現代數字電路與邏輯設計實驗教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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袁東明，史曉東，陳淩霄 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 邏輯設計
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• 電子技術
• 高等教育
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• 電路分析
• Verilog
• FPGA
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店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 北京郵電大學齣版社有限公司

ISBN：9787563526048

商品編碼：29704202856

包裝：平裝

齣版時間：2011-03-01

基本信息

書名:現代數字電路與邏輯設計實驗教程

定價：28.00元

售價：19.0元,便宜9.0元,摺扣67

作者:袁東明, 史曉東, 陳淩霄

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：2011-03-01

ISBN：9787563526048

字數：

頁碼：

版次：5

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.381kg

編輯推薦

內容提要

本書主要介紹數字電路及邏輯設計實驗的相關內容。包括數字實驗基礎知識、數字邏輯器件等，重點介紹數字可編程器件、EDA工具、VHDL硬件描述語言和數字綜閤係統設計。本書還將介紹幾種數字實驗裝置，並配有豐富的實驗內容，包括數字電路基本實驗、EDA基礎實驗和數字係統綜閤實驗。
本書既介紹瞭數字電路的基本元件、基本實驗方法和實驗技巧，又介紹瞭可編程器件(PLD)、硬件描述語言(VHDL)及EDA工具和技術，把新技術、新器件及時引入教學實踐環節，體現現代數字係統的設計方法。實驗內容循序漸進，能引導、啓發學生的主動性和創新性。
本書可以作為大學本科和專科院校通信、電子工程類各專業的實驗教材，也可供相關領域的工程技術人員參考。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《微電子技術基礎：從理論到實踐的橋梁》 內容簡介： 本書旨在為讀者構建一個堅實而全麵的微電子技術基礎知識體係，涵蓋半導體器件的物理原理、集成電路的設計流程，以及相關的製造工藝和測試方法。本書力求將抽象的理論概念與具體的工程實踐緊密結閤，通過深入淺齣的講解和生動詳實的案例，幫助讀者理解微電子技術是如何從納米級的材料和結構，演變成我們日常生活中無處不在的數字和模擬電路的。 第一部分：半導體器件的奧秘 本部分將帶領讀者深入探索構成現代電子設備基石的半導體器件。我們將從最基本的半導體材料特性講起，包括矽、鍺等材料的晶體結構、能帶理論以及載流子的産生和輸運機製。在此基礎上，我們將詳細介紹各種關鍵的半導體器件，如： 二極管： 重點解析PN結的形成、其單嚮導電性的物理機製，以及不同類型的二極管（如整流二 diode、穩壓二極管、發光二極管）的工作原理和應用。我們將探討二極管的伏安特性麯綫，理解其正嚮導通、反嚮截止以及擊穿等關鍵工作區域。 三極管（BJT）： 深入剖析雙極結型晶體管（Bipolar Junction Transistor）的結構、發射區、基區、集電區的形成以及PNP和NPN結構的區彆。我們將詳細講解三極管的放大作用和開關作用的物理基礎，包括載流子在基區內的擴散和復閤過程。本書將通過分析三極管的輸入輸齣特性麯綫，幫助讀者理解其不同偏置模式下的工作狀態，以及如何利用三極管構建放大電路和開關電路。 場效應管（MOSFET）： 重點介紹金屬-氧化物-半導體場效應管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）的工作原理。我們將詳細講解MOSFET的溝道形成機製，包括P溝道MOSFET和N溝道MOSFET的結構特點，以及增強型和耗盡型MOSFET的區彆。本書將通過分析MOSFET的跨導特性、輸齣特性和轉移特性麯綫，揭示其電壓控製電流的特性，並探討其在數字邏輯電路和模擬電路中的廣泛應用，特彆是其在低功耗和高集成度方麵的優勢。 第二部分：集成電路的設計之路 在掌握瞭基本半導體器件的原理後，本部分將聚焦於如何將這些器件集成起來，構建功能強大的集成電路（Integrated Circuit, IC）。我們將循序漸進地介紹集成電路的設計流程： 邏輯門和組閤邏輯電路： 從最基本的邏輯門（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）開始，講解其邏輯功能和真值錶。在此基礎上，我們將介紹如何利用邏輯門構建復雜的組閤邏輯電路，如加法器、減法器、譯碼器、編碼器、多路選擇器、數據分配器等。本書將通過圖示和真值錶分析，清晰地展示這些電路的功能和設計思路。 時序邏輯電路： 深入講解包含記憶功能的時序邏輯電路。我們將重點介紹觸發器（Flip-Flop）的基本原理，包括RS觸發器、JK觸發器、D觸發器和T觸發器，以及它們的時鍾觸發方式和狀態轉換。在此基礎上，我們將講解如何利用觸發器構建寄存器（Register）、計數器（Counter）和移位寄存器（Shift Register）等核心的時序邏輯模塊。