极限配合与技术测量基础(中等职业技术教育系列教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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数字逻辑电路设计与应用 内容提要 本书是一本面向高等院校电子信息类专业本科生及高职高专学生的高级教材。全书系统地介绍了数字逻辑电路的设计、分析与实现方法，内容涵盖了从基本的布尔代数和逻辑门到复杂的中大规模集成电路（MSI/LSI）的应用，并深入探讨了现代数字系统设计中至关重要的同步时序逻辑电路、可编程逻辑器件（PLD）以及基于硬件描述语言（HDL）的系统级设计方法。 本书旨在培养学生扎实的数字系统基础理论素养和独立解决实际工程问题的能力。我们不仅注重对经典理论（如卡诺图化简、竞争与冒险分析）的深入讲解，更强调将理论知识与现代主流的EDA工具和VHDL/Verilog语言应用相结合，使学生能够顺利过渡到实际的数字系统开发工作。 --- 第一部分：数字系统基础与组合逻辑电路 第一章 绪论与数制系统 本章首先阐述了数字电路在现代电子系统中的核心地位，区分了模拟信号与数字信号的本质差异。随后，详细介绍了数制转换的基础知识，包括二进制、八进制、十六进制以及十进制之间的互换。重点讲解了二进制的补码、原码和反码表示法，并讨论了定点数和浮点数的表示基础，为后续的算术运算电路设计奠定数制基础。 第二章 布尔代数与逻辑门电路 本章是数字电路分析的基础。深入阐述了布尔代数公理、基本定理和运算规则。通过大量的实例演示了布尔表达式的化简过程。随后，系统介绍了基本逻辑门（与、或、非）、复合逻辑门（与非、或非、异或、同或）的逻辑功能、电路符号和真值表。重点讲解了德摩根定理在表达式转换中的强大作用，并引入了万能逻辑门的概念，展示如何仅用一类门实现所有基本逻辑功能。 第三章 组合逻辑电路的分析与设计 本章将理论付诸实践，聚焦于组合逻辑电路的设计流程。首先介绍了逻辑函数的描述方法，包括最小项、最大项、标准和紧凑形式。核心内容围绕卡诺图（Karnaugh Map）化简展开，详述了两位、三位、四位乃至五位逻辑函数的简化步骤、素蕴含式和隐含素蕴含式的判别。随后，引入Quine-McCluskey（Q-M）代数化简法，作为处理复杂函数或借助计算机求解的理论依据。 本章还详细分析了实际应用中常见的组合逻辑模块，包括： 1. 译码器（Decoder）：用于地址译码和显示驱动。 2. 编码器（Encoder）：优先级编码器的设计与应用。 3. 数据选择器/分配器（Multiplexer/Demultiplexer）：作为实现任意组合逻辑的通用结构。 4. 加法器与算术逻辑单元（ALU）：从半加器、全加器到串行、并行加法器的设计，以及多功能ALU的构建原理。 第四章 组合逻辑电路中的关键问题 本章讨论了在实际硬件实现中必须考虑的因素，以确保电路的可靠性。重点分析了竞争与冒险现象的产生原因（输入信号到达时间不一致）及其对电路输出的影响。详细介绍了如何通过增加冗余项或延迟元件来消除静态0险和静态1险，并给出了动态冒险的检测和消除方法。