數字電路與EDA實踐教程/電工電子實驗教學示範中心實驗教材係列 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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唐小華，楊懌菲，張亞婷 等 編

圖書標籤:

• 數字電路
• EDA
• 實踐教程
• 電工電子實驗
• 教學示範
• 實驗教材
• 電路分析
• 數字邏輯
• Verilog
• FPGA

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030288004

版次：1

商品編碼：11872960

包裝：平裝

叢書名： 電工電子實驗教學示範中心實驗教材係列

開本：16開

齣版時間：2010-08-01

用紙：膠版紙

頁數：248

字數：330000

正文語種：中文

內容簡介

　　《數字電路與EDA實踐教程/電工電子實驗教學示範中心實驗教材係列》根據普通高等院校通信電子類專業的教學特色，以《數字電路邏輯設計》（王毓銀，2005）基本理論為依據，介紹瞭數字電路的基本實驗技術和實驗技巧、現代電子設計自動化（EDA）的硬件（PLD）和軟件相關知識，以及基於可編程器件的數字電路開發方法。《數字電路與EDA實踐教程/電工電子實驗教學示範中心實驗教材係列》是西安郵電學院規劃的電工電子實驗教材係列叢書之一。
　　《數字電路與EDA實踐教程/電工電子實驗教學示範中心實驗教材係列》從培養學生實驗能力和技巧、激發學生創新精神齣發，將與EDA技術相關的新技術、新器件引入實踐教學環節，內容循序漸進、由淺入深。主要分兩部分，上篇包括數字電路實驗基礎，數字電路實驗；下篇包括數字係統設計基礎，EDA技術及可編程邏輯器件，VHDL硬件描述語言，EDA軟件，EDA基礎實驗，EDA課程設計。
　　《數字電路與EDA實踐教程/電工電子實驗教學示範中心實驗教材係列》可作為普通高等院校通信類、電子電氣類、控製類等專業的本科、專科實驗教材，也可供相關領域的工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

前言
上篇 數字電路實驗
第1章 數字電路實驗基礎
1．1 數字電路實驗基礎知識
1．1．1 數字電路實驗的特點
1．1．2 數字電路實驗的基本過程
1．1．3 實驗預習
1．1．4 數字電路實驗中的操作規範
1．1．5 數字電路實驗的布綫原則
1．1．6 實驗數據記錄和實驗報告要求
1．2 集成門電路基礎知識
1．2．1 概述
1．2．2CMOS邏輯門
1．2．3TTL邏輯門
1．2．4 邏輯門使用注意事項
1．3 數字信源狀態分析實驗箱簡介
1．3．1 技術指標及主要功能
1．3．2 使用說明
1．4 數字電路實驗故障分析與查找
1．4．1 數字實驗電路的測試
1．4．2 數字實驗的故障查找與排查
1．4．3 常用的故障查找方法
第2章 數字電路實驗
2．1 數字電路基礎實驗
實驗1 門電路的邏輯功能驗證及邏輯變換
實驗2 集成邏輯門的參數測試
實驗3 組閤邏輯電路的設計（編碼器和譯碼器）
實驗4 組閤邏輯電路的設計（數據選擇器和全加器）
實驗5 組閤邏輯電路的競爭與冒險
實驗6 觸發器及其應用
實驗7 小規模SSI計數器及其應用
實驗8 計數器及其應用
實驗9 移位寄存器及其應用
實驗10 555定時器及其應用
實驗11 數模／模數轉換器基本應用
2．2 數字電路綜閤實驗
綜閤一 交通燈控製係統
綜閤二 多路彩燈的設計
綜閤三 搶答器的設計
綜閤四 數字鍾邏輯電路的設計
綜閤五 數字頻率計的設計

下篇 可編程邏輯設計
第3章 數字係統設計基礎
3．1 數字係統基本結構
3．2 現代數字係統描述工具和設計方法
3．2．1 數字係統設計的描述工具
3．2．2 數字係統設計步驟及方法
3．3 設計舉例
3．3．1 交通燈控製器的設計
3．3．2 乘法器設計
第4章 EDA技術及可編程邏輯器件
4．1 EDA技術簡介
4．1．1 概述
4．1．2 EDA技術的基本特徵
4．1．3 未來EDA技術的發展趨勢
4．2 可編程邏輯器件的分類和特點
4．2．1 可編程邏輯器件的分類
4．2．2CPLD和FPGA的結構
4．2．3CPLD和FPGA的特點
4．3 下一代可編程邏輯器件設計技術展望
4．4 MAX 7000係列芯片介紹
4．4．1 MAX 7000係列的結構
4．4．2 MAX 7000係列的技術性能、特點及軟件工作環境

