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出版者:上海交通大学出版社

作者:孙琴梅

出品人:

页数:253

译者:

出版时间:2004-8

价格:15.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787313038296

丛书系列:

图书标签:

• 电工技术
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《数字电路与逻辑设计》 本书是一本深入浅出的数字电路与逻辑设计入门教材，旨在为读者构建坚实的数字系统基础。从最基本的逻辑门电路出发，逐步深入到组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计与分析。全书条理清晰，理论与实践相结合，辅以大量的例题和习题，帮助读者理解和掌握数字电路设计的核心概念和方法。 内容概述： 第一章：数字信号与逻辑代数 数字信号的特性： 介绍数字信号与模拟信号的区别，以及数字系统在信息处理中的优势。 二进制数系统： 详细讲解二进制数的表示、转换（十进制、八进制、十六进制之间）以及二进制运算（加法、减法、乘法、除法）。 逻辑代数基础： 引入布尔代数的概念，定义逻辑变量、逻辑运算（AND、OR、NOT）及其性质（交换律、结合律、分配律、吸收律、德摩根定理等）。 逻辑门电路： 介绍基本逻辑门（AND门、OR门、NOT门）的符号、真值表和功能。讲解通用逻辑门（NAND门、NOR门、XOR门、XNOR门）的构成和应用。 逻辑函数的表示方法： 学习如何使用逻辑表达式、真值表和卡诺图来表示和简化逻辑函数。 第二章：组合逻辑电路 组合逻辑电路的特点： 解释组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入，没有记忆功能。 基本组合逻辑电路： 译码器 (Decoder)： 介绍译码器的功能、类型（如2-to-4译码器、3-to-8译码器）及其在地址译码、数据选择中的应用。 编码器 (Encoder)： 介绍编码器的功能、类型（如8-to-3优先级编码器）及其在键盘输入、数据传输中的应用。 数据选择器 (Multiplexer, MUX)： 介绍数据选择器的功能、工作原理（多输入单输出）及其在信号路由、逻辑功能实现中的应用。 分配器 (Demultiplexer, DEMUX)： 介绍分配器的功能、工作原理（单输入多输出）及其在数据分发、控制信号生成中的应用。 算术逻辑电路： 加法器 (Adder)： 讲解半加器、全加器的构成原理，以及行波进位加法器、超前进位加法器的设计。 减法器 (Subtractor)： 介绍采用补码运算实现减法的方法。 加法-减法器 (Adder-Subtractor)： 讨论如何设计一个同时具备加法和减法功能的电路。 乘法器和除法器简介： 简要介绍乘法器和除法器的基本原理。 竞争与冒险现象： 分析组合逻辑电路中可能出现的竞争和冒险现象，并介绍消除方法（如增加冗余项、接入滤波电路）。 第三章：时序逻辑电路 时序逻辑电路的特点： 阐述时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还与电路的“状态”（即历史输入信息）有关，具有记忆功能。 触发器 (Flip-Flop)： 基本触发器： 介绍SR锁存器、SR触发器（带有时钟）的工作原理、状态表和时序图。 