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出版者:国防工业出版社

作者:杨晓慧

出品人:

页数:306

译者:

出版时间:2005-1-1

价格:29.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787118037715

丛书系列:

图书标签:

• 电子技术
• EDA
• 实践
• 教程
• 电路设计
• 仿真
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• 单片机
• 数字电路

好的，下面是一篇关于《数字电路设计与应用》的图书简介，力求内容详实、专业，不涉及《电子技术EDA实践教程》中的内容。 --- 《数字电路设计与应用：从基础逻辑到复杂系统实现》图书简介 图书名称： 数字电路设计与应用：从基础逻辑到复杂系统实现 ISBN： (此处留空，代表一本假设出版的书籍) 页数： 约 650 页 定价： (此处留空) 简述 本书是一本全面深入探讨数字电路原理、分析与设计方法的专业教材与实践指南。内容覆盖了从最基本的布尔代数、逻辑门电路，到中等规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）的应用，并详尽阐述了时序逻辑电路、脉冲波形产生与变换电路、以及存储器与可编程逻辑器件（PLD）的系统级设计。本书旨在为电子工程、自动化、计算机科学与技术等专业的学生和初、中级工程师提供坚实的理论基础和丰富的工程实践指导，帮助读者掌握现代数字系统构建的核心技术。 详细内容结构与特色 本书结构清晰，逻辑严密，分为五大部分，共十四章，旨在构建一个从微观元件到宏观系统的完整学习路径。 第一部分：数字系统基础与组合逻辑电路（第 1-4 章） 本部分奠定了整个数字电路学习的基石。 第 1 章：数字信号与数制系统 详细介绍了模拟信号与数字信号的本质区别，重点剖析了二进制、八进制、十六进制等常用数制的相互转换方法。引入了补码、原码等表示法，为后续的算术运算做好准备。同时，对数字逻辑中的基本概念，如阈值、噪声容限等进行了严谨定义。 第 2 章：布尔代数与逻辑门电路 深入讲解了布尔代数的基本公理、定理和化简法则（如德摩根定律、吸收律等）。详细介绍了 AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR 等七种基本逻辑门的物理实现原理（以 CMOS 结构为例进行简要说明）及其逻辑功能。着重分析了通用逻辑门的“万能性”。 第 3 章：逻辑函数与逻辑图的化简 本章聚焦于组合逻辑电路的设计流程。首先讲解了如何根据真值表建立逻辑函数表达式，并引入了卡诺图（Karnaugh Map，K-map）化简法，详细演示了两位到五位逻辑函数的约束条件和最优覆盖。随后，引入了更具普适性的组合逻辑代数化简法，确保读者能掌握多种优化设计手段。 第 4 章：常用组合逻辑器件的应用 本章将理论分析转化为工程实践，详细介绍并分析了编码器、译码器、数据选择器（Multiplexer, MUX）、数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）以及加法器、比较器等标准组合逻辑芯片（如 74 系列或 CMOS 系列）的工作原理和应用实例。特别强调了 MUX 在实现任意组合逻辑功能中的灵活性。 第二部分：时序逻辑电路与存储元件（第 5-7 章） 本部分转向涉及时间延迟和状态保持的电路设计，这是构建任何具有记忆功能系统的关键。 第 5 章：基本触发器与锁存器 阐述了 SR 锁存器、D 锁存器的工作机制，并重点分析了其异步特性带来的“毛刺”问题。随后，详细介绍了同步系统中最核心的 D 触发器（D Flip-Flop）和 JK 触发器，分析了主从结构和边沿触发的原理，并讨论了它们在不同时钟沿上的状态转移特性。 