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出版者:高等教育出版社

作者:王小海

出品人:

页数:493

译者:

出版时间:2005-6

价格:38.90元

装帧:

isbn号码:9787040170627

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数字逻辑与微机原理实战指南 本书导读：从基础概念到系统实现的全景式解析 本书旨在为电气工程、电子信息工程、自动化以及相关工科专业的学生和工程师提供一套全面、深入且极具实践指导意义的数字逻辑设计与微型计算机原理教程。我们深知，理论的深度与实践的操作性是掌握现代电子技术核心能力的关键。因此，本书在内容编排上严格遵循从抽象概念到具体实现的逻辑递进关系，力求构建一个坚实且易于攀登的知识体系。 第一部分：数字系统的基石——逻辑代数与组合电路设计 本部分是整个数字技术学习的起点，我们将从最基本的布尔代数原理入手，彻底剖析逻辑运算的数学基础。 布尔代数与逻辑门： 详细阐述了逻辑变量、基本逻辑运算（与、或、非、异或）及其公理和定理。不同于单纯的公式堆砌，我们引入了大量的实际工程案例，展示如何运用德摩根定理、分配律等简化复杂的逻辑表达式。随后，深入介绍各种标准逻辑门（如TTL、CMOS系列）的工作特性、输入输出特性以及实际应用中的注意事项，为后续的集成电路选型打下基础。 组合逻辑电路设计： 这是电路设计能力的核心体现。我们系统性地介绍了卡诺图（Karnaugh Map）和Quine-McCluskey方法（Q-M法）这两种主流的逻辑化简技术。重点在于训练读者如何将实际需求（如状态控制、编码解码需求）转化为最小化、成本最优化的逻辑电路。在此基础上，详细讲解了标准组合逻辑芯片的应用，包括译码器、数据选择器（MUX/DEMUX）、编码器、比较器等，并通过搭建一个简单的优先级编码器实例，展示从需求分析到电路搭建的全过程。 算术逻辑单元（ALU）的构建： 算术运算是数字系统的核心功能。本章将逐步构建半加器、全加器，进而设计出多位加法器、减法器（采用补码运算机制）。更进一步，本书会讲解乘法器和除法器的基本逻辑结构，为理解现代CPU的运算单元打下坚实基础。 第二部分：时序逻辑与状态机的构建 数字系统要实现记忆和控制功能，必须引入时间的概念，这就引出了时序逻辑电路。 基本存储单元： 从最简单的锁存器（Latch）——SR锁存器入手，分析其亚稳态和毛刺现象。随后，重点过渡到更稳定、更实用的触发器，如D触发器、JK触发器和T触发器。每种触发器都详细分析了其工作特性、特性方程、时序图和实际应用中的触发方式（边沿触发的重要性）。 寄存器与存储器基础： 基于触发器，讲解如何构建基本的并行输入/并行输出（PIPO）和串行输入/并行输出（SIPO）等各类寄存器，以及它们在数据暂存和移位操作中的应用。对SRAM（静态随机存取存储器）的存储单元结构和读写时序进行概览。 异步与同步时序电路： 这是本书的难点和重点。首先阐述异步时序电路（如反馈回路）的设计难点和潜在风险。接着，集中讲解同步时序逻辑（使用统一时钟信号），这是现代数字系统的标准范式。详细介绍脉冲展宽与去抖动电路的设计。 有限状态机（FSM）设计： FSM是控制系统的灵魂。本书采用Mealy模型和Moore模型进行对比讲解，清晰界定两者的输入输出关系。通过大量的实例，如交通灯控制器、步进电机驱动控制器等，指导读者完成状态定义、状态转移图绘制、状态编码（最优编码技术，如Gray码的应用）和最终电路的实现。 第三部分：微型计算机系统核心原理与接口 在牢固掌握了数字电路的设计方法后，我们将视角转向微型计算机这一复杂系统的核心构成。 微处理器结构与指令集基础： 介绍冯·诺依曼和哈佛结构的区别与联系。深入剖析CPU的基本组成部分：程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、算术逻辑单元（ALU）和通用寄存器组。系统讲解指令的格式（操作码、操作数）、寻址方式（立即寻址、直接寻址、间接寻址等），并以经典的MCS-51或主流ARM指令集的一个子集为例，分析指令的执行周期（取指、译码、执行）。 存储器系统组织： 详细阐述存储器的分类（RAM、ROM、Flash）。重点讲解如何使用地址译码技术，将多个存储芯片组合成一个逻辑地址空间连续的存储器系统。分析存储器与CPU之间的时序配合要求。 总线结构与数据传输： 深入探讨系统总线（地址总线、数据总线、控制总线）的工作原理和时序仲裁机制。讲解I/O端口的编址方式，并详细分析同步传输、异步传输以及猝发传输（Burst Transfer）的数据交换协议。 中断系统与并行接口： 中断是提高CPU工作效率的关键。本书详细解析了中断的产生、响应、现场保护与恢复过程，并对比了查询（Polling）与中断驱动方式的优劣。此外，我们将介绍并行I/O接口（如并行打印机接口的简化模型）的设计与编程，强调I/O控制逻辑的实现。 第四部分：可编程逻辑器件（PLD）与系统级实现 为了实现高效、灵活的逻辑设计，现代工程越来越依赖可编程器件。 CPLD/FPGA概述： 介绍可编程逻辑器件的发展历程，重点区分复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）的内部结构（基于查找表LUT的原理）。 硬件描述语言（HDL）入门： 引入VHDL或Verilog语言，作为描述复杂数字系统的工业标准语言。重点教授如何使用HDL描述组合逻辑和时序逻辑，并通过实例演示如何将高级描述转换为实际的逻辑门级网表。 综合与布局布线： 简要介绍从HDL代码到最终下载到FPGA芯片的整个流程，包括前仿真、逻辑综合、静态时序分析和布局布线，帮助读者理解软件工具背后的物理实现过程。 本书特色： 本书的理论深度足以支撑后续的嵌入式系统和ASIC设计学习，同时，我们坚持“理论指导实验，实验反哺理论”的原则。每一章节的理论讲解后，都会紧密关联实际操作层面的验证方法，确保读者不仅“知道”而且“会做”。本书的叙述风格力求严谨而不失清晰，旨在帮助读者构建一个强大、模块化的数字电子技术知识框架。

