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出版者:机械工业出版社

作者:胡蔷 编

出品人:

页数:282

译者:

出版时间:2007-4

价格:26.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111206897

丛书系列:

图书标签:

• 微机原理
• 计算机基础
• 汇编语言
• 数字电路
• 单片机
• 嵌入式系统
• 计算机组成原理
• 电子技术
• 应用
• 教材

《数字逻辑电路与系统设计》 本书深入探讨了数字逻辑电路的基础理论、设计方法以及在实际系统中的应用。旨在为读者构建扎实的数字电路知识体系，掌握从基本门电路到复杂组合逻辑和时序逻辑电路的设计技巧，并理解如何将这些电路集成到功能完整的数字系统中。 第一部分：数字电路基础 本部分将从最基础的数字信号和逻辑运算入手，为读者打下坚实的理论基础。 绪论：介绍数字系统相对于模拟系统的优势，数字逻辑电路在现代电子技术中的重要地位，以及本书的学习目标和内容概览。 数制与编码：详细讲解二进制、八进制、十进制和十六进制之间的转换方法，以及二进制补码、BCD码、ASCII码等常用编码的原理和应用，帮助读者理解数据在数字系统中的表示方式。 逻辑门电路：深入剖析基本逻辑门（与门、或门、非门）的工作原理，以及它们组成的逻辑功能。介绍通用逻辑门（与非门、或非门、异或门、同或门）的特性和应用，重点讲解如何利用这些基本门电路实现任意逻辑功能。 布尔代数与逻辑化简：系统介绍布尔代数的公理、定理和基本运算规则，教授如何运用布尔代数对逻辑表达式进行化简，优化逻辑电路的设计。详细介绍卡诺图（Karnaugh Map）的绘制和化简方法，以及Quine-McCluskey等更通用的化简算法，帮助读者最小化逻辑门数量，提高电路效率和可靠性。 第二部分：组合逻辑电路设计 本部分将聚焦于组合逻辑电路的设计，使其能够根据当前的输入信号立即产生输出。 组合逻辑电路的分析与设计：讲解如何分析组合逻辑电路的功能，并根据给定的逻辑功能设计出相应的电路。重点介绍编码器（Encoder）、译码器（Decoder）、数据选择器（Multiplexer）、数据分配器（Demultiplexer）和加法器（Adder）、减法器（Subtractor）等基本组合逻辑模块的设计原理和应用。 大规模组合逻辑集成电路：介绍在实际应用中常用的通用组合逻辑集成电路，如可编程逻辑器件（PLDs）中的PLA（可编程逻辑阵列）和PAL（可编程阵列逻辑），以及如何利用它们高效地实现复杂的组合逻辑功能。 第三部分：时序逻辑电路设计 本部分将深入探讨时序逻辑电路，理解其核心概念——触发器（Flip-Flop），以及如何利用它们构建具有记忆功能的电路。 触发器：详细介绍各种类型的触发器，包括基本RS触发器、带有时钟控制的SR触发器、JK触发器、T触发器和D触发器。深入分析它们的逻辑功能、状态转换特性，以及在不同时钟边沿触发下的工作模式。 时序逻辑电路的分析与设计：讲解如何分析时序逻辑电路的状态图、状态表和状态转换图，并根据给定的时序逻辑功能设计出电路。介绍状态机（State Machine）的概念，包括有限状态机（FSM）的两种基本类型：米利型（Mealy Machine）和摩尔型（Moore Machine），以及它们的设计流程。 寄存器与移位寄存器：介绍寄存器（Register）的功能，即存储一组数据位，并讲解各种类型的寄存器，如并行输入并行输出（PIPO）、串行输入并行输出（SIPO）、并行输入串行输出（PISO）和串行输入串行输出（SISO）移位寄存器（Shift Register）的设计和应用，如数据串并转换、移位运算等。 计数器：详细介绍各种类型的计数器，包括同步计数器（Synchronous Counter）和异步计数器（Asynchronous Counter），以及它们的实现方法。重点讲解二进制计数器、十进制计数器（BCD Counter）、可预置计数器、可置零计数器等。 第四部分：数字系统设计与应用 本部分将引导读者将前面学到的数字逻辑电路知识应用于更复杂的数字系统设计，并介绍一些实际应用实例。 存储器：介绍半导体存储器的基本原理，包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的工作方式。重点讲解静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）的结构与原理，以及各种类型的ROM，如掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦写可编程ROM（EPROM）和电可擦写可编程ROM（EEPROM）。 可编程逻辑器件（PLD）：深入介绍可编程逻辑器件（PLD）的概念和发展，特别是现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）。讲解如何使用硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，来描述和设计数字逻辑电路，并将其映射到PLD芯片上。 数字系统的组织与设计流程：讲解如何将基本的逻辑模块（如加法器、寄存器、计数器、多路选择器等）组合成一个完整的数字系统，例如简单的CPU结构。介绍数字系统设计的一般流程，包括需求分析、功能设计、逻辑设计、仿真验证、硬件实现等。 典型数字系统实例：通过具体的实例，如数据采集系统、控制器、简单的通信接口等，展示如何应用本书所学的知识来解决实际问题。 本书结构清晰，理论与实践相结合，通过丰富的实例和图示，帮助读者理解抽象的数字逻辑概念，并具备独立设计和实现简单数字系统的能力。内容涵盖了数字逻辑电路设计和应用的核心知识，是学习数字电子技术、计算机组成原理等相关课程的重要参考。

