数字电子技术 (第2版)(普通高等教育“十一五”规划教材) 9787111131823 机

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成立 著
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店铺: 花晨月夕图书专营店
出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111131823
商品编码:29887548963
包装:平装
出版时间:2009-05-01

具体描述

基本信息

书名:数字电子技术 (第2版)(普通高等教育“十一五”规划教材)

定价:36.00元

作者:成立

出版社:机械工业出版社

出版日期:2009-05-01

ISBN:9787111131823

字数:

页码:

版次:1

装帧:平装

开本:16开

商品重量:0.499kg

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内容提要


本书是编者根据2004年8月教育部高等学校电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导委员会颁布的“数字电予技术基础”课程的教学基本要求,结合多年来教学改革的经验编写而成的一仝书共分9章,内容有:数字电路基础、集成逻辑门电路、组合逻辑电路、集成触发器、时乎逻辑电路、半导体存储器和可编程逻辑器件、数模与模数转换器、脉冲渡形的产生与变换和EDA软件工具应用等。本书的卡要知识点都配备有适当的例题和习题,为学生课后复习、练习和归纳总结提供必需的资料。书末还备有学习本课程所需的附录A-C和部分习题答案。
  本书为普通高等教育“十一五”*规划教材。全书思路顺畅,层次分明,文字简练,适合于理工科高等院校电气信息类专业(含自动化、电气技术、电子信息工程、电子信息科学与技术、生物医学工程、通信、计算机、测控和机电体化等)“数宁电子技术”或“数字集成电路”等课程教学,也可供从事微电子技术和电气信息类工业的工程技术人员参考。

目录


第2版前言
第1版前言
第1章 数字电路基础
 引言
 1.1 数字电路概述
  1.1.1 模拟信号和数宁信号
  1.1.2 数字电路的特点
  1.1.3 数字电路的发展与分类
  1.1.4 数字电路的分析方法
 1.2 计数制与编码
  1.2.1 常用的计数制及其相可转换规律
  1.2.2 编码
 1.3 逻辑代数基础
  1.3.1 逻辑代数的3种基本运算
  1.3.2 逻辑代数的基本公式和常用公式
  1.3.3 逻辑代数的基本规则
 1.4 逻辑函数的建市及其表示方法
 1.5 逻辑函数的化简
  1.5.1 逻辑函数的简形式
  1.5.2 逻辑函数的公式化简法
  1.5.3 用卡诺图化简逻辑函数
 1.6 具有无关项逻辑函数的化简
 1.7 数字电路中的半导体器件
  1.7.1 本行半导体
  1.7.2 杂质半导体
  1.7.3 PN结及其单向导电性
  1.7.4 半导体二极管
  1.7.5 姐极型晶体三极管
  1.7.6 增强型绝缘栅场效应晶体管
  习题1
第2章 集成逻辑门电路
 引言
 2.1 基本逻辑门电路
  2.1.1 二极管与门及或门电路
  2.1.2 非门电路
 2.2 TTL逻辑门电路。
  2.2.1 TTL与非门的电路结构和工作原理
  2.2.2 TTL与非门的技术参数
  2.2.3 集电极开路门和三态门
 2.3 射极耦合逻辑门电路(ECL门)
 2.4 CMOS逻辑门电路
  2.4.1 CMOS反相器
  2.4.2 CMOS门电路
  2.4.3 CMOS传输门和双向模拟开关
  2.4.4 CMOS漏极开路门及三态门
 2.5 BiCMOS门电路。
  2.5.1 BiCMOS反丰同器
  2.5.2 BiCMOS逻辑门电路
 2.6 逻辑门电路使用中的几个问题
  2.6.1 正负逻辑问题
  2.6.2 逻辑门电路多余输入端的处埋措施
  2.6.3 逻辑门电路应用举例
 2.7 几种集成门电路的性能比较
 习题2
第3章 组合逻辑电路
 引言
 3.1 组合逻辑电路概述
 3.2 组合罗辑电路的分析
  3.2.1 分析组合逻辑电路的一般步骤
  3.2.2 几种常用的组合逻辑电路和器件
 3.3 组合逻辑电路的设计
  3.3.1 组台逻辑电路的设计概述
  3.3.2 组合逻辑电路的设计方法
 3.4 用小规模集成电路(SSI)实现组合逻辑电路设计
  3.4.1 设计组合逻辑电路的一般步骤
  3.4.2 组合逻辑电路设计举侧
  3.4.3 编码器
  3.4.4 译码器
  3.4.5 数值比较器
 3.5 组合逻辑电路中的竞争冒险
  3.5.1 产生竞争冒险的原幽
  3.5.2 消除竞争冒险的方法
 3.6 用MSI芯片设计其他的组合逻辑电路
  3.6.1 用数据选择器实现组合逻辑功能
  3.6.2 用译码器实现多种组合逻辑功能
  3.6.3 用全加器实现多种组合逻辑功能
 3.7 组合逻辑电路的综合应用例
 习题3
第4章 集成触发器
第5章 时序逻辑电路
第6章 半导体存储器和可编程逻辑器件
第7章 数模与模数转换器
第8章 脉冲波形的产生与变换
第9章 EDA软件工具应用
附录
部分习题答案
参考文献

