具体描述
本书是职业技术学校推行双元制办学体制的电工电子专业理论教材之一，同时根据高等专业技术教学要求，教材增加了有关内容，也可供高职、高专有关专业使用。全书共分上、下两篇，上篇7章，下篇4章。上篇为基础知识部分，下篇为知识的技术应用部分。本书内容包括二极管及整流电路、三极管及其基本电路、运算放大器的线性应用及光电子器件、特殊敏感性半导体器件的晶闸管基本电路应用等。本书内容力求“新颖”和“实用”，侧重于物理概念表述及半导体器件与电路的紧密结合。书中举例具有工程背景，突出应用性、技术性和实用性。
本书可作为高等职业技术院校、中等职业学校电工、自动化专业的基础教材，也可作为有关工程技术人员和教师的参考书。
电子技术：数字系统设计与实现 本书聚焦于现代电子系统的核心——数字逻辑与系统构建，深入浅出地剖析了从最基础的布尔代数到复杂微处理器架构的完整设计流程与实现技术。 它旨在为电子工程、计算机科学及相关专业的学生和工程师提供一套全面、实用且与时俱进的理论与实践指导。 --- 第一部分：数字逻辑基础与器件 本部分奠定了整个数字电子技术学习的基石，详细阐述了描述和实现数字电路所必需的数学工具和基本物理器件。 第1章：数制、编码与逻辑运算 本章首先介绍了数字系统与模拟系统的本质区别，并系统地讲解了二进制、八进制、十六进制等常用数制的相互转换方法。重点突出了二进制在计算机和数字电路中的核心地位。 随后，深入探讨了信息的表示方式，包括各种编码方案： 标准二进制编码： 补码、原码、反码在有符号数表示中的应用和运算规则。 字符编码： BCD码（二进制编码的十进制）、ASCII码（美国信息交换标准代码）及其在数据传输中的作用。 错误检测与纠正码： 如奇偶校验码和汉明码的基本原理，解释了它们如何在数据存储和传输中保证可靠性。 最后，本章引入了布尔代数（Boolean Algebra），这是所有数字逻辑的理论基础。详细讲解了布尔代数的公理、定理（如德摩根定律），并介绍了描述逻辑功能的标准形式：最小项之和（SOP）与最大项之积（POS）。 第2章：组合逻辑电路分析与设计 本章将理论知识转化为实际的电路实现。首先介绍了实现逻辑功能的基本逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的物理特性和逻辑功能表。 随后，重点讲解了逻辑功能的化简技术： 卡诺图（Karnaugh Map）： 详细介绍了二维到五维卡诺图的绘制、分组与最小化方法，确保找到最简逻辑表达式。 Quine-McCluskey（QM）方法： 针对复杂逻辑函数，系统地介绍了利用隐含项和素蕴含项的代数化简流程。 在此基础上，本章转向实用电路的构建： 组合电路元件： 深入分析了译码器（Decoder）、编码器（Encoder）、数据选择器（Multiplexer/MUX）和数据分配器（Demultiplexer/DEMUX）的工作原理、真值表及其在系统中的应用，特别是MUX作为通用逻辑单元的实现方式。 算术逻辑单元（ALU）基础： 讲解了半加器、全加器、串行和并行加法器的设计，为后续的运算电路打下基础。同时介绍了比较器、溢出检测等关键模块。 第3章：时序逻辑电路与存储单元 时序逻辑电路的引入标志着系统具备了“记忆”功能，是构建顺序电路和状态机的基础。 本章详细阐述了锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop）的结构和特性。重点分析了基本RS、D、JK和T触发器在不同时钟沿（上升沿/下降沿）下的工作特性，以及它们之间的相互转换关系。 核心内容包括： 时序电路的分析方法： 介绍如何使用状态表、状态图（图表）和励起表来描述和分析复杂的时序系统。 异步时序电路： 分析了由非同步信号控制的电路中可能出现的竞争与冒险现象，并介绍了消除这些问题的设计技巧。 同步时序电路设计： 重点讲解了如何设计基于统一时钟信号的时序系统，包括： 寄存器（Register）： 数据暂存与并行加载。 移位寄存器（Shift Register）： 串行/并行数据转换、环形移位寄存器的应用。 计数器（Counter）： 异步计数器（Ripple Counter）和同步计数器（Parallel Counter）的设计，包括任意模计数器的实现。 --- 第二部分：可编程逻辑器件与系统级设计 随着集成电路技术的发展，直接使用离散逻辑门设计复杂系统已不切实际。本部分转向现代电子设计的主流工具——可编程器件和硬件描述语言（HDL）。 第4章：可编程逻辑器件（PLD）概述 本章介绍了逻辑阵列器件的发展历程和基本架构。 PROM、PLA、PAL： 详细对比了这些可编程逻辑器件的结构差异（固定的与可编程的AND/OR阵列），分析了它们在实现速度、灵活性和成本上的权衡。 复杂可编程逻辑器件（CPLD）： 介绍了CPLD的内部结构，包括宏单元（Macrocell）和全局互连矩阵，以及它们如何支持更大型的组合与时序逻辑实现。 第5章：现场可编程门阵列（FPGA）与HDL FPGA是现代数字系统原型设计和最终实现的主力平台。本章将重点介绍基于FPGA的设计流程。 FPGA架构： 深入解析了FPGA的内部组成，包括逻辑单元阵列（Logic Array Blocks/LABs）、可配置逻辑单元（CLBs）、查找表（LUT）、输入/输出块（IOBs）以及布线资源。 硬件描述语言（HDL）入门： 详细介绍VHDL或Verilog（侧重描述性编程范式）的基础语法结构，包括实体（Entity）、架构（Architecture）/模块（Module）、数据类型、并发与顺序语句。 结构化描述与行为描述： 教授如何使用HDL进行不同抽象层次的描述，包括使用 `generate` 语句进行参数化设计，以及使用 `process`/`always` 块描述时序行为。 第6章：同步数字系统的高级设计 本章将HDL和系统级思维相结合，指导读者设计复杂、可靠的同步数字系统。 有限状态机（FSM）设计流程： 详细分解了Mealy型和Moore型FSM的设计步骤，包括状态分配、输入输出逻辑的编写以及代码的综合（Synthesis）过程。 时钟域交叉（CDC）： 讨论了在多时钟域系统中数据同步的必要性，并详细介绍了常见的CDC技术，如双触发器同步器、握手协议和异步FIFO（First-In, First-Out）缓冲器的设计原理与实现要点。 时序约束与静态时序分析（STA）： 引入现代EDA工具中的关键概念。解释了建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的概念，以及如何设置输入/输出延迟约束，确保设计在目标频率下正确工作。 --- 第三部分：数据通路与控制单元 本部分将前两部分学到的基础知识整合成一个可执行的计算核心——微处理器的数据通路和控制结构。 第7章：数据通路组件 本章关注系统内部信息流动的核心部件。 多路数据传输： 设计并分析总线结构、三态缓冲器及其在共享数据路径中的仲裁机制。 存储元件： 详细介绍RAM（静态随机存取存储器）和ROM（只读存储器）的工作原理，包括地址解码、读写操作的时序要求。 算术逻辑单元（ALU）的扩展： 扩展到乘法器、除法器（如Booth算法基础）和乘加单元（MAC）的结构。 第8章：简单微处理器（CPU）架构基础 本章构建一个精简的、基于冯·诺依曼或哈佛架构的指令集处理器模型，以展示控制单元如何协调数据通路。 指令集架构（ISA）概念： 定义简单的操作码（Opcode）、寻址模式（立即数、寄存器、直接寻址）。 单周期CPU设计： 完整设计一个能够执行加法、取指、存取的单周期处理器。重点讲解如何设计控制单元（Control Unit）的逻辑，该逻辑根据指令译码后的操作码产生所有所需控制信号。 多周期/流水线基础： 概述单周期设计的局限性（时钟周期受最慢指令限制），引入多周期数据通路的概念，并简要介绍指令流水线化（Instruction Pipelining）的基本思想及其对吞吐量的提升。 --- 附录 数字电路仿真与验证工具使用指南 常用集成电路系列（如TTL和CMOS系列）的电气特性对比 本书的最终目标是培养读者从需求分析、逻辑抽象、硬件描述到最终在可编程器件上实现一个功能完备的数字系统的全栈能力。 通过大量的实例和工程实践，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 qciss.net All Rights Reserved. 小哈图书下载中心 版权所有