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出版者:江西科学技术出版社

作者:张国强

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:1999-3-1

价格:25.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787539018171

丛书系列:

图书标签:

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• 电路分析
• 故障排除
• DIY
• 实用指南
• 技术手册

数字电路基础与应用 本书籍聚焦于数字电子领域的核心原理、器件特性与实用电路设计，为读者系统地构建扎实的理论基础，并提供丰富的实践案例，旨在提升对现代电子系统的理解与故障排查能力。 --- 第一章：数字逻辑基础与布尔代数 本章深入探讨了数字系统的基石——布尔代数。首先介绍了逻辑判断与真值表的概念，详细阐述了 AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR 及 XNOR 等基本逻辑门的功能、符号表示及其在电子电路中的物理实现。随后，深入讲解了布尔代数的基本定理（如德摩根定律、分配律、吸收律等）及其在逻辑表达式简化中的应用。 重点内容包括： 标准形式转换： 如何将任意逻辑函数转化为最小项之和（SOP）和最大项之积（POS）形式。 卡诺图（K-Map）化简： 运用二维、三维卡诺图对多变量逻辑函数进行系统性的最简化处理，讲解圈选的规则与技巧，确保得到最简逻辑表达式。 逻辑门电路的级联与实现： 探讨如何使用通用门（如 NAND 或 NOR）实现任意逻辑功能，这是理解大规模集成电路设计的基础。 第二章：组合逻辑电路设计与分析 本章将理论与实践相结合，指导读者设计和分析不含存储元件的组合逻辑电路。 组合电路分析： 学习如何根据逻辑图推导出布尔表达式，并使用真值表验证其功能。 组合电路设计核心模块： 1. 译码器与编码器： 详细介绍 $N$ 对 $2^N$ 译码器（如 3-to-8 译码器）的工作原理、芯片引脚功能及其在数据选择和七段显示驱动中的应用。反之，讲解优先编码器（Priority Encoder）的设计与应用，解决多输入信号优先级处理的问题。 2. 数据选择器（Multiplexer, MUX）： 深入剖析 $2:1$ 到 $16:1$ 选择器的工作机制，重点展示如何利用 MUX 替代复杂的逻辑门组合，实现函数发生器或数据路由功能。 3. 加法器与算术逻辑单元（ALU）： 从半加器和全加器开始，逐步构建串行加法器和并行加法器（如先行进位加法器，CLA），理解二进制数加减运算的硬件实现。并介绍乘法器和除法器的基本结构概念。 第三章：时序逻辑电路 时序逻辑电路是现代数字系统的核心，本章专注于具有记忆功能的电路设计。 基本存储单元： 锁存器（Latches）： 详细介绍 SR 锁存器（包括毛刺问题分析）和 D 锁存器的工作特性，理解透明度和保持状态的机制。 触发器（Flip-Flops）： 重点讲解主从式 JK 触发器、D 触发器和 T 触发器的边沿触发特性、特性方程和状态转换图。强调时钟（Clock）信号对时序电路行为的决定性作用。 寄存器与计数器： 1. 寄存器（Registers）： 讲解数据如何在并行加载、移位寄存器（如 SISO, SIPO, SISO, PIPO）中流动，这些是数据暂存和转换的关键组件。 2. 异步与同步计数器： 构建二、十进制异步计数器，并着重分析同步计数器的设计方法，包括模 $N$ 计数器的设计技巧，以及如何避免“空翻”现象。 