作者介绍


文摘


序言



数字电子技术概述:原理、设计与应用 引言 数字电子技术是现代电子学的一个核心分支,它研究和应用数字信号的产生、处理、存储和传输。与模拟电子技术不同,数字电子技术处理的是离散的、非连续的数值(通常用0和1表示),这使得它在信息处理、逻辑运算、控制系统等方面具有无与伦比的优势。从微小的集成电路到庞大的数据中心,数字电子技术无处不在,深刻地影响着我们的生活和社会的发展。本章将深入探讨数字电子技术的基本概念、核心原理、典型元器件、逻辑设计方法及其在各个领域的广泛应用,为读者构建一个全面而系统的数字电子技术知识体系。 第一章 数字电子技术的基本概念与信号表示 1.1 数字信号与模拟信号的区分 模拟信号 (Analog Signal): 信号在时间上和幅度上都是连续变化的,可以取无穷多个值。例如,人说话的声音、温度的变化等。 数字信号 (Digital Signal): 信号在时间和幅度上都是离散的、不连续的。它通常用二进制数(0和1)来表示,只有有限个离散值。例如,计算机中的数据、通信中的比特流。 1.2 二进制数及其运算 二进制数: 是一种逢二进一的计数系统,只使用0和1两个数字。 位 (Bit): 二进制数中的一个数字(0或1)。 字节 (Byte): 通常由8个位组成,是计算机中基本的数据存储单位。 二进制数的表示: 无符号数: 仅表示数值的大小。 带符号数: 需要表示正负。 原码 (Sign-Magnitude): 最高位表示符号(0为正,1为负),其余位表示数值的绝对值。 反码 (One's Complement): 正数的反码与其原码相同;负数的反码是其原码除符号位外按位取反。 补码 (Two's Complement): 正数的补码与其原码相同;负数的补码是其反码加1。补码在计算机中应用最广泛,因为它简化了加减法运算。 二进制运算: 加法: 遵循“0+0=0, 0+1=1, 1+0=1, 1+1=0 (进1)”的规则。 减法: 通常通过加法的补码运算来实现(例如,A - B = A + (-B))。 乘法: 类似于十进制乘法,但更简单。 除法: 类似于十进制除法。 1.3 数字信号的表示方法 电平 (Voltage Level): 在实际电路中,0和1通常用不同的电压范围来表示。 高电平 (High Level): 通常对应于逻辑“1”。 低电平 (Low Level): 通常对应于逻辑“0”。 逻辑状态 (Logic State): 抽象的逻辑概念,非“0”即“1”。 第二章 逻辑门电路与组合逻辑电路 2.1 基本逻辑门电路 逻辑门电路是实现基本逻辑运算的电子器件,是构建数字电路的基础。 与门 (AND Gate): 输出为1当且仅当所有输入都为1。 逻辑符号: `•` 真值表: | A | B | Y | |---|---|---| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 1 | 表达式: Y = A • B 或门 (OR Gate): 输出为1当且仅当至少有一个输入为1。 逻辑符号: `+` 真值表: | A | B | Y | |---|---|---| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 1 | 表达式: Y = A + B 非门 (NOT Gate / Inverter): 输出与输入相反。 逻辑符号: `¯` (在变量上方) 真值表: | A | Y | |---|---| | 0 | 1 | | 1 | 0 | 表达式: Y = Ā 与非门 (NAND Gate): 与门的输出取反。 真值表: | A | B | Y | |---|---|---| | 0 | 0 | 1 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 0 | 表达式: Y = ĀB 或非门 (NOR Gate): 或门的输出取反。 真值表: | A | B | Y | |---|---|---| | 0 | 0 | 1 | | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 0 | 表达式: Y = A + B 异或门 (XOR Gate): 输出为1当且仅当输入中1的个数为奇数。 逻辑符号: `⊕` 真值表: | A | B | Y | |---|---|---| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 0 | 表达式: Y = A ⊕ B 同或门 (XNOR Gate): 输出为1当且仅当输入相等。 真值表: | A | B | Y | |---|---|---| | 0 | 0 | 1 | | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 1 | 表达式: Y = A ⊙ B = ĀB + AĀ 2.2 组合逻辑电路 组合逻辑电路由若干个逻辑门电路组成,其输出仅取决于当前的输入信号,与过去的输入状态无关。 