數字係統。 循序漸進： 內容的組織由淺入深，從最基本的邏輯門到復雜的係統級應用，符閤學習規律。 圖文並茂： 大量高質量的電路圖、邏輯圖和示意圖，能夠幫助讀者更直觀地理解抽象的電路原理。 學習建議： 建議讀者在學習過程中，不僅要理解概念，更要掌握分析和設計數字電路的方法。多動手做實驗和設計，是提升技能的有效途徑。 本書適閤讀者對象： 高等院校電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等專業的本科生。 相關專業的碩士研究生。 從事數字電路設計、嵌入式係統開發、微處理器/微控製器應用等工作的工程技術人員。 對數字電子技術感興趣的自學者。 通過學習本書，讀者將能夠掌握數字電子技術的核心知識體係，理解數字電路的工作原理，並初步具備設計和應用數字電路的能力，為進一步深入學習相關領域打下堅實的基礎。