前言/序言

《信號與係統》 內容簡介 《信號與係統》是一本深入探討信號與係統理論核心概念、分析方法與應用實踐的教材。本書旨在為讀者構建一個紮實的理論基礎，使其能夠理解和掌握各種信號的錶示、變換以及係統對信號的處理過程。通過嚴謹的數學推導、直觀的圖示以及豐富的工程實例，本書力求將抽象的理論與實際應用緊密結閤，培養讀者分析和解決工程問題的能力。 第一部分：信號的錶示與基本性質 本部分首先從信號的定義齣發，介紹瞭一係列基本信號的類型，包括指數信號、正弦信號、單位階躍信號、單位衝激信號以及矩形脈衝信號等。我們將詳細闡述這些信號的數學錶達式、圖形特徵以及在不同應用場景下的意義。例如，指數信號在描述衰減或增長過程時至關重要，而正弦信號則是理解周期性現象的基礎。單位階衝激信號，作為一種理想化的模型，在係統分析中扮演著核心角色，其“無限高、無限窄”的特性通過狄拉剋（Dirac）函數進行數學抽象，其在積分中的取樣性質是後續內容的基礎。 除瞭基本信號，本書還將深入探討信號的性質，如周期性、奇偶性、能量與功率等。周期信號可以通過傅裏葉級數分解為一係列正弦和餘弦分量的疊加，這為我們分析復雜周期信號提供瞭強大的工具。非周期信號則可以通過傅裏葉變換來分析其頻譜特性。能量信號和功率信號的區分，對於理解信號的能量分布和平均功率具有實際意義，例如，有限能量的信號在通信中可能代錶短暫的脈衝，而具有平均功率的信號則可能代錶連續的載波。奇偶性分析則有助於簡化一些係統的分析過程。 第二部分：連續時間信號與係統的分析 本部分是本書的核心內容之一，重點關注連續時間信號在連續時間係統中的行為。我們將從捲積（Convolution）的概念入手，這是理解綫性時不變（LTI）係統響應的關鍵。通過詳細的數學推導和圖解，讀者將深刻理解係統的零狀態響應（Zero-State Response）是如何由輸入信號與係統的衝激響應（Impulse Response）進行捲積計算得齣的。衝激響應是LTI係統的“身份證”，它完全描述瞭係統在單位衝激信號作用下的輸齣行為，是分析和設計LTI係統的基礎。 隨後，本書將引入傅裏葉變換（Fourier Transform）及其相關概念。傅裏葉變換能夠將一個在時域中定義的信號轉換到頻域，揭示信號的頻率成分。我們將詳細介紹傅裏葉變換的定義、性質（如綫性性、時移性、頻移性、捲積定理等）以及如何利用傅裏葉變換來分析LTI係統的頻率響應。通過頻率響應，我們可以瞭解係統對不同頻率分量信號的放大或衰減程度，這在濾波、調製等應用中至關重要。 除瞭傅裏葉變換，拉普拉斯變換（Laplace Transform）也將被廣泛介紹。拉普拉斯變換是傅裏葉變換的推廣，它能夠處理包含指數衰減或增長的信號，並且在分析非有界信號時錶現齣更強的能力。本書將詳細講解拉普拉斯變換的定義、收斂域（Region of Convergence, ROC）的概念以及如何利用拉普拉斯變換來求解LTI係統的微分方程，從而得到係統的時域響應。收斂域的分析對於確定拉普拉斯逆變換的唯一性至關重要，也是理解係統穩定性的關鍵。 第三部分：離散時間信號與係統的分析 與連續時間係統類似，本書將繼續探討離散時間信號與離散時間係統的分析。我們將介紹離散時間信號的基本類型，如單位階躍序列、單位衝激序列、指數序列等，並闡述其性質。 本部分的核心在於離散捲積（Discrete Convolution），它與連續捲積在概念上是相似的，但操作是在離散序列上進行的。通過離散捲積，我們可以計算離散時間LTI係統的零狀態響應。 隨後，我們將引入離散時間傅裏葉變換（Discrete-Time Fourier Transform, DTFT）和傅裏葉級數（Fourier Series for Discrete-Time Signals）。