布尔代数 (Boolean Algebra): 用于描述和化简逻辑函数。 基本定律: 交换律: A + B = B + A, A • B = B • A 结合律: (A + B) + C = A + (B + C), (A • B) • C = A • (B • C) 分配律: A • (B + C) = A • B + A • C, A + (B • C) = (A + B) • (A + C) 同一律: A + 0 = A, A • 1 = A 零律/求反律: A + 1 = 1, A • 0 = 0 求反律: A + Ā = 1, A • Ā = 0 重叠律: A + A = A, A • A = A 德摩根定律 (De Morgan's Laws): Ā + B = Ā • B A + B = Ā • B 逻辑函数化简: 卡诺图 (Karnaugh Map, K-map): 一种图解法,用于化简包含变量较少的逻辑函数(通常不超过4-5个变量)。通过将变量组合成相邻的2的幂次方方块来寻找简化。 Quine-McCluskey算法: 一种代数方法,适用于变量较多的逻辑函数化简。 常见的组合逻辑电路: 编码器 (Encoder): 将多路输入信号编码成较少的输出信号(通常是二进制码)。例如,十进制到二进制编码器。 译码器 (Decoder): 将二进制输入信号译成一路或多路输出信号。例如,二进制到十进制译码器,3-to-8译码器。 多路选择器 (Multiplexer, MUX): 根据选择信号,从多路输入信号中选择一路送往输出端。例如,4-to-1 MUX。 多路分配器 (Demultiplexer, DEMUX): 将一路输入信号通过选择信号送到多路输出中的某一路。 加法器 (Adder): 实现二进制数的加法运算。 半加器 (Half Adder): 实现两个一位二进制数的相加,产生和与进位。 全加器 (Full Adder): 实现两个一位二进制数与来自低位的进位进行相加,产生和与新的进位。 多位加法器: 由多个全加器串联组成,实现多位二进制数的加法。例如,行波进位加法器(Ripple Carry Adder, RCA),超前进位加法器(Carry Lookahead Adder, CLA)。 减法器 (Subtractor): 实现二进制数的减法运算,通常基于加法器和补码的概念。 比较器 (Comparator): 比较两个二进制数的数值大小,输出指示它们之间的关系(相等、大于、小于)。 奇偶校验发生器/检查器 (Parity Generator/Checker): 用于错误检测。 第三章 时序逻辑电路 时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入,还与电路过去的状态有关,这是由存储在其中的“记忆”单元决定的。 3.1 触发器 (Flip-Flop, FF) 触发器是最基本的时序逻辑单元,能够存储一位二进制信息。它有两个稳定的状态,代表0和1。 基本结构: 通常包含两个交叉耦合的门电路(如NAND或NOR门),并有一个时钟信号控制其状态的翻转。 主要类型: SR触发器 (Set-Reset Flip-Flop): 包含S(置位)和R(复位)输入。 同步SR触发器: S和R信号只有在时钟信号有效时才起作用。 异步SR触发器: S和R信号随时起作用。 JK触发器 (Jack Kilby Flip-Flop): S和R的结合,JK输入可以实现所有四种组合(00, 01, 10, 11)。当J=1, K=1时,触发器翻转(Toggle)。 D触发器 (Delay Flip-Flop): 只有一个D(数据)输入,其状态翻转后将D输入的值存储起来。是构成移位寄存器和计数器的基本单元。 T触发器 (Toggle Flip-Flop): T输入为1时,每次时钟到来触发器状态翻转;T输入为0时,状态保持不变。 触发器的时钟控制: 电平触发: 触发器的状态在时钟信号处于高电平或低电平期间发生变化。 边沿触发: 触发器的状态只在时钟信号的上升沿或下降沿发生变化。边沿触发可以避免亚稳态问题,因此更常用。 亚稳态 (Metastability): 当输入信号变化的时间与时钟边沿过于接近时,触发器可能进入一个不确定状态,无法稳定地输出0或1,直到经过一定的时间才能趋于稳定。 3.2 寄存器 (Register) 寄存器是一组触发器的集合,用于存储多位二进制信息。 移位寄存器 (Shift Register): 能够将存储的数据向左或向右移动。 SISO (Serial-In, Serial-Out): 串入串出。 SIPO (Serial-In, Parallel-Out): 串入并出。 PISO (Parallel-In, Serial-Out): 并入串出。 PIPO (Parallel-In, Parallel-Out): 并入并出。 通用移位寄存器: 结合了串入、并入、串出、并出的功能。 并行寄存器: 数据可以同时进行并行读写。 3.3 计数器 (Counter) 计数器是一种能够对时钟脉冲进行计数的电路,它可以用来测量时间、产生定时信号、控制序列等。 