數位邏輯. pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:博碩

作者:劉延興

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:20030818

价格:NT$ 450

装帧:

isbn号码:9789575276157

丛书系列:

图书标签:

• 數位邏輯
• 邏輯設計
• 數位電路
• 計算機組成原理
• 電子工程
• 電機工程
• 布林代數
• 組合邏輯
• 序列邏輯
• VHDL
• Verilog

《电路设计基础：从开关到系统》 本书深入浅出地剖析了现代电子设备运行的核心——数字逻辑电路。如果您对电子世界充满好奇，渴望理解智能设备为何能够如此精确高效地工作，那么这本书将是您绝佳的起点。我们不将目光局限于抽象的理论，而是着力于展现数字逻辑在实际电路设计中的强大应用。 第一部分：二进制世界的基石——逻辑门与基本运算 我们将从最基础的逻辑门开始，例如AND、OR、NOT门。您将学习它们是如何通过晶体管的开关特性来实现的，以及它们在构建更复杂逻辑时的基本作用。随后，我们将引入XOR、NAND、NOR等通用逻辑门，并重点介绍NAND和NOR门作为万能门的重要性，理解它们如何能够实现所有其他逻辑功能。 接着，我们将深入探讨布尔代数，这是数字逻辑设计的数学语言。您将学习如何使用布尔代数来简化和优化逻辑表达式，理解其基本公理和定理，例如交换律、结合律、分配律、德摩根定理等。通过实际的逻辑化简练习，您将能够亲手将复杂的逻辑关系转化为更精简、更高效的电路实现。 第二部分：组合逻辑电路——实现特定功能的构建块 掌握了基本逻辑门之后，我们将转向组合逻辑电路的设计。这类电路的输出仅取决于当前的输入，不包含记忆功能。我们将详细介绍几种关键的组合逻辑电路，包括： 编码器和译码器： 学习它们如何将一种代码转换为另一种代码，例如将二进制代码转换为七段数码管显示码，或者将用户输入的指令解码成计算机能识别的信号。 多路选择器（Multiplexer）： 理解它是如何根据控制信号从多个输入中选择一个输出的，这在数据路由和信号选择中扮演着至关重要的角色。 数据分配器（Demultiplexer）： 与多路选择器相反，数据分配器根据控制信号将单个输入数据传输到多个输出中的一个，实现数据分发。 加法器和减法器： 探索如何使用逻辑门构建能够执行二进制加法和减法运算的电路，这是所有算术逻辑运算的基础。我们将从半加器到全加器，再到多位加法器，逐步构建完整的算术单元。 比较器： 学习如何设计电路来比较两个二进制数的数值大小，并输出相应的结果（大于、小于、等于）。 我们将通过大量图示和实际案例，让您清晰地理解这些组合逻辑电路的工作原理及其在实际应用中的意义。 第三部分：时序逻辑电路——引入“时间”概念的存储与控制 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还依赖于之前的输入状态，即它具有“记忆”功能。这是现代数字系统能够执行复杂任务的关键。本部分将重点介绍： 触发器（Flip-Flop）： 作为最基本的时序逻辑单元，我们将详细介绍RS触发器、JK触发器、T触发器和D触发器。您将学习它们如何通过建立时间和保持时间来存储一位二进制信息，并理解它们的翻转特性。 寄存器（Register）： 了解如何将多个触发器组合起来形成寄存器，用于存储多位数据。我们将讨论移位寄存器（左移、右移、双向移位）以及并行加载寄存器的设计和应用。 计数器（Counter）： 探索如何利用触发器构建计数器，实现对脉冲信号的计数。我们将介绍异步计数器和同步计数器，以及它们在频率分频、定时控制等方面的应用。您还将学习如何设计任意模计数器。 状态机（Finite State Machine, FSM）： 这是理解更复杂数字系统运作模式的核心。我们将介绍摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型状态机的设计方法，它们如何通过状态转移和输出逻辑来实现序列控制和模式识别。您将学会如何根据需求设计状态图和状态表，并将其转换为实际的逻辑电路。 第四部分：集成电路与硬件描述语言（HDL）——从理论到实际工程 在掌握了基本逻辑电路的设计后，我们将为您打开通往现代电子设计的大门。 集成电路（IC）基础： 简要介绍数字集成电路的制造过程和不同类型的芯片（如TTL、CMOS），让您了解这些逻辑功能是如何被封装在微小的芯片中并广泛应用的。 硬件描述语言（HDL）简介： 介绍Verilog或VHDL等HDL语言的基本概念和语法。您将了解如何使用这些强大的工具来描述和仿真数字逻辑电路，并最终将其综合到 FPGA（现场可编程门阵列）或 ASIC（专用集成电路）中。我们将通过简单的HDL代码示例，展示如何描述逻辑门、组合逻辑和时序逻辑。 实践导向与应用前景 本书中的每一个概念都配有清晰的图示和易于理解的解释。我们强调动手实践，通过大量的例题和练习，帮助您巩固所学知识，并培养解决实际电路设计问题的能力。 无论您是电子工程专业的学生，还是对电子技术充满热情的爱好者，亦或是希望深入了解电子产品内部工作原理的开发者，《电路设计基础：从开关到系统》都将为您提供坚实的基础和广阔的视野。通过学习本书，您将能够理解并设计从简单的电子开关到复杂的微处理器内部的各种数字逻辑电路，为您的电子设计之旅奠定坚实的基础。