本書將通過時序圖和狀態轉移圖，清晰地描繪這些電路的時序行為。 時鍾和時序分析： 強調時鍾信號在數字電路中的核心作用，講解時鍾的頻率、占空比、上升下降沿等參數的意義。我們將深入探討時序約束，包括建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time），以及時鍾偏斜（Clock Skew）和時鍾抖動（Clock Jitter）對電路可靠性的影響。理解這些概念是設計高速、穩定的數字電路的關鍵。 硬件描述語言（HDL）入門： 介紹現代集成電路設計中不可或缺的工具——硬件描述語言（HDL）。我們將以Verilog HDL或VHDL為例，講解HDL的基本語法、數據類型、運算符、行為級建模、寄存器傳輸級（RTL）建模以及結構級建模。本書將通過編寫簡單的邏輯門、組閤邏輯和時序邏輯電路的HDL代碼，幫助讀者熟悉HDL的設計流程，並為後續更復雜的電路設計奠定基礎。 係統級設計概念： 簡要介紹如何將基本的邏輯模塊組閤起來，構建更復雜的係統，如微處理器、存儲器控製器等。我們將探討總綫結構、接口設計以及係統級驗證等概念。 第三部分：半導體製造工藝與測試 為瞭讓讀者更全麵地理解微電子技術，本部分將簡要介紹集成電路的製造過程和質量保證環節： 晶圓製造： 概述矽晶圓的製備過程，包括矽的提純、單晶生長、切片、拋光等環節，為後續器件製造提供基礎。 光刻技術： 詳細介紹光刻（Photolithography）作為集成電路製造中最關鍵的工藝步驟。我們將講解掩模版、光刻膠、曝光、顯影等過程，以及不同類型光刻技術（如紫外光刻、深紫外光刻、極紫外光刻）的發展。 刻蝕和薄膜沉積： 介紹乾法刻蝕（Dry Etching）和濕法刻蝕（Wet Etching）在圖形轉移中的作用，以及薄膜沉積（Thin Film Deposition）技術，如化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）等，在製備絕緣層、導體層和半導體層中的應用。 互連技術： 講解多層金屬互連的工藝，以及如何通過層間介質（Interlayer Dielectric, ILD）實現不同層金屬的絕緣和連接，形成復雜的電路網絡。 芯片測試與封裝： 介紹集成電路在生産完成後進行的各項測試，包括電學參數測試、功能測試和可靠性測試。同時，簡要介紹芯片的封裝技術，如引綫鍵閤、倒裝芯片等，以及封裝在保護芯片和實現電氣連接中的作用。 學習本書的收獲： 通過學習本書，讀者將能夠： 深入理解構成現代電子設備核心的半導體器件的物理原理和工作特性。 掌握構建基本邏輯門和復雜組閤邏輯、時序邏輯電路的設計方法。 初步瞭解硬件描述語言（HDL）在集成電路設計中的應用，並能夠編寫簡單的HDL代碼。 對集成電路的製造工藝有一個宏觀的認識，理解從材料到成品芯片的整個過程。 為進一步學習更高級的數字係統設計、模擬電路設計、VLSI設計以及嵌入式係統等課程奠定堅實的理論基礎。 本書適閤於電子工程、微電子學、計算機科學等相關專業的高校學生，以及對微電子技術感興趣的在職工程師和技術愛好者。本書的編寫風格力求嚴謹而不失生動，理論與實踐相結閤，旨在幫助讀者真正理解微電子技術的精髓。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《現代數字電路與邏輯設計實驗教程》時，我原本是抱著一種“例行公事”的心態去翻閱的。畢竟，數字電路這門課本身就給人的印象是枯燥、抽象，充斥著一堆邏輯門、布爾代數和時序邏輯這些晦澀的概念。然而，這本書給我的第一印象卻是挺讓人耳目一新的。它的裝幀設計挺有現代感的，不像一些老舊的教材那樣死氣沉沉，這至少讓翻開它的時候心情會好一些。我最欣賞的是它在理論講解和實際操作之間的平衡感，或者說，是它試圖搭建的那座橋梁。很多教材要麼把理論講得過於深入，讓初學者望而卻步；要麼就是直接堆砌實驗步驟，讓人隻知其然不知其所以然。這本書似乎努力地在這兩者之間找到一個摺中的點。比如說，在介紹完基本的組閤邏輯電路後，它緊接著就用一個非常貼近現實的例子——比如一個簡單的交通信號燈控製器——來引導你去動手實踐，而不是等到所有理論講完纔讓你去麵對一個龐大的實驗項目。這種“即學即用”的模式，對於我這種需要通過動手來加深理解的學習者來說，無疑是高效得多。它沒有迴避那些復雜的時序圖和狀態轉移圖，但它用圖示和循序漸進的解釋，將原本看起來像天書的波形圖變得可以觸摸和理解。可以說，這本書在降低初學者入門門檻方麵，下瞭不少功夫，讓人感覺學習數字電路不再是一件遙不可及的“硬骨頭”。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，我對教材的“陳舊感”非常敏感，很多教材裏的例子和元器件型號早就被市場淘汰瞭，讀起來讓人覺得非常脫節。《現代數字電路與邏輯設計實驗教程》在這一點上做得相當齣色，它確實體現瞭“現代”二字。它不僅僅停留在傳統的74係列芯片層麵，雖然這部分基礎不能少，但它把更多的筆墨放在瞭基於可編程器件（如CPLD或入門級FPGA）的實驗設計上。書中對硬件描述語言（HDL）的引入是漸進式的，不是一開始就讓你去啃VHDL或Verilog的語法，而是先讓你用門電路搭齣一個小型計數器，然後再引導你思考如何用HDL來描述同一個功能，對比二者的效率和可移植性。這種對比教學法非常有說服力。此外，它對電源完整性、時鍾域交叉處理等在現代高速數字係統中至關重要的概念也有所涉及，雖然深度有限，但作為實驗教程，它已經足夠拓寬讀者的視野，讓人意識到數字設計遠不止於畫邏輯圖那麼簡單。這本書的價值就在於，它讓你在學習基礎的同時，不會脫離當前工業界的主流實踐方嚮。

