数字电子技术 吴雪琴 9787564094515 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：数字电子技术

定价：52.00元

作者：吴雪琴

出版社：北京理工大学出版社

出版日期：2016-08-01

ISBN：9787564094515

字数：

页码：296

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

《数字电子技术》系统阐述了数字电子技术的相关知识，全书共9章，主要内容包括：数制与编码、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生和整形、模拟信号与数字信号的转换、半导体存储器与可编程器件等内容。《数字电子技术》每章后面都设有小结、习题，书后对《数字电子技术》中的主要文字符号及其说明、常用标准集成电路器件、常用74LS系列集成电路，以及常用逻辑符号等加以了汇总。书中给出了较多的例题和应用实例，特别针对每章节的重点内容，在“任务训练”部分里用Multisimlo电路仿真和设计的软件进行每章教学任务的模拟训练。
　　《数字电子技术》适用于高等院校电子信息类、自动化类、检测与控制技术及仪器、计算机类、通信工程、汽车电子等专业的教材，可供夜大、电大等成人教育类型学校及职业培训机构使用，还可以供其他工科专业师生和从事电子技术工作的工程技术人员阅读。

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

《数字逻辑设计原理与实践》 一、 概述 本书旨在深入浅出地介绍数字电子技术的核心概念、设计方法以及实际应用。全书涵盖了数字逻辑的基础理论、组合逻辑和时序逻辑电路的设计与分析、可编程逻辑器件的应用、微处理器接口技术，以及数字系统设计的常用流程和工具。通过理论与实践相结合的方式，帮助读者建立扎实的数字电路知识体系，培养独立解决数字系统设计问题的能力。本书适合作为高等院校电子信息工程、自动化、计算机科学与技术等专业的教材，也可供相关领域的工程师和研究人员参考。 二、 内容详解 第一章 数字电路基础 本章首先介绍数字信号与模拟信号的根本区别，以及为何在现代电子系统中数字电路占据主导地位。我们将探讨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，并详细阐述数字电路中最基本的逻辑门——与门、或门、非门的工作原理和逻辑表达式。在此基础上，引入更复杂的逻辑门，如与非门、或非门、异或门、同或门，并解释它们是如何通过组合基本逻辑门实现的。 逻辑代数（布尔代数）是数字逻辑设计的基石。本章将详细介绍布尔代数的公理、基本定理以及常用的化简法则，如吸收律、重合律、摩根定律等。我们将演示如何利用这些法则对复杂的逻辑表达式进行简化，从而减少电路的复杂度，降低功耗和成本。 为了直观地表示和分析逻辑函数，卡诺图（Karnaugh Map）是一种非常有效的工具。本章将深入讲解如何绘制和使用卡诺图来简化逻辑函数，并处理“Don't Care”条件，这是实际设计中经常遇到的情况。通过大量实例，读者将掌握使用卡诺图求解最简与或表达式和最简或与表达式的方法。 第二章 组合逻辑电路设计 组合逻辑电路的特点是输出仅取决于当前的输入信号，没有记忆功能。本章将深入探讨组合逻辑电路的设计流程。首先，我们会分析各种常用的组合逻辑单元，包括编码器（Encoder）、译码器（Decoder）、多路选择器（Multiplexer, MUX）、数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）和加法器（Adder）。我们将解释它们的功能、逻辑图和真值表，并演示如何利用它们构建更复杂的数字系统。 例如，译码器可以将一个n位的二进制码转换为2n个输出中的一个，常用于地址译码和指令译码。多路选择器则可以从多个输入信号中选择一个送往输出，广泛应用于数据选择和信号路由。全加器是构建多位加法器的基本单元，我们也将探讨如何利用它来实现并行加法器，从而实现快速的算术运算。 此外，本章还将介绍比较器（Comparator）的设计，用于比较两个二进制数的大小。并行乘法器和除法器的基本原理和实现方式也会被触及。最后，我们将讨论竞争与险象（Race Condition and Hazard）的概念，这是在组合逻辑电路设计中需要特别注意的问题，并介绍消除险象的方法。 第三章 时序逻辑电路设计 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的输入，还取决于电路过去的输入状态，即具有记忆功能。本章将是数字逻辑设计中的核心内容之一。 我们首先介绍最基本的时序逻辑单元——触发器（Flip-Flop）。我们将详细讲解SR触发器、JK触发器、D触发器和T触发器的工作原理、状态转换图和时序图。