基本信息
书名：数字电子技术
定价：23.00元
作者：曾令琴
出版社：人民邮电出版社
出版日期：2009-04-01
ISBN：9787115191991
字数：323000
页码：195
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.322kg
编辑推荐
降低理论难度，内容通俗易懂；引入任务教堂，激发学习兴趣；提供设计项目，培养工作技能。
“数字电子技术”是高职高专院校电子类专业的专业基础课，同时也是应用电子、通信、电气自动化等专业的重要专业技术课程。近些年来，随着科学技术的迅猛发展，集成数字逻辑电路在高速、低功耗、低电压、带电插拔等许多方面都取得了长足的发展，各种数字新技术、数字电子新器件层出不穷，这些不断涌现的新技术，无疑给该课程增添了很多新的内容。
本书和同类教材相比，具有以下特点 。
●按照任务驱动方式组织全书内容。书中每个单元按照“任务导入——相关知识——相关技能”的顺序编排，以培养学生分析问题、解决问题的能力。
●将传统的数字电子技术教材中的理论知识进行了重新整合，在降低理论深度的同时，将相关知识与工程实际应用结合，以通俗易懂的语言让学生了解课程中的每一部分教学内容在实际应用中的“不可替代”性，从而使学生产生学习数字电子技术的兴趣。
●配有丰富的教学辅助素材。本书配有教学课件、详细的习题解析、教案及试题库，可登录人民邮电出版社教学服务与资源网（.ptpedu..）免费下载使用。
内容提要
本书将传统的数字电子技术教材中的理论知识进行了重新整合与取舍，结合高职高专教学改革的要求，以及工程实际应用，将全书分为7个单元，内容包括数字逻辑基础、集成门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、存储器、可编程逻辑器件、数/模和模/数转换器。本书特别强调了实践环节，并且引入了Multisim 8.0仿真软件，配合对相关知识的讲解。本书配有教学课件、教学大纲、习题解析及试题库等教学辅助资料。
本书可作为高职高专院校电子、机电、自动化、通信等专业“数字电子技术”课程的教材，也可供相关人员参考。
目录
作者介绍
文摘
序言
《数字逻辑设计与实践》 一、 内容概述 《数字逻辑设计与实践》是一本全面深入探讨数字电子技术基础理论、核心概念以及实际应用的书籍。全书结构清晰，逻辑严谨，从最基本的数字逻辑门电路原理出发，逐步引申到组合逻辑和时序逻辑的设计方法，并在此基础上介绍常用的集成电路器件、数字系统设计流程，以及实际工程中的一些关键技术和应用实例。本书旨在为读者提供扎实的数字逻辑基础，培养独立分析和解决数字系统设计问题的能力。 二、 详细章节介绍 第一部分：数字电子技术基础 1. 绪论：数字世界的大门 数字信号与模拟信号： 深入分析数字信号和模拟信号的本质区别、特点、优缺点，以及它们在现实世界中的广泛应用。通过形象的比喻和生动的实例，帮助读者建立对数字世界的初步认知。 二进制数系统： 详细介绍二进制数制及其与十进制、十六进制等常用数制的转换方法。讲解二进制数的运算，如加法、减法、乘法、除法，并重点阐述其在计算机和数字系统中的核心作用。 数制表示法与编码： 介绍各种常用的编码方式，如BCD码、格雷码、ASCII码等，分析它们的编码原理、应用场景以及相互之间的转换。深入探讨无符号数和带符号数的表示方法，包括原码、反码、补码，以及它们在计算机算术运算中的实现机制。 逻辑代数基础： 引入布尔代数的基本概念、公理和定理，阐述逻辑变量、逻辑运算（与、或、非、异或）的定义和真值表。详细推导和证明基本逻辑定律，如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等，为后续的逻辑电路设计奠定坚实的理论基础。 2. 基本逻辑门电路：数字世界的积木 基本逻辑门： 详细介绍与门、或门、非门、与非门、或非门、同或门、异或门的功能、符号、真值表和电路实现。通过分析不同逻辑门的工作原理，揭示它们如何实现基本的逻辑运算。 逻辑门电路的组成和实现： 讲解如何利用基本逻辑门组合构建更复杂的逻辑功能。介绍逻辑门电路的集成化，以及它们在集成电路芯片中的基本结构。 门电路的性能指标： 探讨逻辑门电路在实际应用中的重要性能参数，如传播延迟、功耗、噪声容限、扇出能力等，并分析这些参数对电路性能的影响。 第二部分：组合逻辑电路设计 3. 组合逻辑电路分析与设计：逻辑的艺术 组合逻辑电路的基本概念： 定义组合逻辑电路的特点，即输出仅取决于当前输入，不具有记忆功能。 