微机原理与接口技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:360

译者:

出版时间:2010-6

价格:39.00元

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isbn号码:9787121111358

丛书系列:

图书标签:

• 微机原理
• 计算机组成原理
• 接口技术
• 汇编语言
• 8086
• 微处理器
• 数字电路
• 计算机硬件
• 嵌入式系统
• 单片机

《数字逻辑设计与应用》内容简介 本书全面深入地探讨了数字电子系统的设计与实现基础，旨在为读者构建扎实的数字逻辑理论体系与实践能力。 本书从最基本的数字逻辑元素出发，逐步引导读者进入复杂系统的构建与分析。全书内容紧密围绕现代数字电路的设计流程与核心技术展开，力求理论深度与工程实用性兼顾。 第一部分：数字系统基础与逻辑代数 本部分奠定了理解整个数字电路大厦的基石。首先详细介绍了信息表示的本质，包括二进制、八进制、十六进制等不同数制之间的转换方法，以及带符号数的表示（如原码、反码、补码），这对于理解计算机内部数据处理至关重要。 随后，深入讲解了布尔代数（Boolean Algebra）的公理、定理和基本运算。我们不仅停留在理论层面，更强调如何利用代数方法进行逻辑化简。核心内容包括卡诺图（Karnaugh Map，K-map）的绘制与应用，以及更通用的奎因-麦克拉斯基（Quine-McCluskey, Q-M）化简法的详细步骤，确保读者能够系统地优化组合逻辑电路，减少硬件成本并提高速度。 此外，还引入了逻辑门的特性与分类，包括TTL（晶体管-晶体管逻辑）和CMOS（互补金属氧化物半导体）等主流集成电路系列的电气参数、扇入/扇出、噪声容限和功耗特点的对比分析，使读者对实际器件的选择与驱动能力有清晰认识。 第二部分：组合逻辑电路的设计与实现 本部分专注于那些输出仅依赖于当前输入的逻辑功能电路的设计。 我们详细剖析了标准组合逻辑器件的功能与应用，如编码器（Encoders）、译码器（Decoders）、数据选择器（Multiplexers, MUX）和数据分配器（Demultiplexers, DEMUX）。特别强调如何利用这些标准器件通过“分层设计法”构建更复杂的组合功能，例如实现多位加法器或简单的数据分配网络。 核心内容集中在算术逻辑单元（ALU）的设计。从最基本的半加器、全加器开始，逐步构建出多位串行加法器和并行加法器（如超前进位加法器），并延伸至进位检查电路和溢出检测机制。乘法器与除法器的设计思想也得到了阐述。 在数据选择与控制方面，本书深入探讨了优先编码器的设计技巧，以及如何使用数据选择器来实现任意组合函数，这体现了器件的高复用性。 第三部分：时序逻辑电路的原理与分析 时序逻辑电路的引入标志着系统开始具备“记忆”能力，是构建状态机和存储单元的基础。 本部分首先系统介绍了锁存器（Latches）和触发器（Flip-Flops），包括SR、D、JK和T型触发器的逻辑图、特性表和状态图。重点分析了主从结构和边沿触发机制，以及如何避免毛刺（Glitch）现象。 接着，详细讲解了时序电路的分析方法，包括状态转移图、状态表、卡诺图化简法在时序电路设计中的应用，以及竞争与冒险问题的识别与消除。 在实际应用层面，本书深入讲解了寄存器（Registers）和移位寄存器（Shift Registers）的设计与工作原理，包括串入并出、并入串出等模式。同时，对计数器（Counters）的设计进行了详尽阐述，涵盖异步计数器、同步计数器，以及环形计数器和扭环计数器等特殊应用。 第四部分：有限状态机（FSM）的设计与控制 有限状态机是数字系统控制逻辑的核心。本部分系统地教授FSM的设计流程。 首先，基于米利（Mealy）模型和穆尔（Moore）模型的定义和区别，引导读者理解状态机的输出与状态、输入的关系。 设计步骤被分解为：确定状态需求、状态图绘制、状态编码（包括格雷码编码的应用以减少电路复杂度）、状态转移表与逻辑方程的推导。 为解决大规模状态编码带来的逻辑复杂性，本书专门讲解了状态缩减（State Minimization）的步骤，包括等效状态的识别与合并，确保设计出最高效的状态机。 第五部分：可编程逻辑器件（PLD）与硬件描述语言（HDL） 为了将理论设计转化为实际可验证的硬件，本书引入了现代数字电路设计不可或缺的工具——可编程逻辑器件和硬件描述语言。 可编程逻辑器件（PLD）部分详细介绍了可编程只读存储器（PROM）、现场可编程逻辑阵列（PLA）和现场可编程门阵列（FPGA）的基本结构、编程原理和应用优势。重点分析了CPLD（复杂可编程逻辑器件）与FPGA的宏单元结构和查找表（LUT）的工作机制。 在硬件描述语言（HDL）方面，本书选择VHDL/Verilog中的一种或两种语言，教授如何用行为级、数据流级和结构级描述数字电路。通过实例演示如何使用HDL对加法器、译码器和简单的FSM进行建模、仿真和综合，为读者进入现代数字系统开发打下坚实基础。 第六部分：存储器与总线结构基础 本部分关注数字系统中的数据存储与信息交换机制。 深入分析了半导体存储器的结构，包括SRAM（静态随机存取存储器）和DRAM（动态随机存取存储器）的工作原理、刷新机制和访问时序。讲解了存储器组织，如地址译码、数据宽度扩展和容量扩展的方法。 此外，还介绍了存储器层次结构的概念，包括高速缓存（Cache）的工作原理和映射策略。 最后，探讨了总线结构的基础知识，如三态缓冲器在总线驱动中的作用、总线仲裁的基本方法，以及输入/输出（I/O）的基本接口概念，为理解微处理器与外设的数据通信做好铺垫。 本书结构严谨，配有大量的例题、设计实例和自测题，适合作为高等院校电子工程、计算机科学与技术、自动化等专业本科生的教材或参考书。

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