异步计数器 (Ripple Counter): 触发器的输出直接作为下一级触发器的时钟输入,存在信号传播延迟。 行波进位计数器: 结构简单,但速度受触发器数量限制。 同步计数器 (Synchronous Counter): 所有触发器的时钟输入连接到同一个时钟信号,状态变化是同步的。 行波进位计数器 (Ripple Carry Counter): 存在延迟。 全同步计数器: 速度更快,但逻辑更复杂。 计数器的类型: 加计数器 (Up Counter): 顺序递增计数。 减计数器 (Down Counter): 顺序递减计数。 可逆计数器 (Up-Down Counter): 可以根据控制信号进行加计数或减计数。 任意进制计数器: 可以设计出模N(模为N)的计数器,例如BCD计数器(模10)。 移位寄存器式计数器: 约翰逊计数器 (Johnson Counter): 移位寄存器的输出反相后反馈回来,实现2N的状态。 环形计数器 (Ring Counter): 移位寄存器的输出直接反馈回来,实现N个状态(N是寄存器长度)。 3.4 有限状态机 (Finite State Machine, FSM) 有限状态机是描述时序逻辑系统行为的数学模型,它由一组有限的状态、状态之间的转移以及与状态和输入相关的输出组成。 摩尔型 (Moore Machine): 输出仅取决于当前状态。 米利型 (Mealy Machine): 输出取决于当前状态和当前输入。 状态图 (State Diagram): 用图形表示状态和状态转移。 状态表 (State Table): 用表格列出状态、输入、下一状态和输出。 设计流程: 需求分析 -> 状态定义 -> 状态图绘制 -> 状态表生成 -> 状态编码 -> 逻辑电路设计。 第四章 数字集成电路 数字集成电路 (Integrated Circuit, IC) 是将大量微小的电子元器件(如晶体管、电阻、电容)集成在同一块半导体芯片上的器件。 4.1 集成电路的分类 按功能分类: 通用数字集成电路: 如逻辑门、触发器、计数器、微处理器等。 专用数字集成电路 (ASIC): 为特定应用设计的集成电路,如图形处理器 (GPU)、数字信号处理器 (DSP) 等。 按集成度分类: 小规模集成电路 (SSI): 集成的门电路数量在10个以内。 中规模集成电路 (MSI): 集成的门电路数量在10-100个之间。 大规模集成电路 (LSI): 集成的门电路数量在100-10000个之间。 超大规模集成电路 (VLSI): 集成的门电路数量超过10000个。 极大规模集成电路 (ULSI): 集成的门电路数量超过100万个。 按工艺分类: 双极型 (Bipolar): 如TTL (Transistor-Transistor Logic)。 单极型 (Unipolar): 如CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)。 4.2 TTL (Transistor-Transistor Logic) 逻辑系列 TTL系列是一种采用双极性晶体管设计的逻辑电路,具有速度较快、驱动能力强等特点。 特点: 工作电压范围窄,功耗相对较高,输入端通常采用多发射极晶体管。 主要子系列: 74系列、54系列(军用)。 4.3 CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 逻辑系列 CMOS系列是一种采用互补金属氧化物半导体场效应管设计的逻辑电路,具有功耗低、抗干扰能力强、集成度高等优点,是目前主流的数字集成电路技术。 特点: 静态功耗极低,动态功耗与工作频率相关。 主要子系列: 4000系列、74HC/HCT系列等。 4.4 存储器集成电路 随机存取存储器 (RAM): 允许读写数据,断电后数据丢失。 静态RAM (SRAM): 用触发器构成,速度快,但集成度低,功耗相对较高。 动态RAM (DRAM): 用电容存储数据,需要定时刷新,集成度高,功耗低,但速度较慢。 只读存储器 (ROM): 只能读出数据,不能写入,断电后数据不丢失。 掩膜ROM (Mask ROM): 在制造过程中写入数据,一次性。 可编程ROM (PROM): 用户可编程一次。 可擦除可编程ROM (EPROM): 可通过紫外线擦除后重新编程。 电可擦除可编程ROM (EEPROM): 可通过电信号擦除和编程,例如Flash存储器。 4.5 微处理器与微控制器 微处理器 (Microprocessor): CPU的核心部分,负责执行指令、进行运算和控制。 微控制器 (Microcontroller, MCU): 集成CPU、存储器、输入/输出接口等功能于一体的芯片,广泛应用于嵌入式系统。 第五章 数模混合电路与接口技术 5.1 数模转换器 (DAC) 数模转换器 (Digital-to-Analog Converter, DAC) 将数字信号转换为模拟信号。 基本原理: 通过加权电阻网络或倒T型电阻网络,根据数字输入信号的权重产生相应的模拟输出电压或电流。 