逻辑函数的最小项和最大项展开： 详细介绍逻辑函数的最小项和最大项展开式，以及它们在逻辑化简中的重要作用。 卡诺图化简法： 深入讲解卡诺图（Karnaugh Map）化简法，包括两位、三位、四位、五位卡诺图的绘制和化简技巧。通过大量的实例，演示如何利用卡诺图找到最简逻辑表达式，并分析其优缺点。 Quine-McCluskey（QM）方法： 介绍另一种系统性的逻辑化简方法——Quine-McCluskey算法，包括合并相邻项、寻找素蕴含式、选择最小素蕴含集等步骤。对比QM方法与卡诺图方法的适用范围和效率。 组合逻辑电路的设计实例： 通过设计半加器、全加器、编码器、译码器、多路选择器（MUX）、数据分配器（DEMUX）等典型组合逻辑电路，引导读者将理论知识应用于实际设计。 4. 组合逻辑电路的实现技术：集成电路的魅力 TTL（晶体管-晶体管逻辑）系列： 介绍TTL系列集成电路的基本工作原理、特点、优点和缺点，以及其主要的分类（如LS、ALS、F系列）。 CMOS（互补金属氧化物半导体）系列： 详细讲解CMOS逻辑电路的结构、工作原理、优异的低功耗特性、高速性能以及其在现代数字电路中的主导地位。 其他逻辑系列： 简要介绍ECL（发射极耦合逻辑）、NMOS逻辑等其他重要的集成电路逻辑系列，并分析它们的特点和应用场景。 逻辑器件的选择与应用： 探讨在实际设计中如何根据性能、功耗、成本等因素选择合适的逻辑器件系列，并给出实际应用中的注意事项。 第三部分：时序逻辑电路设计 5. 触发器：数字电路的记忆单元 触发器的基本概念： 定义时序逻辑电路的特点，即输出不仅取决于当前输入，还取决于电路的过去状态，具有记忆功能。 基本触发器（SR触发器）： 介绍SR锁存器（Latch）的结构、工作原理，分析其空翻问题以及如何解决。 同步触发器（D触发器、JK触发器、T触发器）： 详细讲解同步触发器的结构、工作原理、时钟信号的作用，以及不同触发器（D、JK、T）的功能和相互转换。重点分析触发器的状态转移图和状态表。 触发器的应用： 介绍触发器在寄存器、计数器等基本时序逻辑单元中的应用。 6. 寄存器与计数器：数据的存储与计数 寄存器： 介绍移位寄存器（SISO、SIPO、PISO、PIPO）的功能、结构和工作原理，以及它们在数据传输、存储中的应用。 计数器： 详细介绍异步计数器（行波进位计数器）和同步计数器（行波进位同步计数器、行波进位并行计数器）的设计原理、工作方式和特点。讲解加法计数器、减法计数器、可预置计数器、任意模计数器等。 计数器的应用： 举例说明计数器在数字系统中作为分频器、定时器、控制器等方面的应用。 7. 有限状态机（FSM）：控制逻辑的设计 有限状态机的模型： 介绍Moore型和Mealy型有限状态机的模型，包括状态、输入、输出、状态转移函数、输出函数等基本组成部分。 状态图与状态表： 讲解如何通过状态图和状态表来描述和定义一个有限状态机的行为。 状态机设计与化简： 详细介绍有限状态机的设计流程，包括从需求分析到状态编码，再到逻辑电路实现。讲解状态合并与化简的方法，以减少电路的复杂度和元件数量。 状态机设计实例： 通过设计一个简单的序列检测器、交通灯控制器等实例，展示有限状态机在实际控制系统中的应用。 第四部分：数字系统设计与实践 8. 可编程逻辑器件（PLD）：灵活的硬件实现 可编程逻辑器件概述： 介绍PLD的概念、优势以及在现代数字设计中的重要性。 CPLD（复杂可编程逻辑器件）： 讲解CPLD的结构、工作原理，包括宏单元、互连线、乘积项阵列等。 FPGA（现场可编程门阵列）： 详细介绍FPGA的架构，包括查找表（LUT）、触发器、布线资源、I/O块等。阐述FPGA相比CPLD的优势和应用领域。 PLD的设计流程： 介绍使用硬件描述语言（HDL，如Verilog或VHDL）进行PLD设计的流程，包括代码编写、仿真、综合、布局布线、下载等。 9. 存储器：数字系统的基石 存储器的基本概念： 介绍存储器的分类（RAM、ROM）、存储容量、存取速度等关键参数。 随机存取存储器（RAM）： 详细介绍SRAM（静态随机存取存储器）和DRAM（动态随机存取存储器）的工作原理、结构特点以及它们在计算机系统中的应用。 只读存储器（ROM）： 介绍ROM的种类，包括掩模ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash ROM，以及它们的特点和应用。 存储器的接口与时序： 探讨存储器与CPU之间的接口方式和时序要求，以及如何正确读写存储器。 10. 