基本介紹
- 書名：數字電路與系統設計
- 作者：孫萬蓉主編，孫萬蓉、任愛鋒、周端、初秀琴、董瑞軍編著
- 類別：教育部高等學校電子電氣基礎課程教學指導分委員會推薦教材
- 出版社：高等教育出版社
- 出版時間：2015年6月2日
- 頁數：315 頁
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787040426618
- 字數：480千字
- CIP核字號：2015093753
成書過程,編寫背景,編寫情況,出版工作,內容簡介,教材目錄,教學資源,教材特色,作者簡介,
成書過程
編寫背景
數字集成器件、數位技術的快速發展，EDA技術和可程式邏輯器件的普及對數字系統硬體設計產生了較大的影響，它改變了設計思想，利用EDA 工具，通過晶片的設計來實現數字系統的設計。現代數字系統設計多採用自頂向下的方法：它按照系統的功能（“頂”），“向下”將系統功能由大到小進行分解，直到用基本邏輯功能模組來實現。
編寫情況
編者在研究和學習中國國內外同類教材優點的基礎上，結合科研、教學經驗編寫了該教材。
該書第5、6、9章由孫萬蓉編寫，第1、8章由任愛鋒編寫，第2、7章由周端編寫，第10章由初秀琴編寫，第3、4章由董瑞軍編寫。該書在編寫過程中得到孫肖子教授和楊頌華教授的支持和幫助，蔡惟錚教授審閱了書稿，並提出了意見。
出版工作
2015年6月2日，《數字電路與系統設計》由高等教育出版社出版發行。
策劃編輯 | 責任編輯 | 封面設計 | 版式設計 | 插圖繪製 | 責任校對 | 責任印製 |
|---|---|---|---|---|---|---|
吳陳濱 | 王楠 | 趙陽 | 范曉紅 | 黃建英 | 劉春萍 | 趙義民 |
內容簡介
該書共10章，主要內容有：數制與編碼、邏輯代數基礎、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路的分析和設計、脈衝波形的產生與整形、集成邏輯門、存儲器和可程式邏輯器件、數模和模數轉換器、VHDL硬體描述語言及數字系統設計實例。各章均選用了較多的典型實例，且VHDL設計實例給出了仿真波形。每章最後均有一定數量的習題，第10章後提供了系統設計大作業。
教材目錄
前輔文 第1章 數制與編碼 1.1 數字邏輯電路概述 1.2 數制 1.2.1 進位計數制 1.2.2 幾種常用的數制 1.2.3 不同進位計數制之間的轉換 1.3 編碼 1.3.1 二-十進制編碼（BCD碼） 1.3.2 可靠性編碼 1.3.3 字元代碼 1.4 帶符號數的表示及運算 本章小結 習題1 第2章 邏輯代數基礎 2.1 邏輯代數的基本運算 2.1.1 邏輯函式的概念 2.1.2 三種基本邏輯運算 2.2 邏輯代數的公式和規則 2.2.1 邏輯代數公式 2.2.2 化簡公式 2.2.3 三個重要規則 2.3 複合邏輯和邏輯門 2.3.1 常用複合邏輯運算和複合門 2.3.2 常用邏輯門的等效符號 2.3.3 集電極開路門和三態邏輯門 2.4 邏輯函式表達式的常用形式 2.4.1 實現邏輯函式表達式的常用形式 2.4.2 邏輯函式的兩種標準形式 2.5 邏輯函式的化簡方法 2.5.1 代數化簡法 2.5.2 卡諾圖化簡法 2.5.3 無關項邏輯函式及其化簡 本章小結 習題2 第3章 組合邏輯電路 3.1 組合邏輯電路分析 3.2 組合邏輯電路設計 3.2.1 組合邏輯電路設計舉例 3.2.2 多輸出組合邏輯電路的設計 3.3 常用中規模組合邏輯器件及其套用 3.3.1 解碼器 3.3.2 編碼器 3.3.3 數據選擇器 3.3.4 加法器 3.3.5 數值比較器 3.4 組合邏輯電路中的競爭與冒險 3.4.1 競爭與冒險 3.4.2 冒險的判別 3.4.3 冒險的消除 本章小結 習題3 第4章 觸發器 4.1 基本RS觸發器 4.1.1 基本RS觸發器的構成及工作原理 4.1.2 基本RS觸發器的描述方法 4.1.3 基本RS觸發器的套用舉例 4.2 鐘控觸發器 4.2.1 常用鐘控觸發器 4.2.2 鐘控觸發器存在的空翻現象 4.3 主從觸發器和邊沿觸發器 4.3.1 主從觸發器 4.3.2 邊沿觸發器 4.4 觸發器的邏輯符號及時序圖 4.4 1 觸發器的邏輯符號 4.4.2 觸發器的時序圖 本章小結 習題4 第5章 時序邏輯電路的分析和設計 5.1 時序邏輯電路的基本概念 5.1.1 時序邏輯電路的結構 5.1.2 時序邏輯電路的分類 5.2 同步時序邏輯電路的分析 5.2.1 同步時序邏輯電路的一般分析過程 5.2.2 同步時序邏輯電路的分析舉例 5.3 異步時序邏輯電路的分析方法 5.4 同步時序邏輯電路的設計方法 5.4.1 建立原始狀態圖或狀態表 5.4.2 狀態化簡 5.4.3 狀態分配 5.4.4 同步時序邏輯電路的設計舉例 5.5 集成計數器 5.5.1 常用集成計數器 5.5.2 任意模值計數器 5.5.3 分頻器與計數器的關係 