基本信息
书名：21世纪高等学校规划教材 数字电子技术
定价：27.00元
作者：周立求
出版社：中国电力出版社
出版日期：2010-12-01
ISBN：9787512306585
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.400kg
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内容提要
本书为21世纪高等学校规划教材。
全书共分8章，主要内容有数字逻辑基础、集成门电路、组合逻辑电路锁存器和触发嚣、时序逻辑电路、半导体存储器和可编程逻辑器件、脉冲产生和整形电路、数／模转换和模／数转换等。
此外．本书还有6个附录以帮助读者掌握数字电路的图形符号和Multisim软件猩数字电路巾的应用。
本书可作为高等院校电气信息类专业的本科教材，也可作为高职高专和成人教育相关专业的教材，同时可作为从事电子技术工作人员的参考用书。
目录
作者介绍
文摘
序言
超越时代的脉搏：数字电子技术在21世纪的演进与应用 在信息爆炸、科技日新月异的21世纪，数字电子技术已成为驱动社会进步的核心引擎。从智能手机的普及到人工智能的飞速发展，从物联网的广泛连接到5G通信的变革，无一不深深烙印着数字电子技术的智慧结晶。它不仅仅是一门技术，更是一种思维方式，一种重塑我们生活、工作乃至整个社会形态的强大力量。 一、 数字电子技术的基础：从0与1的逻辑到复杂系统的构建 数字电子技术的核心在于对“0”和“1”这两个离散状态的精确控制与运用。这种二元逻辑，看似简单，却能够构建出极其复杂的系统。 逻辑门电路：数字世界的基石。 与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等基本逻辑门，是构成一切数字电路的最小单元。它们通过对输入信号进行逻辑运算，输出相应的逻辑结果。理解这些基本门电路的工作原理，是掌握数字电子技术的首要步骤。例如，与门只有在所有输入都为1时，输出才为1，这如同“并且”的逻辑关系；或门只要有一个输入为1，输出就为1，体现了“或者”的逻辑。这些看似朴素的逻辑，却是构建更复杂计算和控制单元的基础。 组合逻辑电路：功能实现的关键。 将多个逻辑门按照特定功能进行组合，便构成了各种组合逻辑电路。其中，编码器、译码器、数据选择器、加法器、减法器、比较器等，是数字系统中常见的组成部分。编码器负责将输入的信号转换为二进制代码，例如键盘输入的按键信号被转换为ASCII码；译码器则相反，将二进制代码转换为特定的输出信号，例如用于控制显示屏上不同字符的显示。数据选择器能够根据控制信号从多个输入中选择一个输出，这如同一个多路开关。加法器和减法器是数字计算的核心，它们实现了二进制数的加减运算，是CPU进行算术运算的基础。比较器则用于判断两个二进制数的相对大小。这些组合逻辑电路的设计与分析，是理解数字系统工作流程的关键。 时序逻辑电路：记忆与状态的传承。 相较于组合逻辑电路，时序逻辑电路引入了“记忆”的概念，其输出不仅取决于当前的输入，还与电路过去的状态有关。这主要通过触发器（Flip-Flop）和寄存器（Register）的引入来实现。触发器是构成时序逻辑电路的最基本单元，它可以存储一位二进制信息。根据触发方式的不同，有SR触发器、JK触发器、D触发器、T触发器等。寄存器则是由多个触发器组成的单元，用于存储一组二进制数据。时序逻辑电路的另一个重要组成部分是计数器（Counter），它可以对时钟脉冲进行计数，实现计时、分频等功能。例如，秒表、数字时钟等都离不开计数器。状态机（State Machine）是时序逻辑电路的另一种高级应用，它描述了一个系统在不同状态之间如何根据输入信号进行转换，广泛应用于控制系统中，例如交通信号灯控制、电梯控制等。掌握时序逻辑电路的设计与分析，是理解数字系统如何完成复杂序列操作和数据存储的基础。 二、 核心器件的演进：从离散元件到集成电路的飞跃 数字电子技术的飞速发展，离不开电子元器件的不断革新。 晶体管：半导体时代的黎明。 晶体管的发明是电子技术史上的里程碑。它以其体积小、功耗低、工作可靠等优点，取代了笨重、易损的电子管，开启了半导体电子时代。晶体管作为基本的开关元件，是构建数字逻辑门的基础。 集成电路（IC）：微型化与高性能的革命。 将大量晶体管、电阻、电容等元件集成在一块很小的半导体芯片上，就形成了集成电路。这使得电子设备的体积大幅缩小，性能却成倍提升。 小规模集成（SSI）、中规模集成（MSI）、大规模集成（LSI）和超大规模集成（VLSI）。 随着集成技术的进步，芯片上集成的元件数量不断增加，功能也越来越强大。SSI和MSI主要用于实现基本的逻辑门和简单的组合/时序逻辑电路。LSI和VLSI则集成了更复杂的逻辑功能，例如微处理器（CPU）、存储器（RAM/ROM）等。现代的CPU甚至可以在指甲盖大小的芯片上集成数十亿个晶体管，处理能力惊人。 微处理器（CPU）：数字世界的大脑。 微处理器是集成电路中最核心的部分之一，它集成了计算机的中央处理单元，负责执行指令、处理数据、控制计算机的运行。CPU的性能直接决定了计算机的整体处理能力。