有限状态机（FSM）设计： 引入 Mealy 型和 Moore 型状态机的概念，使用状态图、状态表和状态编码技术，指导读者从功能需求出发，设计复杂的控制逻辑电路。 第四章：半导体器件与集成电路系列 本章将视角从抽象逻辑转向具体的物理实现，探讨驱动这些逻辑门的基础电子元件。 半导体基础： 简要回顾 PN 结、二极管的单向导电性，为理解晶体管打下基础。 晶体管作为开关： 深入分析 BJT（双极结型晶体管）和 MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）在数字电路中的开关特性，包括饱和区、截止区和放大区的工作点分析。 集成电路系列介绍： 1. TTL 系列： 介绍经典的 TTL（Transistor-Transistor Logic）系列，包括其结构特点、扇出（Fan-out）能力、输入/输出高低电平电压范围及噪声容限。 2. CMOS 系列： 详细阐述 CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）技术的优势，特别是其极低的静态功耗、高输入阻抗和强大的抗干扰能力。讲解 HC、HCT、AC、AEC 等不同 CMOS 家族的特性差异。 3. 逻辑电平标准： 对比 TTL 与 CMOS 之间的接口问题，讨论电平转换电路的设计需求。 第五章：存储器技术与接口基础 现代计算机系统离不开大容量、高速的存储器。本章涵盖了存储器系统的类型、结构和基本读写操作。 存储器分类与结构： 按易失性划分： 静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）的原理、速度与功耗对比。 存储器芯片结构： 深入解析存储器芯片的地址线、数据线和控制线（片选 $overline{CS}$、读写控制 $overline{WE}, overline{OE}$）的连接方式，理解矩阵寻址机制。 存储器扩展： 讲解如何通过地址译码和数据总线连接，扩展存储器的容量（位扩展）和字长（字扩展）。 可编程逻辑器件（PLD）概述： 初步介绍 PROM、PAL 和 GAL 等可编程逻辑器件的基本结构，它们是实现复杂组合逻辑和时序逻辑的灵活平台。 第六章：模数/数模转换与信号处理基础 数字系统与物理世界（模拟信号）的交互是嵌入式和自动化系统的核心环节。 数模转换器（DAC）： 1. 基本原理： 介绍 DAC 的关键参数，如分辨率、建立时间和线性度。 2. 实用电路： 详细分析电阻网络型 DAC（如 R-2R 梯形网络）的工作原理，以及如何将其应用于生成精确的模拟电压信号。 模数转换器（ADC）： 1. 基本原理： 介绍 ADC 的关键指标：采样率、有效位数（ENOB）。 2. 常用转换方法： 深入解析逐次逼近型（SAR ADC）的工作流程，并简要介绍双积分型和闪烁比较型 ADC 的特点与适用场景。 时钟与定时电路： 讨论晶体振荡器的原理，以及如何使用 555 定时器等专用集成电路产生稳定、精确的时钟信号，为整个数字系统提供同步基础。 --- 本书特色： 强调底层原理： 不止于介绍芯片功能，更深入探讨其内部逻辑结构和晶体管级联的实现方式。 详尽的电路图示： 配备大量清晰的逻辑图、真值表和波形图，辅助理解抽象概念。 设计流程指导： 针对组合逻辑和时序逻辑，提供从需求分析到最终实现规范化的设计步骤。 本书适合对象： 电子工程、自动化、通信工程等相关专业的学生，以及希望深入理解数字电路工作机制的电子爱好者和初级硬件工程师。掌握本书内容后，读者将能独立进行中小型数字系统的设计、仿真与基础故障诊断。

