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出版者:机械工业出版社

作者:吴培生/孟贵华主编

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:2005-1

价格:13.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111140849

丛书系列:

图书标签:

• 万用表
• 电子测量
• 电路基础
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• 入门
• 工具使用
• 实用指南
• 电子爱好者

《数字电路设计与应用基础》 内容简介 本书旨在为电子工程、自动化、计算机科学等相关专业的学生以及电子技术爱好者提供一套全面而深入的数字电路设计与应用基础知识体系。全书以清晰的逻辑结构和丰富的实例，系统地介绍了数字电子技术的核心概念、基本元器件、组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计与分析，以及现代数字系统中常用的集成电路应用。 第一部分：数字电子技术基础 第一章 模拟电路与数字电路概述 本章首先回顾了模拟电子技术的基本概念，如电压、电流、信号的连续性与非连续性，为引入数字电路的概念奠定基础。随后，详细阐述了数字电路的特性，包括离散性、量化性与稳定性。深入讨论了数字信号与模拟信号的区别与联系，并介绍了数字系统在现代工程中的广泛应用，如计算机、通信、控制系统等。本章强调了二进制、八进制、十六进制等数制系统在数字电路中的核心地位，并详细讲解了不同数制之间的相互转换方法，以及二值逻辑的布尔代数基础。 第二章 逻辑门电路与布尔代数 本章是数字电路分析与设计的基础。首先，系统地介绍了布尔代数的基本公理和定理，包括代数运算、德摩根定律、吸收律等，并结合实例展示了如何利用这些定律对复杂逻辑表达式进行化简。随后，重点讲解了实现基本逻辑功能的四大基本逻辑门：与门、或门、非门、与非门、或非门以及异或门。通过真值表和逻辑符号，详细分析了每种逻辑门的逻辑功能。本章还引入了逻辑函数的标准形式——最小项之和（SOP）与最大项之积（POS），并介绍了卡诺图（Karnaugh Map, K-Map）作为一种直观的逻辑函数化简工具，详细演示了二变量、三变量乃至五变量K-Map的应用，包括素蕴含项的选择与最简表达式的得出。 第三章 组合逻辑电路分析与设计 组合逻辑电路的特点是电路的任一时刻的输出仅取决于该时刻的输入，与电路过去的状态无关。本章围绕这一核心概念展开。首先，介绍了组合逻辑电路的通用设计步骤：从需求分析到逻辑表达式的建立，再到使用逻辑门实现的具体过程。重点分析了几种重要的标准组合逻辑芯片，如译码器（Decoder）、编码器（Encoder）、数据选择器（Multiplexer, MUX）和数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）。详细讲解了如何利用这些标准器件实现复杂的组合逻辑功能，例如使用MUX实现多路数据选择与控制，使用Decoder实现译码功能。此外，还深入讨论了算术逻辑单元（ALU）的基础，包括半加器、全加器、多位加法器（串行、并行）以及减法器的实现原理。 第二部分：时序逻辑电路与存储元件 第四章 锁存器与触发器 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅与当前输入有关，还与电路的先前状态有关，这使得存储信息成为可能。本章首先介绍最基本的双稳态电路——锁存器（Latch），包括RS锁存器的工作原理、约束条件及存在的问题（如不规范操作）。随后，过渡到更可靠的时钟控制器件——触发器（Flip-Flop）。详细讲解了D触发器、JK触发器和T触发器的结构、特性（如主从结构、边沿触发）以及它们的特性方程和状态转移表。通过实例分析，展示了如何利用触发器进行数据的暂时存储和状态的保持。 第五章 寄存器与计数器 本章将触发器作为基本单元，构建更复杂的时序系统。首先介绍寄存器（Register）的概念，作为一组用于并行存储数据的触发器组。详细讲解了串行输入/串行输出（SISO）、串行输入/并行输出（SIPO）、并行输入/串行输出（PISO）以及并行输入/并行输出（PIPO）寄存器的设计与工作方式，并介绍了它们的实际应用，如数据缓冲与移位操作。接着，深入讲解计数器（Counter）的设计。根据计数方式，分为异步计数器（Ripple Counter）和同步计数器。详细分析了模N计数器的设计方法，包括状态图、状态表和状态转移图的绘制，以及如何利用触发器设计任意模长的同步计数器，并探讨了自恢复和自启动计数器的设计技巧。 第六章 有限状态机（FSM）设计 有限状态机是描述和设计复杂时序逻辑系统的核心理论工具。本章系统地介绍了FSM的两种主要模型：米利（Mealy）模型和穆尔（Moore）模型。通过状态图和状态表，清晰地展示了FSM的输入、输出与内部状态之间的映射关系。重点讲解了状态编码的方法（如独热码、二进制编码），以减少所需的触发器数量和逻辑门数量。最后，通过几个典型的实际案例，如交通灯控制器、序列检测器等，演示了从需求分析、状态图绘制到最终逻辑电路实现的完整FSM设计流程。 第三部分：可编程器件与系统应用 第七章 存储器芯片与可编程逻辑器件 本章扩展了对主流数字集成电路的应用。首先，详细介绍了只读存储器（ROM）的结构、工作原理及其在查找表（Look-Up Table, LUT）中的应用。接着，讲解了随机存取存储器（RAM）的类型（静态RAM和动态RAM）及其读写操作的时序要求。随后，引入可编程逻辑器件（PLD）的概念，重点介绍可编程只读存储器（PROM）、通用阵列逻辑（GAL）和现场可编程门阵列（FPGA）的基本结构和编程原理，展示了如何利用PLD实现组合逻辑和简单时序逻辑，以替代离散逻辑门电路。 第八章 常用集成电路与系统接口 本章将理论知识与实际芯片应用相结合。详细介绍了标准TTL逻辑系列和CMOS逻辑系列的电气特性、逻辑电平、扇入扇出等关键参数。通过具体的74系列芯片型号（如74LS00、74HC04等），展示了如何根据实际应用需求选用不同系列和不同功能的标准逻辑芯片。此外，还探讨了数字系统与外部世界的接口问题，如模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的基本原理及其在数字系统中处理模拟信号的作用。 附录 本书附带了常用的布尔代数公式表、主要逻辑门和触发器的逻辑符号图、以及几种经典数字芯片的数据手册摘录，便于读者查阅和参考。 读者对象 本书适合高等院校电子信息类、自动化类、计算机类专业的本科生作为数字逻辑电路课程的教材或参考书。同时，对于从事嵌入式系统开发、工业自动化控制以及对数字电路设计感兴趣的工程师和技术人员，本书也是一本宝贵的实践指导手册。本书力求在严谨的理论基础上，提供清晰的设计方法和实用的工程案例，帮助读者扎实掌握数字系统的设计与实现能力。