指令集架构（ISA）的演进，例如RISC（精简指令集计算）和CISC（复杂指令集计算），以及多核处理技术的发展，都极大地提升了CPU的运算效率。 存储器：数据的载体。 存储器是数字系统中用于存储数据和指令的关键组成部分。 随机存取存储器（RAM）： 具有读写速度快、断电后数据丢失的特点，用于存储程序运行时的数据和中间结果。 只读存储器（ROM）： 数据一旦写入后通常不能修改，断电后数据不丢失，用于存储固化程序（如BIOS）或常量数据。 闪存（Flash Memory）： 兼具RAM的读写速度和ROM的非易失性，广泛应用于U盘、固态硬盘（SSD）、手机存储等。 三、 数字电子技术的应用：渗透到社会生活的方方面面 数字电子技术已经深入到我们生活的每一个角落，成为现代社会不可或缺的一部分。 通信领域：连接你我，缩小世界。 数字通信系统： 从早期的模拟信号到现在的数字信号传输，极大地提高了通信的效率、质量和保密性。例如，电视信号、电话信号等都已实现数字化。 移动通信： 2G、3G、4G、5G等移动通信技术的演进，使得我们可以随时随地进行语音、数据通信，甚至视频通话。数字信号处理技术（DSP）在基带信号处理、调制解调等方面发挥着至关重要的作用。 网络技术： 以太网、Wi-Fi、蓝牙等无线和有线网络技术，依赖数字信号的传输和处理，构建了全球互联的信息网络。 计算机与信息处理：智能时代的基石。 个人计算机（PC）、笔记本电脑、平板电脑： 这些我们日常使用的设备，其核心就是由微处理器、存储器、各种接口电路等组成的数字电路系统。 服务器与数据中心： 支撑互联网运行的海量数据处理和存储，离不开高性能的服务器和精密的数字电路设计。 人工智能（AI）： 深度学习、神经网络等AI算法的实现，需要强大的计算能力，而这正是由先进的数字电子技术，特别是高性能处理器（GPU、TPU）提供的。AI在图像识别、语音识别、自然语言处理、自动驾驶等领域的突破，无不依赖于数字电子技术的支撑。 消费电子产品：提升生活品质的助手。 智能手机： 集成了微处理器、存储器、传感器、通信芯片等众多数字电子元件，是21世纪最具代表性的数字电子产品。 数字电视、蓝光播放器、音频设备： 提供高清、高保真的影音体验。 家用电器： 智能冰箱、智能洗衣机、智能空调等，通过集成数字控制电路，实现了更智能、更节能的操作。 工业与自动化：驱动生产力升级。 可编程逻辑控制器（PLC）： 用于工业生产过程的自动化控制，是实现机器自动化生产的重要设备。 机器人技术： 工业机器人、服务机器人等，其运动控制、感知、决策等功能都高度依赖于数字电子技术。 传感器技术： 各种数字传感器，能够将物理量（如温度、压力、光线）转换为数字信号，为自动化系统提供输入。 汽车电子：安全、智能、高效的出行。 发动机控制单元（ECU）： 精确控制燃油喷射、点火正时等，提高燃油经济性和排放性能。 车载娱乐系统、导航系统： 提供信息、娱乐和导航服务。 自动驾驶系统： 融合了传感器、处理器、控制算法等，是数字电子技术在汽车领域应用的集大成者。 医疗电子：守护生命健康的卫士。 医学成像设备： CT、MRI、X光机等，通过数字信号处理技术，提供高清晰度的医学影像。 生命体征监测设备： 心电图仪、血压计、血糖仪等，实时监测患者的健康状况。 植入式电子设备： 如心脏起搏器、人工耳蜗等，通过微型化、低功耗的数字电路，实现对人体功能的辅助和修复。 四、 未来展望：融合创新，无限可能 数字电子技术的发展永无止境。未来，我们将看到更多激动人心的趋势： 更高集成度与更强性能： 摩尔定律的延续，将带来性能更强、功耗更低的芯片，为更复杂的计算和更智能的应用奠定基础。 人工智能与数字电子的深度融合： AI将进一步渗透到芯片设计、算法优化等各个环节，催生出更智能的电子设备和系统。 量子计算的崛起： 虽然尚处于早期阶段，但量子计算有望在某些特定问题上带来指数级的计算能力提升，对数字电子技术的未来产生深远影响。 低功耗与绿色电子： 随着对能源效率的日益重视，低功耗设计将成为重要的研究方向。 新兴应用领域的拓展： 例如，生物电子学、脑机接口、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）等，都将是数字电子技术大展拳脚的新舞台。 掌握数字电子技术，意味着掌握了理解和塑造现代世界的钥匙。它是一门不断演进、充满活力的学科，其深厚的理论基础和广泛的应用前景，为学习者提供了广阔的探索空间和无限的创新可能。在这个数字浪潮席卷的时代，深刻理解数字电子技术的原理与发展，将是个人与社会持续发展的关键。
这本书的配套资源和辅助学习设计也做得相当到位。虽然我目前主要依赖纸质书本进行学习，但能感觉到作者和出版社在设计这套教材时，是站在现代教学体系的角度来考虑的。书中各个章节末尾的习题设计得非常有层次感，从基础概念的快速检验到复杂电路的综合分析，难度梯度设置得非常科学。更棒的是，很多习题后面都附带了简短的提示或者关键步骤的引导，这使得我们在遇到卡壳的地方，不会因为找不到思路而完全受挫，而是能受到启发后自行解决，最大程度地保护了独立思考的能力。另外，书本中大量引用的术语和缩写，在首次出现时都有非常清晰的解释或者在附录中做了详细的索引，这极大地提高了检索效率，省去了我频繁在网络上搜索专业词汇含义的时间，让我的学习过程可以更加聚焦和连贯。