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初翻这本书，我的第一感觉是它的排版风格非常“硬核”，充满了大量的技术图表和参数对比表格，几乎没有多余的修饰性文字，这对于寻求快速解决方案的实战派来说，无疑是高效的。我最近接手了一个维修项目，涉及到几台老旧的工业级数字仪表，它们的共同问题就是计数位显示异常。我立刻翻到了关于“高精度七段数码管驱动电路分析”的章节。这本书里对常用的BCD转七段解码芯片（比如74LS47、CD4511）的故障模式进行了详细的穷举，并且针对性地给出了如何使用示波器捕捉驱动信号的时序错误，以及如何通过替换特定电解电容来解决供电纹波导致的间歇性显示错误。最让我眼前一亮的是，作者还加入了一个关于“背光驱动电路反向击穿”的分析模块，这一点在很多维修手册中都被忽略了，因为大家通常认为背光只是一个简单的LED串。但书中通过实际案例证明，电源管理IC故障可能通过反馈回路间接损坏显示单元的低压部分。这本书的价值就在于，它不满足于解决表面问题，而是深挖到驱动电路的每一个最小单元，为我们提供了更彻底的修复思路，让维修工作从“猜谜”变成了“推理”。

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我是在一个周末的下午，抱着试试看的心态翻阅这本书中关于“软件层面的显示错误校准”这一章的。我当时正在处理一个高精度数字表，它的读数在切换量程后，显示的最后一位会有一个微小的、但持续存在的偏移。我原以为是硬件电阻老化，但用万用表的标准源测试了几次，硬件似乎没问题。当我读到书中关于微控制器（MCU）中显示缓冲区的刷新逻辑解析时，豁然开朗。作者解释道，在某些早期的MCU固件设计中，量程切换后，显示缓冲区的数据更新存在一个微小的延迟窗口，如果在这个窗口内传感器数据快速变化，就会导致最后一位的“残留”值被错误地刷新。书中给出的解决方案是修改MCU的看门狗定时器设置，强制延长刷新延迟，或者直接优化显示驱动程序中的中断优先级。这个发现让我感到非常震撼，因为它触及了“硬件维修”与“嵌入式软件调试”的交叉点，打破了传统维修只关注物理元件的局限性。这本书的广度，远超我最初对一本“检修”类书籍的想象。

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这本关于数字万用表维护与故障排除的专业书籍，我是在一个电子爱好者论坛上经人推荐后购买的。坦率地说，我对它的期望值非常高，毕竟市面上讲解万用表基础操作的书籍不少，但专门深入到“检修显示器”这个细分领域的，确实是凤毛麟角。拿到书后，我首先被它扎实的理论基础部分所吸引。作者显然对液晶（LCD）和有机发光二极管（OLED）显示技术有着深刻的理解，开篇就用大量的篇幅详细解析了这些显示屏在恶劣环境下（比如温度骤变、电源波动）可能出现的物理性损伤和电气性失效模式。书中特别绘制了几个精妙的电路图示，清晰地标注了驱动芯片与显示面板之间的信号传输路径，这对于诊断是驱动问题还是面板本身损坏提供了极佳的参考框架。我尤其欣赏它对“漂移”和“鬼影”现象的分类讨论，不像其他教材那样一笔带过，而是深入到了像素级的响应时间延迟和电荷残留分析。对于那些经常遇到显示模糊、字符跳动但测量功能看似正常的工程师来说，这本书的诊断流程简直就是一份教科书级别的操作指南。它强调的“预防性维护”理念，也促使我在日常使用中开始注意仪器的环境控制，而不是等到故障发生才手忙脚乱。可以说，在理论深度和实用性结合的层面上，这本书达到了一个非常高的标准。

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这本书的实体装帧和印刷质量也是值得称赞的。在维修车间这种充满灰尘和油污的环境中，耐用的装订和清晰的图表至关重要。它的纸张选用了偏哑光的涂层，有效减少了强光下的反光，这在检查细小的焊点或排线连接时，是一个非常贴心的设计。我注意到，书中对于一些高风险的操作步骤，比如拆卸面板排线连接器时，都用加粗的边框和特殊的图标进行了显著提示，这极大地降低了误操作的风险。我记得有一次，我按照书中的步骤更换了一个极其脆弱的ZIF连接器，由于有了明确的力度和角度指导，我一次性成功，避免了可能导致整个显示单元报废的风险。这本书在安全规范和操作细节上投入的精力，体现了作者对维修人员人身安全和设备完好性的高度尊重。它不是一本快餐式的维修手册，而是一部可以陪伴你度过职业生涯中无数复杂故障排查的，值得信赖的“工具书”。

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说实话，这本书的阅读体验与其说像一本技术手册，不如说像一位资深专家在跟你进行一对一的“技术交锋”。它的语言风格非常严谨，充满了专业术语，对于刚接触电子测量仪器的初学者可能会感到吃力，因为它几乎是假设读者已经掌握了基本的电路分析能力。但对于我这样有十几年经验的维修技师来说，这种高度凝练的表达方式反而节省了大量时间。我特别关注了它关于“显示屏更换兼容性”的章节。随着技术的迭代，原厂显示模块越来越难寻找，许多维修点倾向于使用“兼容件”。这本书通过对比不同代际LCD面板的对比度、响应速度和电压阈值，明确指出了哪些兼容件在长期使用中可能导致系统误判或寿命缩短。它甚至提供了一套完整的“兼容性测试流程”，包括在不同湿度和温度箱内进行老化测试的标准操作规程（SOP）。这种对细节的极致追求，让我对未来处理零配件采购和系统集成时，有了更科学的评估依据。它不仅仅是教你如何修，更是在教你如何判断“值不值得修”以及“如何修得更好”。

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