数字电路与系统设计 第二版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9786061225606

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• 数字电路
• 数字系统设计
• 逻辑设计
• 可编程逻辑器件
• VHDL
• Verilog
• FPGA
• 电路分析
• 电子技术
• 计算机组成原理

《数字电路与系统设计 第二版》简介 本书是一本全面深入探讨数字电路设计原理与系统构建方法的权威著作。它旨在为读者提供扎实的理论基础，并引导他们掌握现代数字系统设计所需的关键技能。第二版在原有基础上进行了 extensive 的更新和扩充，更加贴合当前数字技术发展的最新趋势和业界实践。 内容梗概： 本书内容覆盖了从最基础的数字逻辑门到复杂的微处理器和可编程逻辑器件的设计。它以清晰的逻辑顺序，循序渐进地引导读者理解数字电路的底层运作机制，并在此基础上构建功能强大、性能卓越的数字系统。 第一部分：数字逻辑基础 本部分奠定了整个课程的基础。读者将从最基本的概念开始，如数字信号与模拟信号的区别，二进制、十进制、十六进制等数制及其转换。随后，将深入学习逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的工作原理，以及布尔代数的基本定理和公式，学会运用布尔代数简化逻辑表达式。 接着，本书将介绍组合逻辑电路的设计方法，包括卡诺图（Karnaugh Map）和奎因-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）算法，这些工具能够帮助读者系统地找到最简化的逻辑表达式，从而设计出最高效的组合逻辑电路。我们将详细讲解诸如编码器、解码器、多路选择器（Multiplexer）、分路选择器（Demultiplexer）、加法器、减法器等典型组合逻辑电路的设计与应用。 第二部分：时序逻辑电路与状态机 在掌握了组合逻辑电路后，本书将引入时序逻辑电路的概念，这是构建具有记忆功能的数字系统的关键。读者将学习触发器（Flip-flop）的各种类型（SR, JK, D, T）及其工作原理，以及它们如何构成基本的存储单元。 本书将重点讲解寄存器（Register）和计数器（Counter）的设计，包括移位寄存器、并行加载寄存器、同步计数器、异步计数器等。这些电路是实现数据存储、移位和计数的基石。 更进一步，本书将深入介绍有限状态机（Finite State Machine, FSM）的设计。读者将学习如何使用状态图和状态表来描述系统的行为，并将其转化为实际的硬件电路。我们将详细讲解摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型状态机的区别与设计方法，并通过实例展示如何用状态机实现序列检测器、控制器等复杂功能。 第三部分：存储器与可编程逻辑器件 本部分将聚焦于数字系统中重要的存储单元和灵活的硬件实现技术。读者将了解不同类型的存储器，包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的结构、工作原理及其分类（如SRAM, DRAM, PROM, EPROM, EEPROM）。本书将探讨存储器的工作时序和接口设计。 此外，本书还将详细介绍可编程逻辑器件（PLD）的概念和发展。读者将学习可编程只读存储器（PROM）、通用可编程逻辑器件（GAL）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）以及现场可编程门阵列（FPGA）的内部结构、编程原理和应用。重点将放在如何使用硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，来描述数字逻辑，并通过PLD实现复杂的设计。 第四部分：数字系统设计流程与方法 本部分将引导读者从理论走向实践，掌握完整的数字系统设计流程。本书将详细讲解从需求分析、系统架构设计、模块划分到具体逻辑实现、仿真验证、时序约束和综合（Synthesis）的整个过程。 本书还将介绍现代数字系统设计中广泛使用的硬件描述语言（HDL），例如Verilog和VHDL。读者将学习HDL的基本语法、数据类型、行为建模和结构建模，以及如何使用HDL进行功能仿真和时序仿真，确保设计的正确性。 针对实际应用，本书还将涉及异步电路设计中的挑战与应对策略，以及一些进阶的主题，如低功耗设计、时钟同步和去同步技术等。 第五部分：典型数字系统实例 为了巩固所学知识，本书提供了多个经典的数字系统设计实例。这些实例将涵盖不同领域的应用，例如： 简单的微处理器设计： 介绍一个精简指令集计算机（RISC）或复杂指令集计算机（CISC）的基本结构，包括指令解码、数据通路、控制单元等。 数据采集系统： 设计一个包含模数转换器（ADC）、数据存储和接口电路的数据采集模块。 通信接口电路： 实现串行通信接口（如UART）或并行通信接口的设计。 控制系统： 设计一个基于状态机的电机控制器或步进电机控制器。 这些实例的设计将充分展示如何将前面章节中学到的理论知识融会贯通，应用于实际的工程问题。 读者对象： 本书适合于电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的本科生、研究生，以及从事数字电路设计、FPGA开发、集成电路设计等工作的工程师。 本书特色： 理论与实践结合： 理论阐述严谨，并通过丰富的实例和设计流程指导读者将理论应用于实践。 结构清晰，逻辑性强： 内容组织合理，从基础到高级，循序渐进，易于理解和学习。 详尽的图示与表格： 大量采用电路图、时序图、状态图、表格等可视化工具，帮助读者直观理解抽象概念。 关注最新技术： 紧跟数字技术发展前沿，介绍现代数字系统设计方法和工具。 兼顾通用性和深度： 覆盖数字电路与系统的核心内容，同时对关键技术进行了深入探讨。 通过学习本书，读者将能够独立完成各种数字电路和数字系统的设计与实现，为他们在数字技术领域的进一步学习和职业发展奠定坚实的基础。

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