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出版者:第1版 (2005年10月1日)

作者:王勇

出品人:

页数:140 页

译者:

出版时间:2005年10月1日

价格:16.00元

装帧:平装

isbn号码:9787309040340

丛书系列:

图书标签:

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《数字电子技术基础：从理论到实践的深入探索》 丛书导言 本套丛书旨在为电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的学生及工程技术人员提供一套系统、深入、且紧跟时代发展步伐的数字电子技术学习资源。我们深知，数字技术是现代信息社会的基石，其原理的掌握与实践能力的培养至关重要。本丛书的编写团队由资深高校教师与一线资深工程师组成，力求在理论的严谨性与工程的实用性之间找到完美的平衡点。 本丛书的每一分册都聚焦于数字技术体系中的某一关键领域，以清晰的逻辑结构、丰富的案例分析和前沿技术的引入，构建起一个完整且相互关联的学习知识网络。我们的目标是，读者在系统学习完本套丛书后，不仅能深刻理解数字系统的设计与工作原理，更能在实际工程项目中快速、高效地解决问题。 --- 分册一：《半导体器件与基础电路原理》 内容概要： 本册是深入理解数字电路的基础。它首先从半导体物理学的基本概念入手，详细阐述了PN结的形成、特性及关键的二极管模型。随后，重点剖析了双极性晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的工作机制，这是构成所有数字开关电路的核心元件。 书中对MOSFET的各种工作区（截止区、线性区、饱和区）的电学特性进行了细致的数学建模与图形化解释。在此基础上，本册进一步探讨了晶体管作为开关时的动态特性，包括开关速度、功耗与延迟时间的相互制约关系。最后，本册引入了电阻负载逻辑（RTL）、二极管逻辑（DL）和采用晶体管的各种基本逻辑门电路（如TTL和CMOS的早期结构），为后续学习组合逻辑电路打下坚实的器件基础。每一章节均配有大量的实验数据分析和电路仿真结果，帮助读者直观理解器件参数对电路性能的影响。 --- 分册二：《组合逻辑电路的设计与优化》 内容概要： 本册专注于数字系统的“静态”部分，即不含记忆功能的逻辑电路。全书围绕布尔代数展开，从布尔表达式的建立、化简开始，系统介绍了描述逻辑功能的标准方法——真值表、卡诺图（Karnaugh Map）和Quine-McCluskey（Q-M）化简法。 核心章节深入讲解了标准逻辑门（AND, OR, NOT, XOR）及其衍生门（NAND, NOR）的特性，以及如何利用这些基本门搭建复杂功能电路。本册的重点在于组合逻辑的设计流程：从需求分析到功能描述，再到逻辑实现。 特别地，本册对中等规模集成电路（MSI）的典型应用进行了详尽的分析，包括数据选择器（MUX）、译码器（Decoder）、编码器（Encoder）和加法器（全加器、超前进位加法器）。在优化部分，我们不仅关注逻辑门数量的最小化，还引入了竞争与冒险现象的识别、消除方法，确保了设计出的电路在物理实现后能够稳定可靠地工作。多层次的优化实例贯穿始终，引导读者从“能工作”到“工作得更好”的思维转变。 --- 分册三：时序逻辑电路与有限状态机 内容概要： 时序逻辑电路是数字系统的“动态”核心，是实现数据存储和序列控制的基础。本册首先从最基础的锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop，包括SR, JK, D, T型）的建立时间、保持时间和毛刺抑制等方面进行深入分析，重点阐述了主从结构和边沿触发机制的优越性。 随后，本册系统性地介绍了如何利用触发器构建寄存器（Register）和计数器（Counter），包括异步计数器和同步计数器的设计与模值扩展。计数器部分尤其强调了时序约束和反馈逻辑对系统稳定性的影响。 本册的重头戏是有限状态机（FSM）的设计。我们采用Mealy模型和Moore模型进行对比讲解，详细介绍了状态编码的策略（如独热码、格雷码），以及如何将状态转换图（State Transition Diagram）转化为实际的硬件电路（组合逻辑和触发器驱动逻辑）。设计实例涵盖了序列检测器、状态复位逻辑和同步控制单元的构建。最后，本册探讨了同步亚稳态问题及如何使用同步器（Synchronizer）安全地跨越异步边界，这是任何复杂数字系统设计的关键难点。 --- 分册四：存储器系统与可编程逻辑器件 内容概要： 本册将读者的视野从离散逻辑门扩展到大规模集成电路和系统集成层面。首先，详细剖析了不同类型的半导体存储器的工作原理，包括静态随机存取存储器（SRAM）单元的结构、读写时序，以及动态随机存取存储器（DRAM）的刷新机制和多路复用地址原理。针对只读存储器（ROM，包括PROM, EPROM, EEPROM），本册阐述了其存储内容的生成与特点。 在系统集成方面，本册重点介绍了可编程逻辑器件（PLD）家族的演进与应用：从简单的可编程只读存储器（PROM）到现场可编程逻辑阵列（FPLA/PAL/GAL），再到复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）的内部架构（LUT、CLB、I/O Block）。 本册通过实际的硬件描述语言（如VHDL/Verilog的描述范式）实例，展示了如何将组合逻辑和时序逻辑映射到CPLD/FPGA的资源上。重点分析了资源利用率、时序收敛以及逻辑综合的基本流程，使读者能够初步掌握现代数字电路设计中使用EDA工具链的门槛知识。 --- 分册五：数模/模数转换与系统接口技术 内容概要： 本册关注数字系统与物理世界（模拟信号）的桥梁——数据转换技术。书中首先阐述了采样定理、量化误差等数字信号处理的先决概念。接着，详细分析了数/模转换器（DAC）的线性度、建立时间、单调性等关键参数，并深入对比了R-2R梯形网络和加权电阻型DAC的优缺点。 在模/数转换器（ADC）部分，本册系统介绍了逐次逼近式（SAR）、双积分式、闪烁式（Flash）ADC的工作原理、速度与精度的权衡。特别针对高精度和高速应用，对过采样与欠采样技术进行了理论推导。 系统的互联与接口是数字电路应用成功的关键。本册探讨了标准总线协议（如SPI, I2C）的帧格式与时序要求，并分析了并行接口与串行接口在数据吞吐量和电路复杂性上的差异。最后，本册通过几个典型的传感器数据采集系统实例，演示了如何将ADC、存储缓冲器和微控制器接口有机地结合起来，构建一个完整、鲁棒的实时数据采集系统。 --- 总结与展望 本套丛书的设计理念是“理论指导实践，实践反哺理论”。我们避免了对单一厂商或过时技术的过度纠缠，而是致力于传授贯穿所有数字系统的核心概念、设计范式与分析方法。我们相信，通过对本系列深入的学习，读者将能构建起坚实的数字系统设计能力，足以应对未来技术发展带来的新挑战。

