【XH】 數字邏輯設計項目教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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丁嚮榮，賈萍，趙慧，硃雲鵬 著

圖書標籤:

• 數字邏輯設計
• FPGA
• Verilog
• Quartus
• 項目教程
• 數字電路
• 電子工程
• 大學生
• 實踐
• 教程

店鋪： 愛尚美潤圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302417378

商品編碼：29495098327

包裝：平裝

齣版時間：2016-03-01

基本信息

書名：數字邏輯設計項目教程

定價：48.00元

作者：丁嚮榮,賈萍,趙慧,硃雲鵬

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2016-03-01

ISBN：9787302417378

字數：

頁碼：355

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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　　（1）基於QuartusⅡ、CPLD實施教學任務，集設計、仿真、實操於一體。

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　　（2）接軌TEMI數字邏輯設計國際證照。

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　　（3）基於工程實踐，輕鬆實施“教、學、做”一體化。

n

　　（4）配備光盤資料：包括多媒體課件、任務原理圖與仿真文件、任務實施報告冊、TEMI數字邏輯設計（專業級）認證項目資料、常用集成電路器件資料、微課視頻資料等。

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內容提要

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　　《數字邏輯設計項目教程》將基礎數字電子技術知識與高端數字電子技術有機融閤，通過QuartusⅡ開發工具軟件實施原理圖設計、波形仿真與CPLD係統測試，係統地學習數字邏輯設計的全過程，鍛煉學生數字邏輯的設計能力與實踐能力。相比傳統數字電子技術教材，《數字邏輯設計項目教程》在內容設計與編排上都有較大的突破。
　　《數字邏輯設計項目教程》按數字電子技術課程的知識體係結構編排項目，包括邏輯代數基礎、集成門電路、數字邏輯開發工具、組閤邏輯電路、觸發器、寄存器、同步計數器、異步計數器、環形計數器、數字邏輯係統綜閤設計與有限狀態機設計技術，共11個項目。采用任務驅動模式組織教材內容，按照“任務說明→相關知識→任務實施→知識延伸→任務拓展”體係實施教學，理論與實踐相結閤，集設計、仿真與實操於一體。
　　《數字邏輯設計項目教程》實用性、可操作性強，可作為應用型大學、高職高專院校電子信息類及相關專業數字電子技術課程教材，也可作為電子愛好者的自學讀本，以及相應工程技術人員的參考。

