数字电路与逻辑设计

出版者:同济大学出版社

作者:张申科

页数:257

出版时间:1999-1

价格:22.00元

装帧:平装

isbn号码:9787560819983

具体描述

内容提要

本书简明、系统地介绍了数制和码制、逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、

触发器、时序逻辑电路、可编程逻辑器件PLD、脉冲波形的产生与变换等内容。

本书可供电子信息类专业的本科生使用；亦可供从事计算机、自动化以及电子

信息学科方面的生产、科研等有关人员参考。

目录信息

目 录
第一章 数制和码制
1.1数制
1.1.1十进制
1.1.2二进制
1.1.3八进制
1.1.4十六进制
1.1.5二进制与十进制之间的相互转换
1.2码制
1.2.1带符号的二进制数的代码
1.2.2十进制数的常用代码
1.2.3格雷码
1.2.4字符编码
习题
第二章 逻辑代数基础
2.1逻辑变量和基本的逻辑运算
2.1.1逻辑变量
2.1.2基本的逻辑运算
2.1.3逻辑函数
2.2逻辑代数的基本公式
2.2.1逻辑代数的基本定律
2.2.2逻辑代数的基本定理
2.3逻辑函数的化简
2.3.1逻辑函数的公式化简法
2.3.2逻辑函数的图形化简法
2.3.3逻辑函数的表格化简法
2.3.4 具有无关项的逻辑函数的化简
习题
第三章 门电路
3.1概述
3.2半导体二极管、三极管和场效应管的开关特性
3.2.1半导体二极管的开关特性
3.2.2半导体三极管的开关特性
3.2.3场效应管的开关特性
3.3分立元件门电路
3.3.1二极管与门电路
3.3.2二极管或门电路
3.3.3非门电路
3.4集成电路门电路
3.4.1DTL门电路
3.4.2TTL门电路
3.4.3TTL集电极开路的门电路和三态输出门电路
3.4.4各种TTL系列的主要性能参数和使用方法
3.4.5CMOs门电路
习题
第四章 组合逻辑电路
4.1组合逻辑电路的分析方法
4.1.1组合逻辑电路及其特点
4.1.2组合逻辑电路分析的任务和步骤
4.2组合逻辑电路的设计
4.2.1组合逻辑电路设计的任务和步骤
4.2.2不含无关项的组合逻辑电路的设计
4.2.3含有无关项的组合逻辑电路的设计
4.2.4有多个输出变量的组合逻辑电路的设计
4.3半加器和全加器
4.3.1半加器
4.3.2全加器
4.4编码器
4.4.1二进制编码器
4.4.2十进制编码器
4.4.3奇偶检测电路
4.5译码器
4.5.1二进制译码器
4.5.2数码显示器和译码驱动电路
4.6数据选择器和数据分配器
4.6.1数据选择器
4.6.2数据分配器
4.7数值比较器
4.7.1数值比较器的功能
4.7.2数值比较器的使用方法
习题
第五章 触发器
5.1基本触发器
5.1.1由或非门组成的基本RS触发器
5.1.2由与非门组成的基本RS触发器
5.2同步触发器的逻辑功能
5.2.1同步RS触发器
5.2.2同步D触发器
5.2.3同步JK触发器
5.2.4同步T触发器和同步T＇触发器
5.3触发器时钟脉冲的触发方式
5.3.1时钟脉冲的电平触发方式
5.3.2时钟脉冲的边沿触发方式
5.4触发器使用中需注意的问题
5.4.1触发器的清除输入端和预置输入端
5.4.2触发器的时间参数
习题
第六章 时序逻辑电路
6.1同步时序逻辑电路的分析和设计
6.1.1同步时序逻辑电路的分析
6.1.2同步时序逻辑电路的设计
6.2异步时序逻辑电路的分析和设计
6.2.1脉冲异步电路的分析和设计
6.2.2电位异步电路的分析和设计
6.3计数器
6.3.1异步计数器
6.3.2同步计数器
6.3.3集成计数器及其应用
6.4寄存器和移位寄存器
6.4.1寄存器
6.4.2移位寄存器
6.4.3集成化的移位寄存器
6.4.4MOS动态移位寄存器
6.5读/写存储器（RAM）简介
6.5.1RAM的组成及工作原理
6.5.2RAM的存储单元
6.5.3静态RAM6116简介
习题
第七章 可编程逻辑器件PLD
7.1概述
7.2可编程只读存储器（PROM）
7.2.1固定ROM
7.2.2可编程ROM
7.2.3可擦可编程ROM
7.3可编程逻辑阵列（PLA）
7.4可编程阵列逻辑（PAL）
7.4.1PAL的基本结构
7.4.2PAL的输出结构
7.4.3PAL型号
7.5通用阵列逻辑（GAL）
7.5.1GAL的结构和原理
7.5.2以L的特点
7.6高密度可编程逻辑器件（HDPLD）
7.6.1阵列型HDPLD
7.6.2LatticepLSI/ispLS11106简介
7.6.3FPGA的原理和特点
7.7PLD开发过程简介
习题
第八章 脉冲波形的产生与变换
8.1555定时器
8.1.1555定时器的电路结构
8.1.2555定时器的功能
8.2施密特触发器
8.2.1由555定时器组成的施密特触发器
8.2.2由MOS门组成的施密特触发器
8.2.3施密特触发器的应用
8.3单稳态触发器
8.3.1由555定时器组成的单稳态触发器
8.3.2集成单稳态触发器
8.3.3单稳态触发器的应用
8.4多谐振荡器
8.4.1由555定时器组成的多谐振荡器
8.4.2由两个集成单稳态触发器组成的多谐振荡器
8.4.3石英晶体多谐振荡器
习题
参考文献
· · · · · · (收起)