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这本书简直是一本绝世秘籍，深入浅出地揭示了数字逻辑的奥秘。初学者面对那些复杂的逻辑门、时序电路，往往会感到无从下手，如同坠入迷宫。然而，这本书却像一位经验丰富的向导，用清晰的语言、生动的比喻，一步步引领我们走出困境。它不仅仅是理论的堆砌，更是将抽象的概念具象化，通过大量的实例和习题，让我们在实践中理解原理。我尤其欣赏它在电路分析和设计方面的讲解，从最基本的组合逻辑电路，到复杂的状态机设计，都进行了详尽的剖析。特别是关于状态机的部分，作者运用了多种不同的描述方式，并且详细讲解了状态简化和输出分配的技巧，这对于我理解和设计有限状态机非常有帮助。而且，书中还穿插了一些历史背景和实际应用案例，让我不仅仅是学习知识，更能体会到数字逻辑在现代科技中的重要地位。读完这本书，我感觉自己对数字电路有了全新的认识，仿佛打开了一扇通往数字世界的大门，里面的每一个细节都充满了魅力。那些曾经让我头疼的逻辑表达式，现在在我眼中都变得清晰明了，我可以轻松地将它们转化为实际的电路。这本书的排版也很舒适，字体大小适中，章节划分合理，阅读体验非常流畅。总而言之，这是一本真正能帮助读者掌握数字逻辑知识的优秀教材，强烈推荐给所有对此领域感兴趣的朋友。

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我必须承认，这本书是我在数字逻辑学习旅途中遇到的最宝贵的一本教材。此前，我曾尝试过阅读市面上的一些同类书籍，但往往因为内容过于晦涩或缺乏实践指导而无法真正掌握。这本书的出现，彻底改变了我的学习体验。它以一种极其系统和深入的方式，为我揭示了数字逻辑的奥秘。我尤其赞赏书中对组合逻辑电路的讲解，从最基本的逻辑门到复杂的组合电路，作者都进行了非常详尽的阐述。书中对于卡诺图的化简方法，提供了多种不同的视角和技巧，这让我能够更灵活地运用卡诺图来优化逻辑电路，从而提高电路的效率和性能。而且，书中还包含了一些关于数字电路的时序分析内容，比如时钟信号的传播延迟、建立时间和保持时间等，这对于我理解实际电路的运行规律至关重要。我过去在进行电路设计时，常常会忽略这些时序方面的问题，而这本书的讲解，让我能够更加全面地考虑电路的性能。书中的语言风格非常严谨而专业，同时又不失易懂，让我能够轻松地消化那些复杂的理论知识。