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这本书的内容实在太丰富了，我最近一直在钻研其中的数电基础部分，感觉真是打开了新世界的大门。那些逻辑门、组合逻辑、时序逻辑的概念，以前只是模模糊糊的知道，现在通过书里清晰的图示和详细的推导，终于有了深刻的理解。特别是书中对组合逻辑电路的设计步骤，比如卡诺图的化简，讲得循序渐进，从最简单的例子到稍微复杂一点的电路，都给出了详细的解析，让我能够自己动手尝试，然后对照书上的答案，找出自己的不足。而且，书中并没有止步于理论，还结合了很多实际的电路应用案例，比如译码器、多路选择器等，让我看到了这些基础知识是如何在现实世界中发挥作用的，这种理论与实践相结合的方式，极大地激发了我学习的兴趣。我特别喜欢书中对时序逻辑的讲解，触发器、寄存器、计数器的原理分析得非常透彻，结合状态图和时序图，让我能够清晰地理解它们的工作过程。这本书就像一位循循善诱的老师，一点点地引导我走进数字电路的奇妙世界，让我从一个门外汉逐渐变成了一个能够理解和分析简单数字电路的人。

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我最近正在啃这本书的接口技术章节，简直是把我之前的知识体系彻底颠覆了。以前总觉得各种硬件接口就是个黑盒子，接上去就能用，完全不知道背后到底是怎么回事。这本书真是把我“科普”了一遍，从最基础的串行通信和并行通信讲起，RS-232、IEEE-1284这些经典的接口协议，书里都给出了详细的信号时序图和电气特性说明，简直是把我从最底层的信号层面都给讲明白了。然后是中断控制，DMA（直接内存访问），这些高级的通信方式，书中用图解和代码片段的方式，把复杂的控制流程拆解得非常清晰，我终于明白为什么CPU有时候不需要参与数据传输，效率能提高这么多。而且，书中还花了很大篇幅介绍I/O端口的设计和工作原理，端口的映射方式，读写操作的流程，这些对于理解硬件和软件如何协同工作至关重要。让我印象深刻的是，书中还结合了一些具体的微处理器型号，讲述了它们是如何实现这些接口功能的，这使得理论知识变得更加具体和可操作。这本书真的让我对计算机的“肢体”有了更深的认识，不再是模糊的想象，而是清晰的硬件结构和通信协议。

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我最近在阅读这本书关于数据通路和控制逻辑的章节，简直是把一个大型系统的内部运作给揭示出来了。书里用非常清晰的框图和状态转移图，把CPU内部数据流动的各个环节，以及控制信号是如何协调这些环节的，描绘得淋漓尽致。我以前只知道CPU里面有很多“管子”在传输数据，但这本书让我明白了这些“管子”是如何连接的，数据是如何在寄存器、ALU、缓存之间来回穿梭的。特别是对微程序控制和硬布线控制的对比分析，让我理解了CPU是如何根据不同的指令，生成不同的控制信号来完成任务的。书中还结合了一些实际的CPU设计案例，展示了如何通过逻辑门和触发器来构建出整个CPU的核心逻辑，这让我觉得非常神奇。而且，书中还探讨了指令集的扩展和优化，以及如何通过改变数据通路和控制逻辑来提高CPU的性能，这让我看到了计算机体系结构设计的精妙之处。读完这部分，我对计算机的“骨骼”和“神经系统”有了更深的理解，不再是模糊的集合，而是清晰的逻辑结构和运行机制。

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这本书的微处理器结构和工作原理章节，让我对计算机的“心脏”有了全新的认识。我之前总以为CPU就是个“聪明”的芯片，但这本书把它拆解得非常细致，从核心的运算逻辑单元（ALU），到指令存储和控制单元，再到寄存器组，每一个部分的功能和协同工作都讲得清清楚楚。特别是书中对指令流水线的讲解，让我理解了CPU是如何通过并行处理来提高效率的，虽然这个概念听起来有点复杂，但书中通过图示和流程分析，把这个过程变得非常直观。还有存储器管理单元（MMU）的部分，让我明白了虚拟内存是如何工作的，以及CPU是如何进行地址翻译的，这对于理解操作系统如何管理内存至关重要。书中还对不同类型的微处理器进行了比较，比如RISC和CISC架构的区别，以及它们各自的优缺点，这让我对微处理器技术的发展有了更广阔的视野。让我印象深刻的是，书中还结合了一些实际的微处理器内部结构图，让我能够更直观地看到这些理论知识在真实的芯片上是如何实现的。这本书让我觉得，我不再只是一个电脑使用者，而是开始能够理解一台计算机是如何“思考”和“行动”的。

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这本书的汇编语言部分，简直是把我对计算机内部运作的理解推向了一个新的高度。我之前一直习惯于高级语言的抽象，对汇编这种“底层”的语言总是有点畏惧，觉得它晦涩难懂。但这本书的讲解方式，真的让我大呼过瘾。它从最基本的寄存器、指令集讲起，每一个指令都配有清晰的解释和示例，让我能够理解CPU是如何执行指令的。特别是书中对寻址方式的讲解，各种立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、间接寻址等等，配上生动的图示，让我一下子就明白了数据是如何在内存和CPU之间流动的。而且，书中还花了大量篇幅讲解程序是如何编译、链接和加载的，汇编语言是如何与高级语言相互转换的，这让我对程序的整个生命周期有了更全面的认识。最让我惊叹的是，书中还通过一些经典的算法，比如排序、查找，用汇编语言给出了详细的实现，让我能够看到这些算法在最底层的运行机制，感受到了代码的精妙和效率。通过学习汇编，我感觉自己仿佛能够直接“看到”CPU在工作，理解了程序的每一个步骤，这种感觉非常奇妙，也让我对编程有了更深刻的理解。

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