目錄

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項目1 邏輯代數基礎n
任務1．1 數製轉換n
任務1．2 編碼n
任務1．3 邏輯函數的描述n
任務1．4 邏輯函數的化簡n
習題n
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項目2 集成門電路n
任務2．1 TTL門電路的測試n
任務2．2 CMOS門電路的測試n
習題n
n
項目3 數字邏輯開發工具n
任務3．1 Quartus Ⅱ的操作使用n
任務3．2 TEMI數字邏輯設計能力認證開發闆的操作使用n
習題n
n
項目4 組閤邏輯電路n
任務4．1 加法器n
任務4．2 編碼器n
任務4．3 譯碼器n
任務4．4 數值比較器n
任務4．5 數據選擇器n
任務4．6 數據分配器n
習題n
n
項目5 觸發器n
任務5．1 RS觸發器n
任務5．2 JK觸發器n
任務5．3 D觸發器n
習題n
n
項目6 寄存器n
任務6．1 數據寄存器n
任務6．2 移位寄存器n
習題n
n
項目7 同步計數器n
任務7．1 同步加法計數器n
任務7．2 同步減法計數器n
習題n
n
項目8 異步計數器n
任務8．1 異步加法計數器n
任務8．2 異步減法計數器n
習題n
n
項目9 環形計數器n
任務9．1 模4環形計數器n
任務9．2 模7扭環形計數器n
習題n
n
項目10 數字邏輯係統綜閤設計n
任務10．1 跑馬燈控製器n
任務10．2 電子骰子控製器n
任務10．3 二位BCD碼計數器n
任務10．4 交通燈控製電路n
n
項目11 有限狀態機設計技術n
任務11．1 有限狀態機的基本概念和傳統設計技術n
任務11．2 用狀態機編輯器設計狀態機n
任務11．3 Moore型狀態機實例——步進電機控製器設計n
習題n
n
項目An
項目Bn
項目Cn
項目D 中國颱灣TEMI數字邏輯設計能力認證簡介n
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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【XH】數字邏輯設計項目教程 前言 在信息時代的浪潮中，數字邏輯設計作為計算機科學與電子工程的基石，扮演著至關重要的角色。從最基礎的邏輯門電路到復雜的微處理器，數字邏輯的設計思想無處不在，深刻地影響著我們生活的方方麵麵。本書旨在為有誌於掌握數字邏輯設計核心技能的讀者提供一個全麵、實踐導嚮的學習平颱。我們深知，理論知識的掌握固然重要，但更關鍵的是如何將這些抽象的概念轉化為實際可用的設計。因此，本書將理論講解與豐富的項目實踐相結閤，力求讓讀者在動手操作中加深理解，在解決實際問題的過程中提升能力。 本書的編寫宗旨是： 係統梳理基礎概念： 從布爾代數、邏輯門到組閤邏輯、時序邏輯，循序漸進地構建紮實的理論基礎。 強調設計流程與方法： 引導讀者掌握從需求分析、邏輯化簡、狀態機設計到電路實現的全流程。 提供實戰項目案例： 精選一係列具有代錶性的數字邏輯設計項目，涵蓋簡單計數器、狀態檢測器，乃至小型處理器等，讓讀者學以緻用。 結閤現代設計工具： 介紹和應用當前主流的EDA（Electronic Design Automation）工具，如Vivado、Quartus等，讓讀者熟悉行業標準的設計環境。 培養問題解決能力： 在項目實踐中，鼓勵讀者獨立思考，分析問題，尋找解決方案，培養獨立的設計能力。 本書的內容安排，力求在廣度和深度上達到一個平衡。我們既要涵蓋數字邏輯設計的核心原理，也要通過項目案例展示這些原理在實際應用中的強大威力。我們相信，通過對本書內容的深入學習和積極實踐，讀者將能夠 confidently 地應對各種數字邏輯設計挑戰，為未來的學習和職業發展奠定堅實的基礎。 第一章：數字邏輯基礎 本章是本書的起點，我們將帶領讀者進入數字邏輯設計的奇妙世界。首先，我們會介紹數字邏輯的基本概念，包括二進製數製、邏輯門（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）及其真值錶，這是構建一切數字電路的基石。我們將深入講解布爾代數定律和定理，例如交換律、結閤律、分配律、德摩根定律等，並演示如何利用這些定律進行邏輯錶達式的化簡。 接下來，我們將探討組閤邏輯電路的設計。組閤邏輯電路由輸入信號直接決定輸齣信號，沒有記憶功能。我們將學習如何使用卡諾圖（Karnaugh Map）進行邏輯函數的最小化，這是提高電路效率和降低成本的關鍵技術。通過具體例子，如編碼器、譯碼器、多路選擇器（Multiplexer）和數據選擇器（Demultiplexer），讀者將學會如何根據邏輯功能需求，設計並優化組閤邏輯電路。 第二章：時序邏輯電路 與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前的輸入，還取決於電路的先前狀態，這得益於其引入瞭“記憶”元件，最基本的就是觸發器（Flip-Flop）。本章將詳細介紹不同類型的觸發器，包括SR觸發器、D觸發器、JK觸發器和T觸發器，以及它們的特性、工作原理和時序圖。 我們將重點講解狀態機的設計，這是實現復雜時序邏輯控製的核心。本書將介紹兩種主要的狀態機模型：米利（Mealy）型和摩爾（Moore）型狀態機，並分析它們之間的區彆和適用場景。讀者將學習如何從問題描述齣發，繪製狀態轉移圖，編寫狀態轉移錶，最終設計齣實現特定時序功能的電路。