用户评价

这本书的习题设计简直是“魔鬼”级别的，但同时也极其考验读者的综合运用能力。不同于市面上很多教材只是简单重复课本例题的变种，这里的习题往往需要读者结合多个章节的知识点进行综合分析和设计。比如，一个复杂的异步状态机的设计题，光是状态图的绘制就需要你对状态最小化和冗余状态的识别有透彻的理解，最后还需要考虑实际硬件中输入延迟和输出延时对系统稳定性的影响。我花了大量时间在这些难题上，虽然过程痛苦，但每一次解开都带来了极大的成就感。美中不足的是，很多难度较大的题目（特别是涉及到实际时序分析的题目）并未提供详细的解答或分析过程，只有最终的答案。对于自学者而言，无法知道自己推理过程中的细微错误在哪里，这无疑是一个巨大的遗憾，也大大降低了自学效率。如果能附带一个详细的“解题思路与技巧”的辅导材料，这本书的实用价值将得到几何级的提升。

这本书的装帧和印刷质量真的没话说，拿到手里沉甸甸的，纸张的质感也非常好，内页的排版布局清晰，图文并茂，让人在阅读复杂概念时不容易感到疲劳。我特别欣赏作者在讲解基础原理时所采用的那种深入浅出的叙述方式，很多我以前在其他教材上怎么也绕不明白的半导体物理背景知识，在这里读起来就顺畅多了。尤其是关于MOS管开关特性的那一章，配上的时序图和波形分析，直观到让人有种豁然开朗的感觉，仿佛自己就能亲手搭建一个基本的逻辑门电路。不过，话说回来，虽然理论讲解扎实，但如果能多增加一些与现代集成电路制造工艺，比如FinFET结构在超深亚微米工艺中的应用，或者一些最新的低功耗设计技巧的探讨，那就更完美了。总的来说，对于想打下坚实基础的初学者来说，这本书无疑是一本优秀的敲门砖，但对于希望跟上行业前沿的资深工程师来说，可能需要在其他地方寻找更专业的进阶资料了。

这本书的内容深度在理论分析上达到了一个很高的水准，这一点从书中引用的参考文献和参考文献背后的学术深度就可以看出来。作者对于逻辑代数中的代数方法和图形方法之间的等效性论证得非常严谨，几乎每一步都有严格的数学依据支撑，这对于我们这些对证明过程有执念的读者来说，无疑是一种享受。举个例子，在处理竞争与冒险问题时，他不仅指出了毛刺产生的物理原因，还给出了多种消除毛刺的滤波策略，并且用时序逻辑电路的建立时间和保持时间来解释了为什么某些设计模式是天然不稳定的。然而，这种对严谨性的追求，也无形中抬高了入门的门槛。我感觉，对于完全没有接触过电子学或离散数学基础的文科背景读者来说，这本书的阅读曲线会非常陡峭，很多基础概念的解释过于简略，仿佛默认读者已经具备一定的预备知识。它更像是为已经有了初步基础，希望进行系统性提升的工科学生量身定制的“进阶手册”，而非面向“零基础入门”的读物。

这本书的章节逻辑安排得非常精妙，它不是简单地堆砌知识点，而是构建了一个清晰的知识体系框架。从最基本的布尔代数公理开始，逐步过渡到卡诺图化简，然后非常自然地引入了组合逻辑电路的设计实例，如译码器、多路复用器等，每一步的衔接都像是水到渠成一般。我尤其喜欢作者在介绍时序逻辑部分时，引入了大量的状态图和状态表，并且对后向翻转（Feedback）的稳定性问题进行了详尽的数学推导，这让原本抽象的同步电路设计变得有章可循。但是，我发现书中对于可编程逻辑器件（PLD）——特别是CPLD和FPGA内部结构和硬件描述语言（HDL，如Verilog或VHDL）的介绍略显单薄，更像是点到为止的附录内容。在这个时代，如果一本数字电路的书不能深入讲解如何用HDL去实现和仿真设计，那其应用价值和与实际工程的贴合度就会大打折扣。希望未来再版时能在这方面加大篇幅，毕竟现代数字系统设计的主流工作方式已经完全基于HDL了。

从整体风格来看，这本书带有强烈的工程实践导向，即便是最理论的部分，也始终紧密围绕着如何用最经济、最可靠的方式实现一个数字功能。我特别欣赏作者对“资源优化”这一核心理念的反复强调，这不仅仅是简化逻辑门数量，更包含了对芯片面积、功耗和延迟的综合考量。例如，书中在介绍加法器设计时，不仅详细对比了串行、并行、超前加法器（Carry Lookahead）的逻辑复杂度，还引入了对延迟路径分析的初步概念，让人意识到在高速数字系统中，仅仅电路正确是不够的，速度才是王道。唯一的槽点，也是我个人非常看重的一点，是书中对实际仿真工具和硬件验证流程的介绍太少了。它停留在“如何画图、如何化简”的阶段，而对如何使用如ModelSim或Vivado等主流EDA工具进行功能仿真、时序验证（Static Timing Analysis, STA）以及如何将设计固化到实际的FPGA芯片上的流程描述得不够详尽。这本书更像是一份优秀的“电路蓝图设计指南”，但缺乏将蓝图转化为实际产品的“施工手册”的深度指导。