第 6 章：时序逻辑电路的分析与设计 本章教授如何对复杂的时序系统进行状态图（State Diagram）和状态表（State Table）的绘制与分析。涵盖了异步清零/置位端、时钟控制等关键特性。重点讲解了同步时序电路的设计步骤，包括状态分配、状态简化（循环检测）和驱动逻辑的实现。 第 7 章：寄存器、计数器与时序控制 深入探讨了移位寄存器（如 SIPO, PISO, SISO, parallel-in/parallel-out）在数据串行/并行转换中的应用。详细设计了异步计数器和同步计数器的结构，包括上电复位、级联扩展等技术。此外，还介绍了 PN 序列发生器作为伪随机数源的初步概念。 第三部分：脉冲波形产生、变换与竞争冒险（第 8-9 章） 本部分关注数字系统中对时间精确控制的需求以及电路设计中必须规避的隐患。 第 8 章：脉冲的产生与整形电路 讲解了如何利用施密特触发器（Schmitt Trigger）对噪声信号进行波形整形，实现将模拟信号转化为标准的数字脉冲。详细分析了基于 555 定时器（或同类芯片）的无稳态和单稳态工作模式，用于精确控制方波和单稳态脉冲的产生。 第 9 章：竞争与冒险现象分析及消除 这是一个高度专业化的章节。详细解释了组合逻辑电路中因信号传输延迟不一致导致的“竞争”（Race Condition）现象，以及由此产生的“毛刺”（Glitch）或“冒险”（Hazard）。讲解了如何通过冗余项或引入延迟元件来消除静态 0 冒险和静态 1 冒险，确保输出波形的稳定性。 第四部分：复杂数字系统模块与接口（第 10-11 章） 本部分着眼于构建功能更强大的标准数字模块。 第 10 章：数据传输与总线控制 系统地介绍了多路数据选择与分配的原理，包括总线的仲裁机制（如总线请求/授权）。深入分析了双向缓冲器和三态逻辑在实现多主机/多从机系统中的作用，这是理解微处理器外部接口的基础。 第 11 章：算术逻辑单元（ALU）的构建 从基本的半加器和全加器入手，构建多位加法器（如先行进位加法器）。随后，扩展到减法器、乘法器和除法器的基本实现逻辑。重点展示了如何利用组合逻辑和反馈逻辑构建一个简单的、可执行加减乘操作的算术逻辑单元。 第五部分：存储器、可编程逻辑与系统架构（第 12-14 章） 本部分将读者的视野提升到系统集成和可重构逻辑的层面。 第 12 章：半导体存储器原理与应用 详细分类介绍了 RAM（静态与动态）和 ROM（如 EPROM, EEPROM）的工作原理和存取时序。分析了存储器的地址译码、数据输入/输出控制过程。讨论了内存扩展技术，如位扩展和字扩展，以及内存芯片在微机系统中的基本连接方式。 第 13 章：可编程逻辑器件概述（PLD 家族） 本章是向现代数字系统过渡的关键。介绍了可编程只读存储器（PROM）、可编程逻辑阵列（PLA）、通用阵列逻辑（GAL）等早期 PLD 器件的基本结构（宏单元、可编程的 AND/OR 阵列）。强调了这些器件在快速原型构建中的优势。 第 14 章：有限状态机的同步设计实践 回归到第 6 章的内容，但从系统集成的角度，通过两个具有实际意义的案例（如交通灯控制器或序列检测器），完整演示一个复杂的、完全同步的时序系统从需求分析、状态图绘制、逻辑综合到最终硬件实现的全过程，巩固读者的系统设计能力。 适用对象 高等院校电子工程、自动化、通信工程、计算机科学与技术等专业的本科生和研究生。 从事嵌入式系统、硬件设计、测试与维护的初、中级工程师。 希望系统学习数字逻辑设计原理的自学者和技术爱好者。 本书的工程特色 本书的讲解不仅停留在理论层面，更注重工程实现的可行性和规范性。书中穿插了大量实际芯片型号的参数参考，并对信号完整性、功耗控制等实际设计中必须考虑的工程约束进行了必要的探讨，确保读者所学知识能够直接应用于实际的硬件开发中。

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