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从一个需要动手实践的角度来看，这本书的内容设置简直是一场灾难。作为一本声称是“实验教程”的书籍，它对于实验环节的描述简直是敷衍了事。我需要的是清晰的实验目标、详细的电路搭建步骤、所需的元件参数规格，以及预期的波形或测量结果的参考图。然而，这本书提供的实验描述往往是抽象的指令：“设计一个XX电路并观察其特性”。这种描述对于缺乏经验的人来说毫无帮助，我们如何在没有具体指导的情况下知道元件该如何选取，测试仪器该如何连接才能得到有效数据？更糟糕的是，对于实验中常出现的误差分析和故障排除，书中几乎没有涉及，这使得我们在实验失败时完全陷入迷茫，找不到改进的方向。一本好的实验教程应该能预判读者的困难，并提供解决方案，而这本书似乎假设读者已经具备了独立解决所有问题的能力，这显然是不切实际的。

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这本关于电子技术基础的书籍，内容上着实让我有些摸不着头脑，它似乎将重点放在了理论的艰深晦涩上，对于我这个初学者来说，简直像是在攀登一座陡峭的山峰。书中的概念阐述往往跳跃性很大，常常是一句晦涩的定义抛出，紧接着就是一连串复杂的数学推导，完全没有考虑到读者需要一个循序渐进的理解过程。我期望的更多是那种图文并茂、逻辑清晰的讲解，能用最直白的语言将复杂的电路原理剖开揉碎，然而这本书更像是为已经具备深厚功底的专业人士准备的参考手册，而非入门读物。尤其是对于那些需要通过实验来加深理解的读者，书中的实验指导部分也显得过于简略和概念化，缺乏具体的操作步骤和可能遇到的问题分析，让人在实际操作中寸步难行，只能依靠其他资源来弥补这方面的缺失。总而言之，它的理论深度是有的，但可读性和实用性在我看来大打折扣，更像是一本高精尖的学术论文集而非教学用书。

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说实话，我对这本书的排版和设计感到非常不适应，它给我的感觉是信息密度过高，视觉上极其拥挤，阅读体验极差。大量的公式和符号堆砌在一起，字体和行距都没有经过精心的设计，使得眼睛非常容易疲劳。每翻开一页，都像是在面对一堵密不透风的墙，很难找到一个可以喘息的阅读节点。我本以为“教程”这个词意味着它会提供一套结构化的学习路径，但这本书更像是一份知识点的罗列清单，缺乏清晰的章节划分和知识点之间的逻辑关联。很多重要的概念，比如半导体器件的工作原理，只是寥寥数语带过，而一些相对次要的内容却用了大篇幅去论述，这种权重分配让人感到困惑。如果一个教程不能引导读者高效地吸收知识，那么它的存在价值就大打折扣了，这本书在这方面做得远远不够，读起来让人感到的是一种知识的重压，而非获取新知的乐趣。

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这本书的编写风格实在是太过于陈旧和刻板了，仿佛是上个世纪的教材直接印刷出来的，完全没有与时俱进的感觉。电子技术日新月异，新的元器件和新的设计理念不断涌现，然而这本书中引用的案例和电路图看起来都非常过时，有些甚至已经不再是现代电子工程的主流应用。这对于一个希望了解当前行业前沿的读者来说，无疑是一种误导。我希望看到的是关于现代微控制器、新型传感器或者功率电子器件的应用实例，而不是停留在对基础晶体管的反复讲解上。教程应该紧跟时代步伐，为学习者描绘出行业的发展蓝图，然而这本书却像是一张泛黄的老照片，虽然记录了历史，但对今天的实践指导意义有限。如果不能提供一些与现代设计工具和仿真软件相结合的内容，那么这本书在实际应用层面上就显得力不从心了。

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这本书的理论深度与其说是一种优势，不如说是一种障碍。它倾向于从最底层的物理原理出发，深入挖掘每一个元件的每一个细节，这对于建立宏观理解是极其不利的。例如，在讲解一个简单的放大电路时，作者花费了大量的篇幅去探讨PN结的势垒电容和载流子迁移率等微观物理现象，但对于如何根据实际需求选择合适的反馈电阻或电容值，却一带而过。这种“刨根问底”的写作方式，使得读者在还没学会“走路”之前，就被迫去研究“分子运动”，严重打乱了学习的节奏和重点。我更倾向于那种先建立整体框架，理解电路功能和设计流程，然后再逐步深入到细节的教学方法。这本书的结构似乎是反过来的，它用晦涩的物理学知识淹没了电子技术本身的应用精髓，让原本应该清晰明了的电路概念变得异常复杂和难以把握。

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