主要参数: 分辨率 (Resolution)、转换时间 (Conversion Time)、线性度 (Linearity)、单调性 (Monotonicity)。 5.2 模数转换器 (ADC) 模数转换器 (Analog-to-Digital Converter, ADC) 将模拟信号转换为数字信号。 基本原理: 逐次逼近型ADC (Successive Approximation ADC): 利用比较器和DAC,通过多次尝试来逼近模拟信号的数值。 双积分型ADC (Dual-slope ADC): 利用积分时间与被测电压成正比的原理进行转换,精度高,但速度慢。 Σ-Δ调制型ADC (Sigma-Delta ADC): 通过过采样和数字滤波技术实现高精度转换。 流水线型ADC (Pipeline ADC): 将转换过程分解为多个阶段,并行处理,速度快。 主要参数: 分辨率、采样率 (Sampling Rate)、量化误差 (Quantization Error)。 5.3 接口技术 接口技术是连接不同类型电路或设备的关键。 并行接口: 数据以并行方式传输,速度快,但所需传输线多。 串行接口: 数据以串行方式一位一位传输,所需传输线少,适用于远距离传输。 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter): 通用异步收发器。 SPI (Serial Peripheral Interface): 串行外设接口。 I2C (Inter-Integrated Circuit): 集成电路间通信总线。 USB (Universal Serial Bus): 通用串行总线。 Ethernet: 以太网。 信号电平匹配: 不同逻辑系列芯片之间的接口需要考虑电平兼容性,可能需要电平转换电路。 第六章 数字电路的设计与仿真 6.1 可编程逻辑器件 (PLD) PLD是允许用户对其内部逻辑功能进行编程的集成电路。 可编程只读存储器 (PROM): 可以被编程为实现任意组合逻辑功能。 通用可编程逻辑器件 (GAL): 具有可编程的逻辑阵列和可编程的输出宏单元,支持多种逻辑功能。 复杂可编程逻辑器件 (CPLD): 集成度较高,包含多个逻辑阵列和宏单元,适用于中等规模的逻辑设计。 现场可编程门阵列 (FPGA): 集成度最高,包含大量的可配置逻辑块 (CLB) 和可编程互连线,能够实现极为复杂的逻辑功能,被誉为“硬件上的软件”。 6.2 硬件描述语言 (HDL) HDL是一种用于描述数字电路结构和行为的编程语言。 Verilog HDL: 广泛应用于数字电路设计和验证。 VHDL (VHSIC Hardware Description Language): 另一种流行的HDL。 6.3 EDA (Electronic Design Automation) 工具 EDA工具是用于电子设计自动化的一系列软件。 逻辑综合: 将HDL代码转换为门级网表。 布局布线: 规划电路在芯片上的物理实现。 时序仿真: 验证电路在时序上的正确性。 功能仿真: 验证电路的功能是否符合设计要求。 静态时序分析 (STA): 在不进行仿真的情况下分析电路的时序特性。 第七章 数字电子技术的应用 数字电子技术已经渗透到现代社会的各个角落,其应用范围极其广泛。 7.1 通信系统 数字通信: 移动通信 (2G, 3G, 4G, 5G)、光纤通信、卫星通信等。 调制解调器 (Modem): 将数字信号转换为模拟信号进行传输,再将模拟信号还原为数字信号。 数字信号处理器 (DSP): 用于对语音、图像、视频等信号进行高效处理。 7.2 计算机系统 微处理器 (CPU): 计算机的大脑,负责执行程序指令。 存储器 (Memory): RAM, ROM, Flash等,用于存储数据和程序。 显卡 (GPU): 专门用于处理图形图像的数字电路。 芯片组 (Chipset): 集成多种功能,连接CPU、内存、外部设备。 7.3 消费电子产品 智能手机: 集成高性能CPU、GPU、DSP、通信芯片、传感器等。 电视、DVD播放器、数字相机: 广泛应用数字信号处理技术。 家电控制: 微控制器用于控制洗衣机、冰箱、空调等。 7.4 工业控制 可编程逻辑控制器 (PLC): 用于自动化生产线的控制。 嵌入式系统: 用于各种工业设备和仪器的控制。 机器人技术: 数字电路是机器人运动控制、感知和决策的基础。 7.5 医疗仪器 数字医疗影像: CT, MRI, X光机等。 生命体征监测: 心电图 (ECG)、血压计等。 诊断设备: 各种分析仪器。 7.6 汽车电子 发动机控制单元 (ECU): 管理发动机运行。 车载娱乐系统: 导航、音响、视频。 高级驾驶辅助系统 (ADAS): 雷达、摄像头、传感器数据的处理。 结论 数字电子技术以其强大的逻辑处理能力、精确的数据表示和高效的信号传输,成为了现代科技发展的基石。从最基础的逻辑门电路到复杂的微处理器和FPGA,再到各种数模混合接口技术,数字电子学的知识体系博大精深。理解这些基本原理和技术,对于深入学习电子信息科学、人工智能、计算机科学等前沿领域至关重要。随着技术的不断进步,数字电子技术将在未来继续扮演关键角色,驱动着人类社会的创新与发展。