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坦白说，我买过好几本自认为很“全”的电子技术书籍，但大多都是理论堆砌，读起来枯燥乏味，很多概念都是一笔带过。然而，这本手册的切入点非常巧妙，它没有一开始就抛出艰深的物理公式，而是选择了最贴近实践的场景——如何正确地拿起万用表，以及在不同的测试环境下该选择哪一个档位。书中对于“排除故障”的实战案例分析得极其透彻，比如家里灯泡不亮了，或者某个小电器的开关失灵了，它会指导你如何一步步用表笔接触关键点来定位问题所在。这种“即学即用”的模式，极大地激发了我的学习热情，让我觉得我手中的工具不再是一个冰冷的仪器，而是解决实际问题的利器。文字风格非常接地气，没有太多冷冰冰的术语，即便是第一次接触电工工具的朋友，读起来也不会感到压力山大。

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这本书的封面设计真是太吸引人了，简约而不失专业感，配色沉稳大气，一看就知道不是那种浮夸的入门读物。我当时在书店里一眼就被它吸引住了，拿起来翻阅，发现它的排版非常清晰，图文并茂的讲解方式让人一目了然。特别是对一些复杂电路图的解析，作者运用了非常直观的标注和步骤分解，即便是像我这样对电子学一窍不通的新手，也能很快把握住核心要点。书中对各种测量模式的切换讲解得细致入微，从电阻、电压到电流，每一个操作细节都考虑到了，简直像是有一个经验丰富的老电工在你身边手把手教学。而且，它似乎还穿插了一些安全操作的警示，这点非常重要，毕竟安全永远是第一位的。我感觉这本书不仅仅是教你怎么用工具，更是在培养一种严谨、细致的电子测量思维。

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让我印象最深刻的是它对“测量误差”和“工具维护”这部分的论述。很多初级读物会忽略这些细节，但恰恰是这些细节决定了一个测量结果是否可靠。这本书详细解释了环境温度、湿度对测量精度的影响，以及如何通过定期的校准来保证读数的准确性。更贴心的是，它还专门辟出了一章讲解如何保养万用表的表笔和内部元件，包括清洁触点、更换电池的最佳时机等等。这些内容无疑提升了这本书的专业深度，让它不只停留在“如何使用”的层面，更上升到了“如何精通”的指导层面。对于追求高质量测量的读者来说，这些关于精度和维护的章节，价值远超书本本身的标价。

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这本书的编排逻辑堪称一绝，它采用了螺旋上升的学习路径。开头部分用最基础的概念铺垫，确保了零基础读者的信心；稍微深入后，开始引入一些复杂的组合测量，比如如何使用万用表配合示波器进行初步判断；而在接近尾声时，它又将这些基础知识融会贯通到一些小型电子项目的搭建和调试中。这种层层递进的设计，使得学习过程非常顺畅，你总能感到自己在不断进步，而不是在某一个知识点上被卡住。我特别喜欢它在每个章节末尾设置的“自测小问答”，这些问题不是简单的死记硬背，而是需要你思考实际操作流程的，非常有效地巩固了所学内容。

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阅读体验上，这本书的纸张质量和装帧都属于上乘之作，拿在手里沉甸甸的，很有质感。更重要的是，它的插图和示意图采用了高分辨率的彩色印刷，这对于区分电路板上细微的元件标记至关重要。我以前有些书，黑白印刷的电路图看着就像一团乱麻，完全不知道该看哪里。但这本书不同，它把需要注意的测量点和导线路径用醒目的颜色做了高亮处理，即便是阅读光线不佳的环境下，也能轻松分辨。总而言之，这本书在“可读性”和“实用性”之间找到了一个完美的平衡点，让复杂的电子测量学习过程变得高效且愉悦，绝对是工具书中的佼佼者。

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