此外，本章还探讨了扇入与扇出的概念，以及实际器件的逻辑电平标准（如TTL/CMOS系列）对电路连接的要求。 --- 第二部分：时序逻辑电路与状态机设计 第五章 基础的存储元件 时序逻辑是引入了“记忆”功能的电路，本章首先介绍构成记忆功能的最基本单元。详细分析了锁存器（Latch），特别是SR锁存器（带异步和同步控制）的特性、约束条件和“禁止状态”。随后，深入讲解触发器（Flip-Flop），包括边沿触发的SR、D、JK和T触发器。重点对比了锁存器和触发器的区别，并阐述了主从结构的原理及其在时序设计中的意义。 第六章 移位寄存器与计数器 本章展示了利用触发器构建的两个重要功能模块。 1. 移位寄存器（Shift Register）：分析了串入串出、并行入并行出、串入并出和并入串出等不同工作模式。重点介绍了环形计数器和扭环计数器的结构与应用。 2. 计数器（Counter）：分类讨论了异步（Ripple）计数器和同步计数器的结构、工作特点及限制。详细讲解了模N计数器的设计方法，包括利用反馈逻辑和状态图进行设计，并讨论了实际应用中常见的问题如最大计数长度的选择。 第七章 同步时序逻辑电路的设计与分析 本章是时序电路设计的核心。首先，详细介绍了状态图（State Diagram）和状态表（State Table）的绘制与解读方法。随后，重点阐述了有限状态机（FSM）的两种基本模型：米利（Mealy）模型和穆尔（Moore）模型的差异及其适用场合。核心内容是状态化简技术，包括状态等效性的判断和不可达状态的消除，以优化触发器的数量。最后，指导学生如何将化简后的状态表转换为具体的触发器输入逻辑方程，完成同步时序电路的实际设计。 --- 第三部分：可编程器件与现代设计方法 第八章 可编程逻辑器件（PLD）概述 本章介绍了用于实现复杂逻辑功能的集成电路。系统地讲解了可编程只读存储器（PROM）、编程阵列逻辑（PAL）和通用阵列逻辑（GAL）的内部结构、编程原理和应用场景。特别强调了PAL和GAL在快速实现组合逻辑和简单时序逻辑中的优势，以及如何根据逻辑表达式的特点选择合适的器件。 第九章 现场可编程门阵列（FPGA）基础 本章引入现代数字设计的基石——FPGA。详细介绍了FPGA的基本结构，包括查找表（LUT）、配置单元、输入/输出块（IOB）以及片上资源如时钟管理单元（PLL/DLL）。讲解了FPGA的工作原理，以及如何通过编程配置内部资源实现任意逻辑功能。 第十章 硬件描述语言（HDL）——VHDL/Verilog 本章是连接理论与实践的关键桥梁。系统介绍VHDL和Verilog两种主流HDL语言的基本语法结构、数据类型和基本运算符。重点讲解了如何使用HDL描述组合逻辑（使用`assign`语句或`process`语句）和时序逻辑（使用时钟敏感列表）。本章通过大量的代码实例，演示了如何用硬件描述语言实现复杂的ALU、状态机和存储器等模块，为学生使用EDA工具进行仿真和综合打下坚实基础。 --- 附录 附录A：TTL和CMOS逻辑电平标准对照表。 附录B：常用集成电路芯片（如74LS系列）功能速查表。 附录C：组合逻辑化简实例详解。 本书内容覆盖全面，逻辑严密，案例丰富，是学习数字电路原理与系统设计的理想参考书。