用户评价

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这本书对于初学者的友好程度,是我在选择教材时非常看重的一点。一个好的入门教材,应该能够最大程度地降低学习门槛,并逐步引导读者建立信心。我推测,这本书在初期会避免使用过于复杂的术语和数学公式,而是用通俗易懂的语言来解释基本概念。例如,在讲解逻辑门的功能时,可能会用“门”的比喻,比如“与门就像是一个只有在所有条件都满足时才能打开的门”。同时,书中可能还会穿插一些生活中的类比,帮助读者理解抽象的逻辑关系。例如,用电灯的开关来类比触发器的工作原理,用投票机制来类比多路选择器的功能。我尤其期待书中能够提供大量的例题,并且例题的解题过程都非常详细,从题目分析、原理选择到电路设计,每一步都清晰可见。这些例题应该涵盖不同类型的题目,既有简单的概念理解题,也有稍具挑战性的设计题。此外,书中可能还会提供一些“小贴士”或者“注意事项”,提醒读者在学习过程中容易出现的误区,或者是一些提高学习效率的小技巧。对于一些重要的公式和概念,书中可能会用醒目的颜色或者边框进行标注,方便读者复习和记忆。

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在翻阅这本书的序言部分时,我感受到了编者团队的良苦用心。序言的开篇,通常会阐述编写本书的背景和目的,我猜测这本书的序言很可能首先强调了数字电子技术在当今科技飞速发展中的核心地位,以及其在国民经济建设和人才培养中的重要作用。它可能会提到“十一五”规划期间,国家对高等教育,特别是理工科教育的重视程度,以及这本书作为规划教材所承担的使命——为培养具备扎实理论基础和实践能力的数字电子技术人才提供高质量的教学资源。随后,序言可能会回顾本书第一版的成功之处,以及在第二版修订过程中所做的努力。例如,根据最新的技术发展和教学反馈,对原有内容进行了更新和完善,加入了新的章节或案例,删减了过时的内容,力求使教材更具前瞻性和实用性。我尤其期待序言中能详细介绍修订的重点,比如是针对教学内容的深化,还是对实验环节的优化,亦或是对新技术的引入,如FPGA、ARM处理器在数字系统设计中的应用等。同时,序言还会感谢在编写过程中给予支持的单位和个人,这不仅是一种礼仪,也体现了学术研究的严谨性和合作精神。最后,序言可能会对读者提出殷切的期望,希望本书能够成为他们学习数字电子技术的良师益友,帮助他们掌握核心知识,激发创新思维,为未来的职业生涯奠定坚实的基础。这种充满诚意和责任感的序言,能够让读者在阅读正文之前,对本书有一个全面的认识,并对其内容产生更大的兴趣和信心。

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我非常欣赏这本书在内容组织上的逻辑性。从一个读者初次接触数字电子技术的角度来看,一本好的教材应该循序渐进,由浅入深。我推测,这本书很可能从最基础的数字信号和逻辑门开始讲起。首先,它会介绍二进制数制、逻辑代数的基本运算规则,以及各种基本逻辑门(与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门)的功能和真值表。这部分内容是构建整个数字电子技术知识体系的基石。接下来,可能会讲解如何利用这些基本逻辑门组合成更复杂的逻辑电路,比如组合逻辑电路的设计,包括卡诺图化简法、Quine-McCluskey方法等,以及常见的组合逻辑功能模块,如编码器、译码器、多路选择器、数据选择器、加法器、减法器等。这部分内容会强调逻辑设计的思路和方法,让读者能够理解如何将抽象的逻辑功能转化为具体的电路实现。然后,很自然地会过渡到时序逻辑电路。这部分内容会介绍触发器(RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器)的工作原理及其状态转换,这是构成存储单元和时序系统的基本单元。在此基础上,会讲解寄存器、计数器(异步计数器、同步计数器)、移位寄存器等时序逻辑电路模块的设计与应用。最后,这本书可能还会涉及一些更高级的主题,例如有限状态机(FSM)的设计,包括Mealy模型和Moore模型,以及如何用硬件描述语言(如Verilog或VHDL)来实现这些数字逻辑电路。这种由点到面、由基础到应用的结构,能够帮助初学者逐步建立起完整的知识框架,避免了知识的碎片化,让学习过程更加高效和有序。