我們將通過一係列實例，如交通燈控製器、序列檢測器等，來鞏固狀態機設計的方法。 第三章：硬件描述語言（HDL）入門 在現代數字邏輯設計中，硬件描述語言（HDL）是不可或缺的工具。它允許工程師以文本形式描述硬件電路，並通過軟件工具進行仿真和綜閤。本章將以Verilog HDL為例，介紹其基本語法和特性。我們將講解如何使用Verilog來描述門級電路、數據流模型和行為級模型。 讀者將學習如何定義模塊、端口，如何使用賦值語句（assign, always），以及如何實例化其他模塊。我們將通過簡單的組閤邏輯和時序邏輯電路，如加法器、寄存器等，來展示Verilog代碼的編寫方式。本章的重點在於讓讀者熟悉HDL的邏輯思維方式，為後續更復雜的項目設計打下基礎。 第四章：組閤邏輯項目實踐 本章開始進入項目實踐環節，我們將通過設計和實現幾個典型的組閤邏輯電路項目，來加深對理論知識的理解。 項目 1：多路選擇器與數據選擇器設計 我們將設計一個支持多種輸入選擇的數據選擇器，並使用HDL進行描述和仿真。這個項目將幫助讀者理解多路選擇器的原理及其在信號路由中的作用。 項目 2：二進製加法器與減法器 我們將設計一個n位二進製加法器，並在此基礎上擴展設計一個減法器。這涉及到邏輯門的組閤以及如何處理進位和藉位。我們將學習如何使用HDL實現這些算術電路，並進行功能驗證。 項目 3：BCD碼譯碼器與顯示驅動 本設計將實現一個BCD（Binary Coded Decimal）碼到七段數碼管的譯碼器。讀者將學習如何將二進製數轉換為用於驅動數碼管顯示的信號，這是一個將數字邏輯與實際顯示器件連接的典型案例。 第五章：時序邏輯項目實踐 本章將專注於時序邏輯項目的實現，讓讀者掌握狀態機的設計與應用。 項目 4：多功能計數器設計 我們將設計一個可預置、可清零、可加/減計數的多功能計數器。這個項目將涉及觸發器的使用、狀態機設計以及如何控製計數器的不同工作模式。 項目 5：序列檢測器 本設計將實現一個能夠檢測特定輸入序列的狀態機。例如，檢測輸入信號中是否齣現“1011”這樣的序列。這將是理解和應用狀態機原理的絕佳案例，有助於訓練讀者對時序信號的邏輯分析能力。 項目 6：交通燈控製器 我們將設計一個簡單的交通燈控製器，模擬真實交通路口的信號變化。這個項目涉及到狀態機的多狀態切換，以及如何根據時間或其他輸入信號來控製狀態轉移。 第六章：FPGA開發環境與流程 現場可編程門陣列（FPGA）是實現數字邏輯設計最常用的硬件平颱之一。本章將介紹FPGA的基本結構和工作原理，以及主流的FPGA開發工具鏈，例如Xilinx的Vivado或Intel的Quartus Prime。 我們將詳細介紹FPGA設計的典型流程，包括： 1. 需求分析與設計規範 2. HDL代碼編寫 3. 功能仿真 4. 綜閤（Synthesis）：將HDL代碼轉換為門級網錶。 5. 布局布綫（Place and Route）：將網錶映射到FPGA的物理資源上。 6. 時序約束與時序分析：確保設計在目標時鍾頻率下穩定運行。 7. 生成比特流文件（Bitstream）：用於配置FPGA。 8. 下載與硬件驗證：將比特流下載到FPGA開發闆上進行實際測試。 通過本章的學習，讀者將對FPGA設計有一個全麵的認識，並能夠開始在實際硬件平颱上實現自己的設計。 第七章：綜閤性項目實戰：小型CPU控製器設計 本章將挑戰一個更具綜閤性的項目：設計一個簡單CPU的控製器部分。這個項目將融閤前麵章節所學的多種技術，包括組閤邏輯、時序邏輯、HDL編程以及對指令執行流程的理解。 我們將定義一套非常簡單的指令集，例如加載（LOAD）、存儲（STORE）、加法（ADD）、跳轉（JUMP）等。然後，我們將設計一個狀態機來管理CPU的指令周期，包括取指令（Fetch）、譯碼（Decode）和執行（Execute）三個階段。 指令存儲器與指令譯碼： 如何根據指令地址獲取指令，並將其分解為操作碼和操作數。 程序計數器（PC）的設計： 如何跟蹤下一條指令的地址。 指令執行單元的簡單控製： 根據指令類型，控製ALU（算術邏輯單元）等部件的工作。 寄存器文件（Register File）的讀寫控製： 如何管理CPU內部的寄存器。 通過這個項目，讀者將能夠更深刻地理解計算機底層是如何工作的，以及數字邏輯設計在構建復雜計算係統中的核心作用。我們將鼓勵讀者自行擴展指令集，優化設計，從而進一步提升其解決復雜問題的能力。 第八章：進階主題與未來展望 在掌握瞭數字邏輯設計的基礎和實踐之後，本章將簡要介紹一些進階的主題，為讀者的進一步學習提供方嚮。 異步電路設計： 介紹異步電路的基本概念，及其與同步電路的對比。 低功耗設計技術： 探討在數字電路設計中如何降低功耗。 硬件加速與並行計算： 介紹如何利用FPGA實現高效的並行計算。 SoC（System-on-Chip）設計概覽： 簡要介紹如何將數字邏輯設計與處理器、內存控製器等集成到一個芯片上。 最後，本章將對數字邏輯設計的未來發展進行展望，包括人工智能在芯片設計中的應用，以及下一代計算架構的趨勢。 附錄 常用EDA工具命令參考 布爾代數公式匯總 狀態機設計模闆 結語 本書從基礎理論到實際項目，力求為讀者構建一個完整、深入的數字邏輯設計學習路徑。我們相信，通過理論學習與動手實踐的緊密結閤，讀者不僅能夠掌握數字邏輯設計的方法和技巧，更能培養齣解決復雜工程問題的能力。在這個日新月異的科技時代，數字邏輯設計的重要性將愈發凸顯。希望本書能夠成為您探索數字世界、創造無限可能的一塊基石。願您在數字邏輯設計的旅途中，收獲知識，激發靈感，成就夢想！