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这本书的内容广度确实令人印象深刻，从最基础的几何量公差理论，到各种量具的使用规范，再到误差的分析和评定方法，几乎覆盖了传统机械加工领域对配合与测量的全部要求。但这种广度也带来了一个小问题：深度上偶尔显得不够扎实。举个例子，在讲解“最大实体原则”和“最小实体原则”的应用场景时，文字描述虽然到位，但缺乏足够多的反例对比。读者很容易混淆在具体图纸标注出现时，应该如何快速做出判断。我个人非常希望看到更多关于“测量不确定度”在实际车间环境中的量化分析，比如在一个典型的数控加工流程中，我们应该如何将原材料误差、机床误差、刀具磨损误差和环境温度变化误差综合考虑进去，并最终得出一个可接受的测量不确定度范围。这本书更多地停留在了“如何测量”的层面，而对“测量质量的可靠性评估”这一现代工业越来越重视的环节，着墨略显不足，这或许是老教材普遍存在的一个局限性吧。

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这本书的装帧设计确实挺吸引眼球的，封面那种带着点复古感的深蓝和米白色搭配，很稳重，不像有些教材封面花里胡哨的。内页纸张的质量也算对得起这个价位，长时间翻阅眼睛不会太累，这对于需要经常查阅资料的学生或者在职人员来说是个加分项。不过，我得说，这书的目录编排逻辑性上稍微有点跳跃，有时候感觉前后的章节衔接得不够自然。比如，讲到某个基础理论的时候，如果能先给出一个更宏观的背景介绍，再深入细节，阅读起来可能会更顺畅。另外，书中引用的案例和图示大多比较陈旧，如果是针对现代高精度设备的操作指导，可能需要读者自己去脑补一些新技术和新标准的应用差异，希望后续再版能多补充一些近五年的行业发展实例，毕竟技术更新速度太快了。排版上，字体大小和行间距倒是处理得不错，阅读起来比较舒适，只是有些关键公式的推导过程，如果能用更醒目的方式标示出来，比如使用不同的颜色或者加粗边框，对于初学者理解难度会降低不少。总体来说，作为工具书的硬件基础是合格的，但软件内容的更新和结构优化仍有提升空间。

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这本书的专业术语使用非常规范和统一，这对于构建统一的专业语言体系至关重要，体现了教材编写者的专业素养。章节之间的逻辑推进，特别是从“配合设计”到“公差配合选择”的过渡非常平滑，使得读者能清晰地看到设计环节是如何影响后续的加工和检验标准的。然而，这本书的习题设置方面，我觉得可以更加多样化一些。目前大部分习题都是计算题或者概念判断题，这很容易让学习者陷入“刷题”模式，而没有真正锻炼到解决实际工程问题的能力。我建议增加更多开放性的、需要综合运用多个章节知识的“案例分析题”。比如，给出一个复杂的机器装配图，要求学生不仅要计算出所有关键配合的公差范围，还要评估如果某个关键轴承的供应商公差稍微放宽，会对整个系统的寿命产生多大影响。这种综合性的训练，才能真正培养出能够独立分析和解决配合问题的工程师，而不是仅仅停留在套用公式的水平。这本书的理论深度是毋庸置疑的，但在将理论转化为实践智慧的桥梁构建上，习题的创新性还有待加强。

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从一个侧重于质量控制方向的读者角度来看，这本书的结构非常严谨，它遵循了从“设计意图”到“制造实现”再到“最终检验”的完整链条。尤其是在“配合图纸的阅读与解读”这一章节，作者非常细致地讲解了各种国家标准（GB）符号背后的实际意义，这对于刚进入工厂的年轻人来说，是快速适应工作环境的必备技能。然而，我注意到书中对数字化和智能化制造（Industry 4.0）的融合讨论几乎是空白的。在当前工厂普遍采用激光扫描、机器视觉检测等非接触式测量技术的背景下，这本书的许多测量方法论仍然是基于传统的接触式测量体系。虽然基础理论不变，但测量手段的革新正在深刻改变测量流程和数据处理方式。因此，这本书更像是一部坚实的“基石”教材，它教会你万丈高楼的地基怎么打，但如果你想知道如何用最新的无人机进行大跨度结构形变监测，这本书就爱莫能助了。对于那些面向未来工厂的职教学生，这本书可能需要辅以大量的数字测量技术补充材料。

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我是在一个实训课程的推荐下接触到这本教材的，本来以为它会是一本枯燥的理论堆砌，毕竟涉及到“配合”和“测量”这种听起来就头疼的专业词汇。但实际翻阅下来，发现作者在解释一些复杂的公差配合概念时，尝试用了很多形象的比喻，这对于我们这种动手能力强但抽象思维稍弱的工科生来说，简直是救命稻草。比如，他对“基本尺寸”和“偏差”的界定，竟然用到了“制作一个完美模具的理想尺寸”和“允许的制造误差范围”来类比，一下子就把概念拉近了。不过，本书在对一些高级测量仪器的操作流程描述上，显得略微保守和概括。例如，对于三坐标测量机（CMM）的编程部分，仅仅是提到了基本流程，而没有深入到实际操作中常见的软件交互界面截图或典型的编程语句结构，这让想直接上手实践的读者感到有些无力。这本书的价值更偏向于建立一个扎实的理论框架，而非一本详尽的实操手册。对于老师备课来说，它提供了极好的理论支撑，但如果想直接用它来训练学生的实际操作技能，可能还需要配合大量的实验指导和外部资料。

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