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这本书的附加资源和配套材料,往往能极大地提升学习的深度和广度。我非常关注这方面的内容。我期待这本书能够提供丰富的在线资源,比如配套的PPT课件,包含关键知识点的总结和老师上课的讲稿。同时,电子版的教材可能会包含一些交互式的学习模块,例如在线的逻辑电路模拟器,读者可以直接在网页上搭建和测试自己的电路,而无需安装额外的软件。我希望书中能够链接到一些相关的技术网站或者在线课程,为读者提供进一步学习的途径。此外,一本好的教材,还应该包含大量的练习题和习题解答。这些题目应该覆盖教材中的所有章节,并且难度梯度明显,从基础巩固到综合应用。我尤其期待习题解答部分能够详细地给出解题思路和步骤,而不仅仅是给出最终答案,这样才能帮助读者真正理解解题方法。对于一些重要的章节,书中可能还会推荐相关的参考书目或者学术论文,为有兴趣深入研究的读者提供指引。如果这本书还能提供一些相关的工程案例分析,比如某个实际电子产品的设计思路和实现过程,那将是锦上添花,能够让读者更直观地感受到数字电子技术在现实世界中的应用。

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这本书的语言风格和表达方式,也很大程度上决定了我对它的评价。我喜欢那种既严谨专业,又不失生动活泼的写作风格。我推测,这本书的语言应该力求准确、简洁,避免使用含糊不清的词语。在解释专业术语时,会给出清晰的定义,并在必要时提供英文原文。同时,为了避免枯燥乏味,书中可能会适当地使用一些形象的比喻或者幽默的语言,让学习过程更加轻松有趣。例如,在讲解“时钟信号”时,可能会将其比喻成“心脏的跳动”,是整个数字系统运行的节拍器。在讨论逻辑运算时,可能会用“是/否”的选择来类比。对于一些复杂的概念,书中可能会采用“追根溯源”的方式,从最简单的原理出发,一步步推导出复杂的结论,让读者在不知不觉中掌握知识。我期待书中能够避免出现生僻的词汇和复杂的长句,以保证阅读的流畅性。同时,作者的语气应该是一种平等交流的姿态,而不是居高临下的说教。例如,“我们来看一个例子”,或者“你可能会问,为什么会这样呢?”这样的问句,能够引导读者主动思考。

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在深入研究数字电子技术的过程中,我发现对基本概念的清晰理解至关重要。这本书很可能在初期花费大量篇幅来阐释“数字”与“模拟”的区别。它可能会详细解释数字信号的离散性、量化性以及其在信息传输和处理中的优势,例如抗干扰能力强、易于存储和处理等。同时,它也会对比模拟信号的连续性和无限精度,以及在某些领域(如音频、视频信号采集)不可替代的地位。这种对比能够帮助读者建立起对不同信号类型的基本认知,并理解为何数字技术在现代电子系统中占据主导地位。此外,书中很可能还会对“逻辑电平”进行深入的讲解。这不仅仅是高低电平的简单定义,而是会涉及具体的电压范围、阈值以及不同逻辑系列(如TTL、CMOS)在电平标准上的差异。这对于实际电路的连接和理解时序问题至关重要。我期待书中能够提供详细的图示和表格,直观地展示各种逻辑电平的含义,以及不同逻辑器件之间接口的注意事项。例如,如何确保高电平能被正确识别为“1”,低电平被识别为“0”,以及避免因电平不匹配造成的逻辑错误。

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我在学习数字电子技术时,实践环节的指导至关重要,这本书在这方面似乎做得相当到位。我非常期待书中能够包含丰富且具有代表性的实验项目。这些实验项目不仅仅是简单的连接,而是能够帮助读者将理论知识转化为实际操作。例如,第一个实验很可能是搭建简单的组合逻辑电路,使用基本的逻辑门芯片(如74LS00系列)来实现一个简单的加法器或者多路选择器。书中应该详细列出所需的元器件清单、实验电路图,以及详细的接线步骤。更重要的是,它应该提供预期的实验结果,并指导读者如何进行测试和验证,例如使用万用表测量电平,或者使用逻辑分析仪观察波形。随着内容的深入,实验项目也会逐渐增加难度。可能会有设计和实现一个简单的时序电路,比如一个4位同步计数器,使用触发器芯片(如74LS77)来搭建。这个实验会要求读者理解触发器的状态转换,并学习如何控制时钟信号和复位信号。我特别希望书中能包含一些关于FPGA(现场可编程门阵列)或CPLD(复杂可编程逻辑器件)的实验指导。例如,如何使用Verilog或VHDL语言编写简单的逻辑模块,然后在FPGA开发板上进行下载和验证。这能够让读者接触到现代数字系统设计的主流工具和技术。书中可能还会提供一些典型的电路故障排查方法和技巧,帮助读者在实验过程中遇到问题时,能够独立分析和解决。