評分☆☆☆☆☆

從排版和內容組織來看，這本書展現瞭一種非常務實的教學理念。它對理論的闡述力求清晰和簡潔，避免瞭不必要的學術化修飾，直奔主題——如何實現一個功能。我注意到，在每一個主要的實驗模塊開始之前，作者都會有一個“知識迴顧”或者“設計目標”的章節，這有效地幫助讀者快速定位當前需要掌握的核心概念，避免瞭在厚厚的理論章節中迷失方嚮。而且，它的語言風格非常平實，沒有使用那種故作高深的術語堆砌，讀起來很流暢。例如，當它解釋鎖存器和觸發器的區彆時，它沒有用復雜的時序分析定義，而是用瞭一個非常生動的比喻，將輸入信號比作水流的開關，讓那個“電平敏感”和“邊沿敏感”的差異變得一目瞭然。這種注重可讀性和實用性的編輯策略，使得這本書不僅適閤作為課堂教材，也成為瞭我個人在遇到設計瓶頸時，隨手可以翻閱的“工具書”。它在知識的廣度上可能不是最深的，但在實用性和易用性上，絕對是同類書籍中的佼佼者，真正做到瞭將實驗室中的實踐經驗濃縮於紙麵之上。

評分☆☆☆☆☆

我閱讀這本書的過程中，最大的感受是它在“錯誤處理和排障”方麵的細緻程度，這是很多教科書極其欠缺的環節。對於初學者而言，實驗做不齣來是常態，但找不到原因纔是最大的打擊。《現代數字電路與邏輯設計實驗教程》似乎預見到瞭學生在搭建分頻器、移位寄存器或狀態機時會遇到的所有“陷阱”。它提供瞭一個非常實用的“故障排除清單”。例如，在搭建異步時序邏輯時，它會特彆提醒讀者注意上拉/下拉電阻的選取，以及未定義的邏輯狀態（X態）可能帶來的隱患。更進一步，它在一些復雜的實驗指導中，會配上常見的錯誤波形圖，並明確指齣“如果你的示波器上齣現如下圖形，說明你的反饋環路設計存在問題”，這種“反嚮工程”式的教學，比單純的“照著做”要高明得多。它教會的不是如何得到正確答案，而是如何從錯誤的結果中提取有效信息，這對於培養獨立解決問題的能力至關重要。整本書的結構，仿佛在說：我知道你會犯錯，來，我教你怎麼爬齣來。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對電子學有一定基礎，但對數字邏輯的深入應用感到迷茫的人。市麵上很多教程，要麼是麵嚮絕對初學者的基礎入門，要麼就是直接跳到FPGA的底層語言，中間這塊“應用層”的銜接往往很薄弱。《現代數字電路與邏輯設計實驗教程》這本書在這方麵給我的感覺是，它真的在嘗試彌補這個空白。它沒有把篇幅過多地浪費在曆史迴顧或者電路理論的微積分推導上，而是直接聚焦於如何用邏輯思維去解決工程問題。我特彆喜歡它對一些經典設計，比如數據選擇器、譯碼器、加法器這些基本模塊的分析，它不僅僅是展示瞭真值錶和標準邏輯圖，而是深入探討瞭在不同技術節點下（比如TTL和CMOS）這些電路的實際性能差異，以及在PCB設計時需要考慮的信號完整性問題，盡管這部分內容不是它的核心，但它作為實驗輔助知識的補充，顯得非常精到。對我來說，最實用的是它在實驗環節中對調試技巧的描述。它沒有簡單地說“如果輸齣不對，檢查連綫”，而是詳細列舉瞭在示波器上觀察毛刺、判斷競爭冒險（Hazard）以及如何使用邏輯分析儀來追蹤多級邏輯門延遲的方法。這種注重實踐細節的寫作風格，讓這本書更像是一位經驗豐富的工程師在旁邊指導，而不是一位理論教授在講颱上授課。