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我与这本书的相遇，可以说是开启了我数字逻辑学习的新篇章。此前，我尝试过阅读其他几本数字逻辑的书籍，但往往因为晦涩难懂的语言和缺乏实践性的内容而浅尝辄止。这本书的出现，彻底改变了我的学习体验。它以一种极其循序渐进的方式，将抽象的数字逻辑概念变得触手可及。例如，在讲解组合逻辑电路时，书中不仅详细介绍了各种基本逻辑门（AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR）的功能和真值表，还通过丰富的例子展示了如何使用这些基本门来构建更复杂的电路，如加法器、减法器、译码器、编码器和多路选择器等。我尤其欣赏它在讲解全加器和半加器时的细致入微，从原理到电路图，再到逻辑表达式的推导，都做到了清晰明了。更让我惊喜的是，书中还包含了大量的硬件描述语言（HDL）入门知识，比如Verilog和VHDL，并且用这些语言实现了许多经典的数字电路，这对于我后续的学习和实践提供了极大的便利。通过学习书中的HDL代码，我不仅能够更好地理解电路的设计思路，还能直接在仿真器中验证电路的功能，极大地提高了我的学习效率。这本书的内容结构非常合理，从易到难，循序渐进，让我在不知不觉中掌握了数字逻辑的核心知识。

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这本书绝对是我数字逻辑学习之路上的“神助攻”。我之前在学习数字逻辑时，总感觉自己像是无头苍蝇，对知识点零散的掌握，缺乏系统性的认识。这本书的出现，仿佛为我构建了一个完整的知识框架。它以一种极其循序渐进的方式，将抽象的数字逻辑概念变得具体而生动。我特别欣赏书中对时序逻辑电路的讲解，它从最基础的触发器开始，详细阐述了各种触发器的特性和应用，然后逐步过渡到移位寄存器和计数器。我过去在理解移位寄存器的串行输入输出原理时，常常感到困惑，而书中通过详细的时序图和实例分析，让我彻底明白了其中的奥秘。而且，书中还提供了关于状态机设计的详细指导，包括状态图的绘制、状态分配以及电路实现。我曾经在设计一个简单的交通信号灯控制器时，为如何进行状态分配而苦恼，而这本书提供的多种状态分配方法，为我提供了极大的启发。这本书的语言风格非常通俗易懂，即使是初学者也能轻松理解，并且其丰富的案例和习题，更是让我在实践中巩固了知识。

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我必须说，这本书为我打开了数字逻辑世界的一扇新的大门。在此之前，我对数字逻辑的理解停留在非常基础的层面，很多复杂的概念和应用都让我感到望而却步。这本书的出现，彻底改变了我的学习方式。它以一种非常系统和全面的方式，涵盖了数字逻辑的方方面面。我尤其欣赏书中对组合逻辑电路的讲解，从最基本的逻辑门到各种复杂的组合电路，作者都进行了非常详尽的阐述。书中关于多路选择器和译码器的讲解，让我深刻理解了它们在数据选择和地址译码方面的作用，并且通过大量的实例，让我能够掌握如何利用这些基本组件来构建更复杂的逻辑系统。此外，书中还提供了一些关于逻辑电路故障诊断和排除的内容，这对于我未来的实际应用非常有帮助。我过去在进行电路设计时，常常会遇到一些难以解决的故障问题，而这本书的指导，让我能够更有针对性地进行故障排查。书中的语言风格非常专业而又不失生动，让我能够轻松地掌握那些抽象的理论知识，并且通过丰富的图示和案例，让我能够更加直观地理解电路的运行原理。

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这本书的出现，彻底颠覆了我之前对数字逻辑学习的看法。我曾一度认为数字逻辑是枯燥且难以理解的学科，但这本书却用它独特的魅力，让我对其产生了浓厚的兴趣。书中在讲解组合逻辑电路时，不仅仅停留在理论层面，而是通过大量的实际电路图和逻辑表达式，生动地展示了各种逻辑门的组合应用。我尤其喜欢书中对加法器、减法器、比较器和数据选择器的详细讲解，它们不仅揭示了这些基本电路的设计原理，还展示了它们在实际数字系统中的重要作用。而且，书中还穿插了一些关于数字系统设计的原则和方法，比如模块化设计、层次化设计以及顶层设计等，这让我能够从更高的层面去理解数字逻辑的应用。书中的语言风格非常清晰易懂，即使是复杂的概念，也能被作者用简洁的语言表达出来，并且配合丰富的图示，使得学习过程更加轻松愉快。我经常会反复阅读书中某些章节，每次都能有新的体会和收获。这本书的内容不仅限于理论知识，还包含了很多实践性的指导，这对于我这样的初学者来说，无疑是宝贵的财富。