DTFT允許我們將離散時間信號轉換到頻率域，分析其周期性頻譜。 更重要的是，本書將深入介紹Z變換（Z-Transform）。Z變換是離散時間信號與係統分析的強大工具，它將離散時間序列映射到一個復變量z的函數。我們將詳細講解Z變換的定義、收斂域、性質以及如何利用Z變換來求解LTI係統的差分方程。Z變換在數字信號處理、控製係統以及數字通信等領域有著廣泛的應用。 第四部分：傅裏葉級數與傅裏葉變換的深入應用 本部分將進一步深化對傅裏葉級數和傅裏葉變換的理解，並展示其在各個領域的應用。我們將詳細討論傅裏葉級數在錶示周期信號方麵的靈活性，以及傅裏葉變換在分析非周期信號頻譜特性方麵的作用。 內容將涵蓋： 捲積定理的推廣與應用： 詳細闡述時域捲積與頻域乘積之間的關係，以及其在係統分析和信號處理中的應用。 帕塞瓦爾定理（Parseval's Theorem）： 揭示信號的能量在時域和頻域之間的守恒關係，這對於能量譜密度的計算至關重要。 采樣定理（Sampling Theorem）： 這是數字信號處理的基石。我們將詳細解釋奈奎斯特-香農采樣定理，說明連續時間信號如何通過適當的采樣率轉換為離散時間信號，而不會丟失原始信息。同時，也將探討采樣過程中可能齣現的混疊（Aliasing）現象及其避免方法。 濾波器的設計與分析： 引入理想濾波器和實際濾波器的概念，包括低通、高通、帶通和帶阻濾波器。我們將利用傅裏葉變換來分析濾波器的頻率響應，並初步介紹濾波器的設計原理，使其能夠選擇性地通過或阻止特定頻率範圍的信號。 調製與解調： 簡要介紹幅度調製（AM）、頻率調製（FM）等基本調製技術，並解釋如何利用信號與係統理論來理解調製過程的原理及其在通信係統中的作用。 第五部分：係統穩定性與因果性 穩定性是評價一個係統是否能夠可靠運行的關鍵指標。本書將詳細定義和分析綫性時不變係統的穩定性和因果性。 因果性（Causality）： 一個因果係統在任何時刻的輸齣僅取決於當前和過去的輸入，而不取決於未來的輸入。我們將通過係統的單位衝激響應來判斷係統的因果性。 穩定性（Stability）： 引入巴特沃斯（Bounded-Input Bounded-Output, BIBO）穩定性概念，即對於有界的輸入，係統的輸齣也必須是有界的。我們將利用拉普拉斯變換的收斂域、Z變換的收斂域以及係統的衝激響應來分析係統的穩定性。 第六部分：應用實例與擴展 為瞭鞏固理論知識並展示其應用價值，本書的最後部分將包含一係列實際應用實例，涵蓋通信、控製、音頻處理、圖像處理等領域。這些實例將引導讀者將所學的理論知識應用於解決實際工程問題。 通信係統中的信號傳輸： 以簡單的調製解調為例，展示如何利用傅裏葉分析來理解信號的頻譜特性和信道的帶寬限製。 控製係統中的反饋與穩定性： 簡要介紹反饋控製的基本原理，以及如何利用拉普拉斯變換和Z變換來分析係統的動態響應和穩定性。 音頻信號處理： 解釋數字濾波器如何在音頻信號處理中用於降噪、均衡器等應用。 圖像處理基礎： 介紹二維傅裏葉變換在圖像分析中的作用，例如頻率域濾波。 此外，本書還可能對一些進階主題進行初步介紹，為讀者繼續深入學習打下基礎，例如隨機信號與係統、非綫性係統等。 學習目標 通過學習《信號與係統》，讀者將能夠： 準確地錶示和描述連續與離散時間信號。 理解綫性時不變係統的基本原理，並掌握捲積運算。 熟練運用傅裏葉變換、拉普拉斯變換和Z變換分析信號與係統。 分析係統的頻率響應，並理解其在濾波等應用中的意義。 理解采樣定理，並掌握模數轉換的基本原理。 判斷係統的因果性與穩定性。 將所學的理論知識應用於實際工程問題，為進一步學習更高級的工程學科打下堅實基礎。 本書理論體係完整，邏輯清晰，兼顧數學嚴謹性與工程實用性，是電子工程、通信工程、計算機科學以及其他相關領域專業學生和從業人員的理想參考書。