主从型触发器： 讲解JK触发器、T触发器、D触发器的结构、工作原理、状态表和时序图。 触发器的转换： 学习不同类型触发器之间的相互转换。 触发器的应用： 介绍触发器在寄存器、计数器等单元电路中的作用。 寄存器 (Register)： 移位寄存器： 介绍串入串出(SISO)、串入并出(SIPO)、并入串出(PISO)、并入并出(PIPO)移位寄存器的结构和工作原理，及其在数据存储、移位、转换中的应用。 计数器 (Counter)： 同步计数器： 讲解行波进位计数器、二进制同步计数器、十进制计数器（BCD计数器）的设计与工作原理。 异步计数器 (Ripple Counter)： 介绍异步计数器的构成、工作原理及其优缺点。 可预置计数器和可逆计数器： 介绍具有预置功能和方向控制的计数器。 状态图和状态表： 学习如何用状态图和状态表来描述复杂计数器的功能。 状态机的设计： 有限状态机 (Finite State Machine, FSM)： 介绍摩尔(Moore)型和米利(Mealy)型状态机的概念、设计步骤（包括状态简化、状态分配、逻辑电路设计）。 状态机的应用： 举例说明状态机在序列发生器、控制器设计中的应用。 第四章：可编程逻辑器件与微处理器基础 可编程逻辑器件 (Programmable Logic Devices, PLD)： ROM (Read-Only Memory)： 介绍ROM的结构、读出原理及其在查找表、译码器等方面的应用。 PLA (Programmable Logic Array)： 介绍PLA的结构（可编程与门阵列和或门阵列）及其在实现复杂逻辑函数中的优势。 GAL (Generic Array Logic) / CPLD (Complex Programmable Logic Device)： 简要介绍GAL和CPLD的基本结构和工作原理。 FPGA (Field-Programmable Gate Array)： 介绍FPGA的核心概念（查找表、可配置逻辑块、可编程互连线）及其在现代数字系统设计中的广泛应用。 微处理器基础： 微处理器的基本组成： 介绍CPU（运算器、控制器）、存储器、输入/输出接口等核心部件。 指令集架构 (Instruction Set Architecture, ISA)： 简要介绍指令集的作用以及不同指令类型。 总线结构： 介绍地址总线、数据总线、控制总线在微处理器与外围设备通信中的作用。 简单的微处理器工作流程： 概述取指令、译码、执行、写回等基本周期。 本书特色： 循序渐进的教学方法： 从最基础的逻辑门到复杂的状态机设计，知识点层层递进，易于理解和掌握。 丰富的实例分析： 每个章节都配有大量精心设计的例题，通过具体实例演示理论知识的应用。 实践导向： 鼓励读者动手实践，书后的习题涵盖了概念理解、电路分析和设计应用等多个方面。 贴近实际应用： 介绍的组合逻辑电路和时序逻辑电路都是数字系统设计中最基本、最重要的单元电路，为后续学习更复杂的系统打下坚实基础。 前沿技术展望： 在最后章节简要介绍了可编程逻辑器件和微处理器基础，为读者了解现代数字电子技术的发展方向提供初步认识。 本书适合电子信息工程、自动化、计算机科学与技术等专业的学生，以及对数字电路设计感兴趣的工程师和技术人员阅读。通过学习本书，读者将能够独立分析和设计各种数字逻辑电路，为进一步深入学习数字系统、微控制器、FPGA等高级主题奠定坚实的基础。