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这本书的封面设计给我留下了深刻的印象。首先,封面的整体色调偏向沉稳的蓝色,象征着知识的深邃和电子技术的严谨。正中央的“数字电子技术”几个大字采用了一种略带科技感的银灰色字体,笔画清晰,庄重又不失现代感。字体的大小适中,既能一眼辨认,又不会喧宾夺主。字体下方,副标题“(第2版)”的字样则更加小巧,但依然清晰可见,表明了其更新迭代的性质。再往下,是“普通高等教育‘十一五’规划教材”的标识,这个标识的加入,无疑增加了本书的权威性和官方认可度,让读者在选择教材时更加放心。封面的背景并非简单的纯色,而是融入了一些抽象的电路图纹理,若隐若现,仿佛在诉说着这本书的核心内容。这些纹理的设计非常巧妙,既没有抢夺文字的风头,又能在视觉上营造出浓厚的专业氛围。我尤其喜欢的是,这些电路纹理并非写实风格,而是运用了线条和简单的几何图形,给人一种简洁、高效的现代科技感。封面的角落,印有9787111131823这个ISBN号,虽然只是一个数字组合,但在我看来,它如同这本书的身份证,记录着它的身份信息。还有一个小小的“机”字,起初我不太明白它的含义,但结合书名“数字电子技术”,我猜想这可能代表了“机械”或“机器”相关的应用领域,或者是印刷厂的标记,虽然这个细节可能很微小,却也增添了些许神秘感。总的来说,这本书的封面设计,不仅仅是一个简单的标识,更像是一个精心设计的视觉名片,它成功地在众多书籍中脱颖而出,吸引了我的目光,让我对即将翻开的书页充满了期待。它传递的信息是明确的、专业的,并且具有一定的艺术性,是我在书架上选择它时非常重要的一个因素。

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这本书的理论推导部分做得非常扎实,这是我个人非常看重的方面。我尤其赞赏那些能够清晰展示公式由来和推导过程的教材。对于数字电子技术中的一些核心原理,比如布尔代数的基本定律和定理(交换律、结合律、分配律、对偶律、吸收律、德摩根定律等),我期待书中能够不仅仅罗列出这些定律,而是通过简单的例子或者逻辑推理来证明它们的正确性。例如,当介绍德摩根定律时,书中可能会通过真值表或者逻辑门电路图来直观地演示 $(overline{A+B}) = overline{A} cdot overline{B}$ 和 $(overline{A cdot B}) = overline{A} + overline{B}$ 这两个重要公式的等价性。这种“知其然,更知其所以然”的讲解方式,能够帮助读者真正理解这些理论的内在逻辑,而不是死记硬背。同样,在讲解卡诺图化简法时,我希望书中能详细展示如何根据变量的个数,绘制出相应的卡诺图,以及如何通过圈选相邻的1来最简化逻辑表达式。每个圈的选取原则,如圈的大小必须是2的幂次方,以及如何确保选取的圈数最少,都应该有清晰的步骤和图示说明。此外,对于组合逻辑和时序逻辑的设计,书中可能还会给出严谨的数学模型和算法描述,例如状态方程、输出方程的推导过程,以及如何从这些方程出发,设计出具体的电路图。这种严谨的理论推导,不仅能加深读者对原理的理解,也能为解决更复杂的问题打下坚实的基础。

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在阅读一本技术书籍时,图表和插图的质量是影响阅读体验的重要因素。我非常看重这本书在这方面的表现。首先,电路图的绘制应该规范、清晰,符合国际标准。每一个元件都应该有明确的符号和标注,导线连接关系一目了然。我期待书中能够提供多种形式的图示,比如原理图、逻辑框图、时序图等,并且能够清晰地展示它们之间的联系。例如,在讲解一个复杂电路时,先给出一个逻辑框图,让读者对整体结构有一个宏观的认识,然后再给出详细的原理图,展示具体的逻辑门和触发器是如何连接的。时序图的绘制也至关重要,它能够直观地展示信号随时间的变化,以及不同信号之间的时序关系。我希望书中能够提供清晰的时序图,并对各个信号的上升沿、下降沿、建立时间、保持时间等关键参数进行详细的解释。此外,书中可能还会使用大量的表格来总结和对比各种逻辑芯片的型号、功能、参数等信息,方便读者查阅和选择。我还希望书中能够提供一些示意图,用来解释抽象的概念,例如用流水线来比喻流水线式处理器的结构,用交通信号灯来比喻同步控制的机制。

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