特别是JK触发器，它是最通用的一种触发器，可以通过不同的输入组合实现各种翻转和保持功能。D触发器则在寄存器和移位寄存器中扮演关键角色。 基于触发器，我们开始构建更复杂的时序逻辑电路。寄存器（Register）用于存储一组二进制数据，我们讨论了并行输入/并行输出（PISO）和串行输入/并行输出（SIPO）等不同类型的寄存器。移位寄存器（Shift Register）可以实现数据的串行传输和并行传输之间的转换，在数据串行化、解串行化以及数字滤波等方面有广泛应用。 计数器（Counter）是时序逻辑电路的另一重要组成部分，用于对时钟脉冲进行计数。本章将介绍异步计数器（Ripple Counter）和同步计数器（Synchronous Counter）的设计。我们将分析它们的结构、工作原理以及各自的优缺点。接着，我们将探讨环形计数器（Ring Counter）和约翰逊计数器（Johnson Counter），并介绍如何设计任意模数的计数器。 本章还将深入探讨有限状态机（Finite State Machine, FSM）的设计。我们学习如何将实际问题抽象为状态和状态转移，并使用状态图和状态表来描述FSM。然后，我们将学习如何将FSM转换为逻辑电路，包括使用触发器和组合逻辑实现。我们将区分穆尔型（Mealy Type）和米利型（Moore Type）有限状态机，并分析它们之间的区别和联系。 第四章 可编程逻辑器件（PLD）与FPGA入门 现代数字系统设计离不开可编程逻辑器件（PLD）。本章将介绍PLD的基本概念和发展历程，包括PLA（可编程逻辑阵列）、GAL（通用阵列逻辑）和CPLD（复杂可编程逻辑器件）。我们将讲解它们的内部结构和工作原理，以及如何使用逻辑产品项（Product Term）来描述和配置它们。 FPGA（现场可编程门阵列）是当前最主流的PLD器件。本章将对FPGA的体系结构进行初步介绍，包括可配置逻辑块（Configurable Logic Block, CLB）、输入/输出块（IOB）和片内布线资源。我们将解释FPGA的灵活性和可重构性是如何实现的。 本章还将简要介绍硬件描述语言（HDL），如Verilog HDL或VHDL。我们将演示如何使用HDL来描述数字逻辑电路，并简述HDL在FPGA设计流程中的作用。虽然不对HDL进行深入讲解，但会强调其在现代数字设计中的重要性，为读者后续学习打下基础。 第五章 微处理器接口基础 微处理器是数字系统的核心，而接口技术则是微处理器与外部设备通信的关键。本章将介绍微处理器与存储器和I/O设备之间的基本接口原理。 我们将讨论存储器的组织结构，包括RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）。我们将讲解如何通过地址线和数据线对存储器进行访问，以及如何进行存储器扩展。 I/O接口是微处理器与外部世界交互的桥梁。本章将介绍并行I/O接口和串行I/O接口的基本概念。我们将讨论通用I/O端口（GPIO）的设计和使用，以及常见的串行通信接口，如UART（通用异步收发器）和SPI（串行外设接口）的基本工作原理。 中断（Interrupt）是提高系统效率的重要机制。我们将解释中断的概念、中断请求和中断响应过程。了解中断机制对于设计响应式的数字系统至关重要。 第六章 数字系统设计流程与实例 本章将整合前面章节的知识，介绍一个完整的数字系统设计流程。从需求分析、规格定义，到逻辑设计、仿真验证，再到硬件实现和系统调试，我们将一步步讲解每个环节的关键点。 我们将详细讨论仿真（Simulation）的重要性，它是在实际硬件实现之前发现和修复设计错误的有效手段。我们会简要介绍仿真工具的使用，并强调仿真结果与实际硬件行为一致的重要性。 最后，本章将通过几个实际的数字系统设计实例来巩固所学知识。例如，设计一个简单的计算器、一个交通灯控制器或者一个简单的串行通信模块。这些实例将帮助读者将理论知识应用于实际问题，并理解如何在设计过程中权衡各种因素，如性能、功耗、面积和成本。 三、 学习方法与建议 学习数字电子技术需要理论与实践相结合。强烈建议读者在学习过程中，积极动手实践。可以从简单的逻辑门电路搭建开始，逐步过渡到使用集成电路芯片（如74系列TTL或CMOS芯片）构建组合逻辑和时序逻辑电路。 对于使用EDA（电子设计自动化）工具进行FPGA设计的读者，建议从学习一款流行的HDL语言（如Verilog）入手，并熟悉一款FPGA开发软件。通过编写HDL代码，综合、布局布线，并将设计下载到FPGA开发板上进行验证，可以极大地提高学习效率和实践能力。 同时，阅读相关的技术文档、数据手册和应用笔记，参加线上或线下的技术交流，也能帮助读者开阔视野，及时了解行业最新动态。 四、 总结 《数字逻辑设计原理与实践》致力于为读者提供一个全面、系统、深入的数字电子技术学习平台。通过掌握本书内容，读者将能够理解数字电路的设计原理，具备运用各种设计工具和方法解决实际问题的能力，为未来在数字系统设计、嵌入式系统开发、集成电路设计等领域的发展奠定坚实的基础。