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我这次购买《數位邏輯》主要是为了应对一个即将到来的项目需求，需要快速啃下基础知识，说实话，我对它的期待值其实是持保留态度的，毕竟市面上很多声称“实用”的技术书籍，最后读起来都变成了陈旧的理论复述。然而，这本书的实战导向性彻底颠覆了我的看法。它对于如何将理论知识转化为实际电路解决方案的侧重点非常突出。例如，在讲解卡诺图（Karnaugh Map）的简化方法时，书中不仅详尽地展示了如何通过圈选来找出最小项，更进一步讨论了在实际芯片资源有限的情况下，如何做出在面积和速度上的工程权衡，这种“软技能”的传授是很多纯理论书籍所缺失的。我特别欣赏它对不同逻辑系列（如TTL和CMOS）的特性对比分析，这种对比不仅仅停留在电压阈值层面，更深入到了功耗、开关速度和噪声容限这些决定最终产品性能的关键指标上。读完相关章节后，我立刻尝试用手边的面包板搭建了一个简单的译码器，书中的指导几乎可以无缝对接物理操作，极大地减少了我调试电路的时间。这绝不是一本让你停留在纸上谈兵的书，它是一本让你真正“动手做”起来的工具书。

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说实话，我本来对逻辑电路这种“纯硬核”的学科没什么兴趣，觉得它枯燥乏味，直到我同事向我推荐了《數位邏輯》。这本书的魅力在于它的“叙事感”。它把枯燥的二进制运算变成了一场场关于“信息如何被编码、传输和处理”的侦探故事。特别是关于“竞争与冒险”这一节的讨论，简直太精彩了。作者没有用冰冷的数学公式来吓唬人，而是通过一个生动的例子——想象两个信号几乎同时到达一个关键节点，但由于传输延迟的微小差异导致结果错误——完美地诠释了时序问题的严重性。这种对潜在风险的细致剖析，让读者立刻明白了为什么我们需要时钟信号、为什么同步电路如此重要。书中的排版也处理得非常人性化，大量的留白和清晰的字体让长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。它成功地将一门传统学科“现代化”了，让即便是对工程不甚了解的跨学科研究者也能从中找到阅读的乐趣和理解的入口。

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这本《數位邏輯》简直是为我这种半路出家的电子爱好者量身打造的入门宝典！说实话，我之前对逻辑门、布尔代数这些概念总是感觉云里雾里，一看到真值表就头大。这本书的叙述方式非常亲切自然，没有那种教科书特有的生硬感。作者似乎真的设身处地为我们这些“小白”着想，从最基础的开关概念讲起，一步步构建起数字世界的基石。尤其让我印象深刻的是它对“组合逻辑”和“时序逻辑”的讲解。作者没有直接抛出复杂的公式，而是通过大量的、贴近日常生活的类比——比如用交通信号灯的切换来解释状态机的概念——使得原本抽象的电路行为变得可视化了。当我读到关于触发器如何“记忆”信息时，那种豁然开朗的感觉，简直比解开一个复杂的数学难题还要令人兴奋。它不仅是理论的堆砌，更像是一次精心设计的思维导图，引导你如何像工程师一样去思考信息的处理和转换。书中配的图例清晰度极高，每一个逻辑图的标注都恰到好处，让你在对照文字和图形时几乎不需要费力去猜测作者的意图。这让我对后续学习更复杂的微处理器设计充满了信心。

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作为一名资深的电子工程教授，我阅读了近百本关于数字系统设计的教材。坦率地说，《數位邏輯》这本书在结构组织和知识的递进逻辑上，达到了一个极高的水准。它的宏大叙事能力令人称道——从最底层的晶体管开关模型开始，层层递进，自然而然地过渡到复杂的多位加法器、乘法器，直至最后对小型CPU架构的初步探讨。这种结构的好处在于，它构建了一个非常稳固的知识金字塔，每一层级的内容都成为了下一层级理解的坚实基础，避免了初学者常见的“知识点孤岛”现象。最让我感到欣慰的是，作者对待现代设计方法论的态度。书中没有沉溺于过时的手工布线和逻辑门实现，而是非常及时地引入了硬件描述语言（HDL）的概念，并用简洁的示例展示了如何用VHDL或Verilog来描述一个简单的同步电路。这表明编者对行业发展有着敏锐的洞察力，确保了这本书的知识体系不仅扎实，而且面向未来。对于需要为高年级本科生或研究生选材的教师来说，这本书无疑是一个极具竞争力的选择。

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我尝试过几本声称能教人理解计算机底层原理的书籍，但大多因为过于偏向软件算法或过于深入底层物理特性而让我望而却步。然而，《數位邏輯》这本书在两者之间找到了一个近乎完美的平衡点。它没有陷入对半导体材料特性的无休止讨论，而是将注意力牢牢锁定在“功能实现”上。我尤其欣赏它对“时序电路分析”的处理。它不仅仅是教会了如何画出状态图和状态表，更重要的是，它引导读者去思考如何从一个功能需求（例如，设计一个密码锁）出发，逆向推导出所需的状态转移逻辑，最终用D触发器和组合逻辑网络来实现这个功能。书中提供的练习题设计得非常巧妙，难度曲线平滑且富有挑战性，尤其是一些需要整合组合逻辑和时序逻辑才能解决的综合题，极大地锻炼了我的系统设计思维。这本书不只是教你“是什么”，更着重于教你“如何做”和“为什么这么做”，这对于任何想真正掌握数字系统核心脉络的人来说，是无价之宝。

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