5.6 集成暫存器 5.6.1 暫存器和移位暫存器 5.6.2 集成移位暫存器構成移位型計數器 5.7 中規模時序電路的綜合套用 5.7.1 序列信號檢測器 | 5.7.2 序列信號發生器 5.7.3 簡單數字濾波電路設計 本章小結 習題5 第6章 脈衝波形的產生與整形 6.1 555定時器及其套用 6.1.1 555定時器的結構與功能 6.1.2 555定時器的典型套用 6.2 集成單穩態觸發器 6.3 石英晶體振盪器 6.3.1 石英晶體 6.3.2 邏輯門構成的晶體振盪電路 6.3.3 集成晶體振盪器 本章小結 習題6 第7章 集成邏輯門 7.1 數字積體電路的分類 7.2 TTL集成邏輯門 7.2.1 TTL與非門的工作原理 7.2.2 TTL與非門的特性與參數 7.2.3 TTL積體電路系列 7.2.4 集電極開路門和三態門 7.3 CMOS集成邏輯門 7.3.1 CMOS反相器 7.3.2 CMOS邏輯門 7.3.3 CMOS傳輸門 7.3.4 CMOS積體電路系列 7.4 集成門電路使用中的實際問題 7.4.1 TTL電路與CMOS電路的接口 7.4.2 CMOS電路使用注意事項 7.4.3 輸入、輸出端與外接電阻 本章小結 習題7 第8章 存儲器和可程式邏輯器件 8.1 半導體存儲器概述 8.2 唯讀存儲器（ROM） 8.2.1 ROM的結構及其工作原理 8.2.2 ROM的分類 8.2.3 ROM的套用 8.3 隨機存取存儲器（RAM） 8.3.1 RAM的結構 8.3.2 RAM的存儲單元電路 8.3.3 集成RAM 8.3.4 存儲器容量的擴展 8.4 可程式邏輯器件 8.4.1 低密度可程式邏輯器件 8.4.2 現場可程式門陣列（FPGA） 8.4.3 可程式邏輯器件的開發過程 本章小結 習題8 第9章 數模和模數轉換器 9.1 概述 9.1.1 A/D轉換器的主要技術指標 9.1.2 D/A轉換器的主要技術指標 9.2 數模轉換器及其套用 9.2.1 D/A轉換器的基本工作原理 9.2.2 並行輸入8位DAC0832 9.2.3 串列輸入16位DAC8551 9.3 A/D轉換器 9.3.1 A/D轉換器的基本工作原理 9.3.2 並行輸出8位A/D轉換器ADC0809 9.3.3 串列輸出12位A/D轉換器ADS7886 本章小結 習題9 第10章 VHDL硬體描述語言及數字系統設計實例 10.1 概述 10.2 VHDL程式基本結構 10.2.1 實體 10.2.2 結構體 10.2.3 庫和程式包 10.2.4 配置 10.3 VHDL的基本語法 10.3.1 數據對象 10.3.2 數據類型 10.3.3 運算操作符 10.4 VHDL的主要描述語句 10.4.1 並行描述語句 10.4.2 順序描述語句 10.5 數字電路的VHDL描述實例 10.5.1 組合邏輯電路的VHDL描述方法 10.5.2 時序邏輯電路的VHDL描述方法 10.5.3 有限狀態機的VHDL設計 10.6 數字系統設計 10.6.1 數字系統設計方法 10.6.2 數字系統設計實例 本章小結 習題10 數字系統設計大作業 附錄 常用74系列數字積體電路分類索引表 參考文獻 |
（註：目錄排版順序為從左列至右列）
教學資源
- 課程資源
《數字電路與系統設計》有配套的同名慕課——“數字電路與系統設計”。
課程名稱 | 數字電路與系統設計 |
|---|---|
類別 | 慕課、國家精品線上開放課程 |
建設院校 | |
授課平台 | 中國大學MOOC |
授課教師 | 孫萬蓉、鄧成、朱燕、初秀琴、任愛鋒、陳伯孝、許輝、徐少瑩、侯彥賓、宗汝 |
教材特色
- 重心從強調“功能模組設計”轉換到“數字系統設計”；
- 在不削弱基礎的前提下，壓縮分立元件的內容，加強積體電路的內容，強調以中、大規模積體電路為基礎的系統級分析、設計方法；
- 增加、強調新技術和新方法，如可程式邏輯器件、硬體描述語言、EDA等現代數字系統設計技術；
- 增加了數字電路與微處理器和數位訊號處理的融合；
- 增加滿足高速、高精度要求的流水線型A/D轉換器及其套用的介紹；
- 強調實際套用和數字系統設計，給出數字系統設計仿真實例。
作者簡介
孫萬蓉，西安電子科技大學電子工程學院生物醫學工程系主任、教授、碩士生導師，主要從事醫學信號與圖像處理、虛擬和醫學儀器等領域的教學和科研工作。
任愛鋒，西安電子科技大學電子工程學院副教授、博士生導師、碩士生導師，中國國家電工電子教學基地“西電-Altera公司EDA/SOPC聯合實驗室與培訓中心”負責人。
周端，博士，西安電子科技大學教授、碩士生導師，國家級電工電子實驗教學示範中心副主任、計算機學院電子線路基礎課程組組長。
初秀琴，西安電子科技大學電子工程學院副教授、博士生導師、碩士生導師，研究方向：信號完整性分析、電子系統設計、圖像處理。
董瑞軍，男，博士，西安電子科技大學機電工程學院自動控制系副教授，主要從事教學中的機器學習套用領域的研究。