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这本书的价值，在我看来，更体现在它对“技术演进”的历史观照上。它不仅仅是罗列了现行的标准元器件参数，而是追溯了从真空管到分立晶体管，再到集成电路的发展脉络。这使得我们不仅仅学会了“如何使用”某个元件，更能理解“为什么它会是这样设计”的。特别是关于功率电子部分，作者对IGBT和MOSFET的开关特性对比分析得极为透彻，结合了热管理和驱动电路的考量，这对于设计高效能的电机驱动或电源转换系统至关重要。我过去总是混用这两种器件，但读完这一章节后，才清晰地认识到它们在高速开关损耗和导通电阻上的权衡取舍。此外，书中对安全规范的强调也体现了作者的职业素养，它不是简单地提醒“注意安全”，而是结合具体的电路拓扑，解释了过压、过流可能导致的灾难性后果，并提供了保护电路的设计思路。这种将理论知识与职业道德深度融合的叙述方式，极大地提升了这本书的厚重感。

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这本《实用电工电子技术》的封面设计简约大气，带着一股老派的严谨感，一看就知道不是那种浮夸的速成读物。我入手这本书主要是因为工作上需要快速补强一些基础理论，特别是关于电路分析和元器件选型的部分。读完前几章后，我的直观感受是，作者在理论深度和工程实践之间找到了一个非常微妙的平衡点。它没有陷入过多的高深数学推导，而是用非常直观的图示和大量的实例来解释复杂的概念，比如半导体器件的工作原理，很多教科书上的描述晦涩难懂，但这本书通过对比不同的工作状态图，让我一下子就明白了晶体管是如何充当开关和放大器的。尤其值得称赞的是它对故障排查那一章的处理方式，列举了实际生产线上常见的几种故障模式，并给出了逻辑清晰的排查步骤，这一点对于现场工程师来说简直是福音。很多同类书籍要么过于偏重理论，对实际操作帮助不大；要么就是停留在基础知识的罗列，缺乏系统性。但这本教材似乎是站在一个经验丰富的老电工的角度，手把手地教你如何思考和解决问题，而不是简单地告诉你“这个公式是什么”。总的来说，如果你是理工科学生或者初入行不久的技术人员，这本书绝对是你工具箱里必备的一本“内功心法”。它提供的知识结构非常扎实，能让你在面对更复杂的高级技术时，拥有坚实的后盾。

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我属于那种需要通过大量动手实践来巩固知识的人，所以一本好的技术书必须有足够的“可操作性”。《实用电工电子技术》在这方面做得非常出色，它不像一些学院派的著作那样高高在上，而是非常接地气。书中附带的多个小型实验设计，涵盖了从基础的直流电源到简单的信号发生器，这些项目的设计都非常巧妙，所需的元件大多是常见易得的，极大地降低了读者的实践门槛。我尝试搭建了书中的一个音频放大电路，书里详细给出了元件选型、PCB建议布局图，甚至连焊点的大小都做了说明。最让我惊喜的是，它在描述元件替代性时非常务实，明确指出了在特定场景下，用一个更便宜的、但参数稍有差异的元件进行替换时，可能需要对电路中的其他参数进行微调，并给出了调整的指导方向。这种“知道界限在哪里”的教学方法，比那种“只能用A，不能用B”的僵硬教条要有效得多，它培养的是工程师的变通思维和对参数敏感度的认识。

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坦白讲，我一开始是被这本书在特定工业控制领域的应用案例所吸引的。我主要负责工厂的自动化设备维护，对PLC和传感器接口部分的知识点要求很高。《实用电工电子技术》并没有将重点放在软件编程上，而是深入剖析了传感器信号的调理、抗干扰设计以及现场总线的基础电气特性。书里对于屏蔽层的处理和差分信号的布线建议，是我在实际布线中遇到的痛点，书中的图解清晰地展示了不同布局对共模抑制比的影响，这方面的讲解细腻到令人印象深刻。更重要的是，它对一些“非标”的工业信号（比如4-20mA电流环）的电气特性和常见故障分析，提供了比标准手册更具可读性的解释。我特别喜欢它在讨论信号完整性时，会结合实际传输距离和环境噪声水平来分析阻抗匹配的必要性，而不是简单地抛出一个公式。这本书就像一位经验丰富的现场总工程师，他知道理论的边界在哪里，也深知在嘈杂的工业环境中，什么才是真正能运行稳定的方案。

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说实话，我最初对这类“实用”开头的技术书籍抱有谨慎的怀疑态度，总觉得它们会为了追求“实用”而牺牲掉理论的完整性。然而，《实用电工电子技术》却出乎意料地满足了我对系统性学习的需求。我最欣赏的是它对模拟电路和数字电路的衔接处理。很多教材在介绍完基础逻辑门之后，就戛然而止，或者直接跳跃到微处理器层面。这本书却花了相当的篇幅来讨论接口电路和信号调理，这正是业余爱好者和初级工程师最容易忽略的“胶水逻辑”部分。比如，书中对运放的应用解析非常到位，不只是介绍了基本的加法器和积分器，还深入探讨了如何设计一个低噪声的前置放大器，这里面涉及到的细节处理，比如电源去耦和地线布局，都是需要实际经验才能总结出来的宝贵知识点。我记得我曾经在一个项目中被噪声问题困扰了很久，翻阅这本书后，对照着书中的章节，重新审视了我的PCB布局，最终找到了问题的根源。它的排版也十分友好，重点内容使用了粗体和不同的背景色块突出显示，即使是快速翻阅查找资料时，也能迅速定位到关键信息，这一点在忙碌的工作环境中显得尤其实用。

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