数字系统设计流程与方法：从构想到实现 自顶向下设计方法： 讲解自顶向下（Top-Down）的设计思想，如何将复杂系统分解为多个子模块，逐级细化。 硬件描述语言（HDL）： 重点介绍Verilog或VHDL语言在数字系统设计中的作用，包括行为级建模、结构级建模、数据流建模等。 仿真与验证： 强调仿真在数字系统设计中的重要性，介绍不同级别的仿真（单元仿真、集成仿真、系统仿真），以及测试平台的构建。 综合与实现： 解释综合工具如何将HDL代码转换为门级网表，以及布局布线工具如何将网表映射到具体的FPGA或ASIC器件上。 设计实例： 通过一个简单的RISC处理器控制器、简易数据通路等实例，综合运用前面章节的知识，展示完整的数字系统设计流程。 第五部分：进阶主题与应用 11. 时序约束与时序分析：确保系统稳定运行 时钟域： 介绍不同时钟域的概念，以及跨时钟域信号处理的重要性。 建立时间（Setup Time）与保持时间（Hold Time）： 详细解释触发器在时钟沿采样时的建立时间和保持时间要求，以及违例可能导致的后果。 时序分析工具： 介绍时序分析工具（如STA）如何检测潜在的时序问题。 时序收敛技术： 探讨提高时序性能的常用技术，如优化逻辑、调整时钟、管线化等。 12. 数字信号处理（DSP）基础：信号的数字世界 A/D和D/A转换： 介绍模数转换（ADC）和数模转换（DAC）的基本原理、关键参数（如分辨率、采样率）以及在数字信号处理中的应用。 数字滤波器： 简要介绍FIR（有限冲激响应）和IIR（无限冲激响应）滤波器的基本概念和作用。 DSP在数字通信、图像处理中的应用： 简述DSP技术在现实世界中的具体应用领域，例如音频编码、视频压缩、雷达系统等。 13. 现代数字集成电路的挑战与发展趋势 低功耗设计： 探讨在移动设备和便携式电子产品日益普及的背景下，低功耗设计的重要性以及常用方法。 高速电路设计： 分析高速信号传播的物理效应，如串扰、反射、损耗等，以及相应的处理技术。 可重构计算： 介绍可重构计算的概念，以及FPGA在这一领域的应用。 片上系统（SoC）： 探讨将多种功能集成到单个芯片上的SoC设计理念，以及其在现代电子产品中的重要地位。 三、 学习目标与适用人群 本书适用于高等院校电子信息工程、计算机科学与技术、自动化等专业本科生和研究生，以及从事数字电路设计、嵌入式系统开发、FPGA/ASIC设计等领域的工程师。通过学习本书，读者将能够： 掌握数字逻辑电路的基本原理和分析方法。 熟练运用布尔代数和卡诺图等工具进行逻辑化简。 掌握组合逻辑和时序逻辑电路的设计与实现。 理解和应用各种逻辑门、触发器、寄存器、计数器等基本数字电路模块。 掌握有限状态机的设计方法，并能应用于实际控制逻辑。 了解可编程逻辑器件（CPLD、FPGA）的工作原理和基本设计流程。 初步认识存储器的工作原理和在数字系统中的作用。 理解数字系统设计的完整流程，包括需求分析、模块划分、HDL设计、仿真、综合、实现。 对现代数字集成电路的一些关键技术和发展趋势有初步的了解。 四、 学习方法建议 学习本书建议理论与实践相结合。在理解每个概念后，及时完成配套的实验练习，通过搭建电路或使用EDA工具进行仿真验证，加深对理论知识的理解。对于设计部分，鼓励读者尝试独立完成一些小型设计项目，并参考书中提供的示例进行对比学习。 五、 总结 《数字逻辑设计与实践》力求为读者构建一个系统、全面、深入的数字电子技术知识体系。本书内容由浅入深，理论与实践并重，旨在培养读者扎实的专业基础和解决实际工程问题的能力，为未来在数字技术领域的深入学习和工作奠定坚实的基础。
说实话，我买这本书的初衷，是因为我工作的项目正好涉及到一些数字信号的处理，而我之前在这方面确实是门外汉，急需快速掌握一些基本原理。翻阅了一下这本书，它的特点在于，感觉更像是一本“攻略”，而不是一本枯燥的教科书。从我粗略浏览的章节来看，它似乎不会一开始就抛出一大堆公式和定义，而是尝试通过更生动的方式来引导读者进入数字电子的世界。这一点对于我这种时间紧迫、需要快速上手解决问题的人来说，无疑是一个巨大的吸引力。我注意到书中可能有一些“小技巧”或者“经验分享”类的东西，能够帮助我们在实际应用中避开一些常见的坑。虽然我还没深入到具体的技术细节，但单从这种“接地气”的叙事风格来看，我就觉得这书挺有价值的。我希望它能在实际操作层面提供一些具体指导，比如如何选择合适的元器件，或者在调试过程中如何快速定位问题。因为对于我来说，理论再高深，最终还是要落实在能够解决实际问题的能力上。如果它能做到这一点，那这本书在我工作中的价值就不言而喻了。