評分☆☆☆☆☆

當我翻開這本書，一股濃厚的學術氣息撲麵而來，但不同於那些枯燥乏味的理論書籍，它以一種非常“接地氣”的方式呈現數字電路和EDA的知識。書中大量的實驗項目，每一個都經過精心設計，不僅指導瞭如何操作，更深入地剖析瞭實驗背後的原理，讓我能夠真正“動手”去理解“動腦”去思考。舉個例子，關於組閤邏輯的部分，書中詳細講解瞭真值錶、卡諾圖等簡化方法，並立刻引齣瞭相應的EDA實現，讓我立刻就能看到理論如何轉化為實際的硬件電路。而時序邏輯的部分，更是將Flip-Flop、寄存器、計數器等概念講解得淋灕盡緻，並且通過實際的EDA工程示例，讓我看到瞭它們在實際應用中的重要性。這本書的語言通俗易懂，即使是初學者也能快速入門，同時又兼具足夠的深度，能夠滿足有一定基礎的讀者的需求。最讓我印象深刻的是，書中對EDA工具的講解不僅僅停留在“點點鼠標”的層麵，而是強調瞭設計流程、仿真驗證以及時序約束等高級概念，這對於未來從事相關工作的我來說，是無價的寶貴經驗。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容非常紮實，無論是理論講解還是實踐指導，都做得相當到位。它不像市麵上很多教材那樣，隻是簡單羅列概念，而是深入淺齣地剖析瞭數字電路的工作原理，並將其與EDA技術緊密結閤。書中對各種邏輯門、組閤邏輯、時序邏輯的講解非常清晰，配閤大量的實例，讓這些抽象的概念變得易於理解。尤其值得稱贊的是，它將EDA實踐融入瞭整個教程，讓我能夠學習如何使用硬件描述語言（HDL）來設計數字電路，以及如何利用EDA工具進行仿真和實現。書中提供的實驗項目，種類繁多，難度適中，從簡單的邏輯功能實現到復雜的係統設計，都涵蓋瞭。這對於我們想要將理論知識轉化為實際操作能力的學習者來說，是極大的幫助。這本書的排版和印刷質量也非常齣色，閱讀體驗極佳，讓我能夠長時間沉浸在學習的樂趣中，而不會感到疲憊。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電路與EDA實踐教程》的封麵設計很吸引人，簡潔大方，字體清晰，一看就知道是嚴謹的學術風格。拿到書的那一刻，我首先被它厚實的紙張和精美的排版所吸引。每一頁都充滿瞭知識的厚重感，印刷質量非常高，文字清晰銳利，圖片和電路圖也相當精細，即便是復雜的電路結構也能一覽無餘，這對學習數字電路這樣需要細緻觀察的學科來說至關重要。更讓我驚喜的是，書中大量的實例和實驗指導，不僅僅是理論的堆砌，而是真正連接瞭理論與實踐的橋梁。書中的每一個實驗都設計得環環相扣，從基礎的門電路組閤到復雜的時序邏輯設計，循序漸進，讓讀者能夠親手搭建、驗證，深刻理解數字電路的工作原理。EDA（電子設計自動化）部分的介紹也相當到位，不僅講解瞭相關軟件的基本操作，還融入瞭實際的項目開發流程，讓我在學習理論的同時，也能掌握實際的工程技能。這本書絕對是想深入學習數字電路和EDA技術的初學者和進階者的絕佳選擇，它提供的不僅僅是知識，更是一種解決問題的能力和工程思維的培養。

評分☆☆☆☆☆

從這本書的目錄來看，它涵蓋瞭數字電路設計的方方麵麵，從最基礎的邏輯門到復雜的微處理器設計，都做瞭詳細的闡述。最讓我眼前一亮的是，它並沒有僅僅停留在理論層麵，而是將大量篇幅用於EDA實踐，這在很多同類書籍中是比較少見的。書中不僅介紹瞭常用的EDA工具（比如VHDL/Verilog HDL語言及其綜閤工具），還提供瞭大量的實例，讓我們能夠通過實踐來加深理解。比如說，在講到狀態機設計時，書中就給齣瞭好幾個不同復雜度的狀態機設計案例，並且詳細演示瞭如何用HDL語言描述，如何在EDA工具中進行仿真和綜閤。這種“理論+實踐”的學習模式，大大提高瞭學習效率，也讓我能夠更快地掌握數字電路設計和EDA的應用技能。而且，這本書的實驗教材係列定位，也意味著它在實驗設計的科學性和教學指導的嚴謹性上有著嚴格的要求，這對於我們學生來說，是最好的保障。

評分☆☆☆☆☆

一本好的教材，能夠點燃學習的熱情，激發探索的欲望。這本書無疑就是這樣的一本。它的內容安排非常閤理，邏輯清晰，層層遞進，讓我能夠從零基礎開始，逐步掌握數字電路的核心概念和EDA設計流程。書中大量的插圖和圖錶，讓抽象的理論變得形象生動，也更容易理解。特彆是那些精美的電路圖和PCB布局圖，以及EDA軟件的操作界麵截圖，都為我們提供瞭直觀的學習材料。更讓我感到驚喜的是，書中對於每一個實驗項目，都提供瞭詳細的步驟指導和預期結果，讓我們在動手實踐的過程中，能夠有明確的目標，並且能夠及時地發現和糾正錯誤。書中的EDA部分，更是將理論知識與工程實踐緊密結閤，讓我能夠深入瞭解硬件描述語言（HDL）的設計和應用，以及如何利用EDA工具進行邏輯綜閤、時序分析和功能仿真。這不僅僅是一本書，更像是一位經驗豐富的導師，引導著我們在數字電路和EDA的領域裏不斷前行。