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这本书是我在数字逻辑学习道路上遇到的最得力的助手。此前，我对数字逻辑的认识仅停留在概念层面，面对复杂的逻辑设计和分析，总觉得力不从心。这本书却用一种令人惊叹的清晰度和深度，为我打开了数字逻辑世界的奇妙大门。我特别喜欢书中关于时序逻辑电路的讲解。从最基础的触发器开始，到移位寄存器、计数器，再到各种状态机，作者都进行了非常详尽的剖析。书中对于状态机的设计，提供了多种不同的方法和流程，并且详细讲解了状态图的绘制、状态分配的优化以及电路的实现。我过去在理解和设计状态机时常常遇到困难，而这本书中的案例分析和步骤指导，让我能够轻松应对各种复杂的状态机设计任务。此外，书中还提供了丰富的习题，涵盖了从基础概念到高级应用的各个层面，这些习题不仅检验了我对知识的掌握程度，也帮助我巩固了学习成果。我尤其喜欢那些具有挑战性的综合性题目，它们能够激发我的思考，培养我的解决问题的能力。这本书的语言风格非常严谨而不失生动，让我能够轻松地理解那些复杂的理论知识。

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我的数字逻辑知识体系，很大程度上得益于这本书的引导。在此之前，我总觉得数字逻辑的学习就像是在迷雾中前行，难以找到清晰的方向。这本书却像是一盏明灯，为我指引了前进的道路。它以一种系统而全面的方式，将数字逻辑的各个分支都进行了深入的剖析。我尤其欣赏书中关于时序逻辑电路的讲解，从触发器的工作原理到不同类型寄存器和计数器的设计，再到状态机的建模和实现，都展现出了极高的专业性和指导性。书中对于状态机的设计，提供了多种不同的化简方法和实现技巧，并且通过大量的实例，让我能够清晰地理解如何将抽象的状态转换转化为实际的硬件电路。我过去在设计同步时序电路时，常常会遇到时钟信号的同步问题，而这本书中关于时钟信号的划分、时钟抖动和传播延迟的讲解，为我提供了宝贵的参考。此外，书中还提供了一些关于组合逻辑和时序逻辑综合的入门介绍，这对于我理解如何将逻辑设计转化为可执行的代码有着重要的意义。这本书的结构安排非常合理，内容由浅入深，循序渐进，让我能够稳步提升自己的数字逻辑能力。

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这本书在我学习数字逻辑的过程中扮演了至关重要的角色，它不仅仅是一本指导手册，更像是一位孜孜不倦的良师益友。我一直以来对电子工程领域充满热情，但总觉得数字逻辑部分是块难以啃食的硬骨头。市面上充斥着各种教材，但很多都过于理论化，缺乏实践指导。直到我偶然发现了这本书，一切都变得不同了。它没有空泛的理论说教，而是紧密结合实际操作，从最基础的逻辑门电路开始，一步步引导读者构建起复杂的数字系统。我最喜欢的是书中对不同逻辑家族的介绍，比如TTL和CMOS，以及它们各自的特点和应用场景。这让我对实际的硬件实现有了更直观的了解。此外，书中关于卡诺图化简和奎恩-麦克拉斯基算法的讲解也十分透彻，我以前总是搞不清楚这些化简方法的由来和具体步骤，但通过这本书的学习，我终于能够熟练运用它们来优化逻辑电路，大大减少了门电路的数量，提高了电路的效率。书中的附录部分也提供了丰富的参考资料，包括常用的逻辑符号、时序图以及一些经典的数字电路设计案例，这些都为我的深入学习提供了宝贵的资源。这本书的语言风格非常亲切，仿佛是作者在和我面对面交流，解答我心中的疑惑。

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这本书就像是为我量身打造的数字逻辑学习宝典。我之前在学校学习数字逻辑课程时，虽然也接触了相关的知识，但总感觉理解不够深入，尤其是在解决一些实际问题时，常常感到力不从心。这本书的出现，恰好填补了我知识上的空白。它以一种极其系统和全面的方式，涵盖了数字逻辑的各个方面。我尤其赞赏书中对触发器和寄存器的深入讲解。无论是D触发器、JK触发器、T触发器还是SR触发器，书中都详细阐述了它们的结构、工作原理、状态转换图以及应用。对于移位寄存器和计数器，更是进行了多角度的剖析，让我彻底理解了它们如何实现数据的存储和序列的生成。而且，书中还穿插了许多实际的工程应用案例，比如在数据传输、信号处理和控制系统中的应用，这让我认识到数字逻辑并非只是枯燥的理论，而是构建现代数字世界的基石。书中的图示清晰准确，逻辑框图、时序图以及电路图都绘制得非常规范，这对于我理解复杂的电路结构非常有帮助。此外，书中还提供了一些关于FPGA（现场可编程门阵列）开发入门的指导，这对于我未来进入集成电路设计领域非常有价值。

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