評分☆☆☆☆☆

整體而言，這本書給我帶來的最大感受是“實用性”和“前瞻性”的完美結閤。它不僅紮實地覆蓋瞭數字邏輯設計的核心內容，還巧妙地融入瞭現代電子設計中不可或缺的工具和方法。閱讀這本書的過程，與其說是在學習一門課程，不如說是在跟隨一位經驗豐富的工程師進行一次實踐指導。書中的語言風格雖然嚴謹，但邏輯清晰，沒有太多晦澀難懂的行話，使得即便是自學者也能較快地進入狀態。我特彆喜歡其中關於項目收尾和調試部分的討論，這部分內容往往被其他教材忽略。它提醒我們，設計一個能跑的電路固然重要，但設計一個易於維護和調試的電路纔是專業性的體現。這本書真正做到瞭“授人以漁”，不僅給瞭我工具，更教會瞭我如何思考和解決問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源似乎非常豐富，這一點從書中提到的多個在綫鏈接和代碼庫中就可以窺見一斑。雖然我尚未完全探索完所有資源，但僅僅是目錄中提及的那些仿真案例和硬件描述語言（HDL）代碼示例，就足以讓人感到物超所值。對於現代電子工程的學習而言，掌握VHDL或Verilog是必不可少的技能，而這本書顯然意識到瞭這一點。它沒有僅僅停留在理論層麵，而是很早就引入瞭硬件描述語言的概念，並結閤實際項目展示瞭如何用代碼來實現之前在麵包闆上模擬的電路。這種理論與代碼無縫銜接的教學方式，無疑為我未來進入更深層次的FPGA或ASIC設計打下瞭堅實的基礎。我非常期待能夠利用書中的資源，親手在仿真軟件中驗證那些復雜的邏輯電路，看看它們是否真的能按照我的設計意圖工作。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常吸引人，色彩搭配既專業又不失活力。拿到手裏的時候，首先感受到的是紙張的質感，厚實而平滑，讓人有種立刻翻開閱讀的衝動。我一直都在尋找一本能夠將理論知識與實際項目緊密結閤的教材，這本書似乎正是我需要的。從目錄上看，它涵蓋瞭數字邏輯設計的基礎概念，比如布爾代數、邏輯門、組閤邏輯電路和時序邏輯電路，這些都是我學習的重點。更讓我期待的是，它似乎在每章之後都安排瞭具體的項目實踐環節，這對於我這種動手能力較弱的學習者來說，無疑是一劑強心針。我希望通過這本書，能夠真正理解那些抽象的邏輯圖是如何轉化為實際工作的電路的，而不是停留在紙上談兵的階段。這本書的排版也很清晰，圖文並茂，即使是復雜的電路圖也展示得非常直觀，這對於理解設計思路至關重要。我計劃按照書中的步驟，一步步完成所有的項目，相信這將極大地提升我的實踐能力。

評分☆☆☆☆☆

時序邏輯電路的學習一直是我攻剋數字邏輯設計的一個難點，因為涉及到狀態機的設計和時鍾同步等概念，稍微不注意就會陷入混亂。然而，這本書在介紹觸發器、寄存器和狀態機的部分，做得相當到位。作者沒有直接拋齣復雜的時序圖，而是先從最簡單的RS觸發器開始，逐步過渡到D觸發器和JK觸發器，清晰地解釋瞭它們之間的區彆和適用場景。更讓我眼前一亮的是，書中對有限狀態機（FSM）的設計流程進行瞭極具條理性的拆解。它提供瞭一個清晰的步驟——從需求分析到狀態轉移圖、真值錶，再到最終的電路實現。這種結構化的方法論，對於我這種需要係統性學習的人來說，簡直是如獲至寶。我感覺自己不再是被動地接受知識，而是主動地參與到設計過程中。

評分☆☆☆☆☆

這本書的作者在介紹基礎概念時，采用瞭非常循序漸進的方式，讓人感到十分親切。我特彆欣賞它在講解邏輯代數化簡和卡諾圖應用時的細緻程度。很多教科書在這部分往往一帶而過，導緻初學者容易混淆。但這本書不同，它不僅詳細推導瞭每一步的公式，還配有大量的實例，用不同的方法去求解同一個問題，這極大地幫助我鞏固瞭基礎知識。特彆是關於組閤邏輯電路的章節，作者似乎花瞭很大的心思去構建一個完整的項目框架，而不是零散地介紹各個模塊。這種整體性的講解方式，讓學習者能夠更好地把握全局，理解各個部分是如何協同工作的。閱讀過程中，我發現書中對一些常見的錯誤設計模式也有著獨到的見解和分析，這比單純學習“如何做對”更有價值，因為它教會我們如何識彆和避免陷阱。