现代数字电路与逻辑设计实验教程/高等学校电子与通信工程类专业“十三五”规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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蔡春晓，李燕龙，周巍，黄品高 编

图书标签:

• 数字电路
• 逻辑设计
• 实验教程
• 电子工程
• 通信工程
• 高等教育
• 教材
• “十三五”规划
• 电路分析
• VHDL

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560640594

版次：1

商品编码：12195735

包装：平装

丛书名： 高等学校电子与通信工程类专业“十三五”规划教材 ，

开本：16开

出版时间：2016-03-01

用纸：胶版纸

页数：150

字数：228000

正文语种：中文

内容简介

　　《现代数字电路与逻辑设计实验教程/高等学校电子与通信工程类专业“十三五”规划教材》是与数字逻辑电路课程配套的实验教材，全书分为数字逻辑电路基础实验和基于Quarus的数字逻辑电路实验两部分。
　　《现代数字电路与逻辑设计实验教程/高等学校电子与通信工程类专业“十三五”规划教材》既介绍了数字电路的基本元件、基本实验方法和实验技巧，又介绍了可编程逻辑器件、硬件描述语言（VHDL）及EDA工具和技术，同时将新技术和新器件引入教学实践环节，体现现代数字系统方法。实验内容循序渐进，能引导、启发学生的主动性和创造性。
　　《现代数字电路与逻辑设计实验教程/高等学校电子与通信工程类专业“十三五”规划教材》可作为高等学校电子信息工程、通信工程、自动化、电子科学技术、测控技术与仪器等专业的“数字逻辑电路实验”课程教材，也可作为电子工程技术人员的自学参考书。

内页插图

目录

实验要求
数字电路实验基本知识
第1部分 数字逻辑电路基础实验
实验1．1 TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试
实验1．2 组合逻辑电路的设计与测试
实验1．3 数据选择器及其应用
实验1．4 编码器及其应用
实验1．5 译码器及其应用
实验1．6 触发器及其应用
实验1．7 计数器及其应用
实验1．8 顺序脉冲和序列信号发生器
实验1．9 移位寄存器及其应用
实验1．10 555时基电路及其应用
实验1．11 A/D、D/A转换器
实验1．12 简易数字钟的设计
实验1．13 可定时多路数显抢答器的设计

第2部分 基于Quartus的数字逻辑电路实验
实验2．1 半加器设计
实验2．2 1位全加器设计
实验2．3 4选1数据选择器设计
实验2．4 译码器设计
实验2．5 触发器设计
实验2．6 计数器设计
实验2．7 有时钟使能的2位十进制计数器设计
实验2．8 数控分频器设计
实验2．9 2位十进制频率计原理图输入设计
实验2．10 4位十进制频率计设计
实验2．11 秒表设计
实验2．12 计时电路设计
实验2．13 电子抢答器设计
实验2．14 ADC采样控制电路设计

附录A QuartusⅡ软件使用指南
附录B DE2板的组成、结构及说明
附录C 常用数字集成电路引脚排列图
参考文献

前言/序言

　　本书是为通信工程、电子信息工程、计算机科学与技术、测控技术与仪器、电气工程及其自动化等专业开设的“数字逻辑电路”课程而编写的。作为电子信息类专业的重要技术基础课程，“数字逻辑电路”具有很强的实践性，与它相对应的“数字逻辑电路实验”课程在学生学习和掌握相关技术及知识的过程中也起着至关重要的作用。所以，在“数字电路逻辑实验”课程中应合理设置相关知识点和实验内容，既要注重基础知识和基本技能的学习，又要不断引入新技术和新器件，紧跟电子技术的发展，充分利用有限的学时，使学生产生学习兴趣，在掌握相关基本原理以及基础知识和方法的基础上，能够实际接触并掌握学科的最新技术，为今后的学习和工作打下良好的基础。
　　本书注重学生综合素质和创新意识的培养，通过三个方面的转移（从验证性实验转移到加强基本技能的训练，从小单元局部电路为主的实验转移到多模块、综合系统实验，从单一的实验室内实验形式转移到课上课下、实验室内外的多元化实验形式），进一步培养学生自主学习的能力和分析问题、解决问题的能力。
　　本书深入浅出地介绍了数字逻辑系统设计的基础知识、基本理论和基本方法，注重硬件底层原理的讲解：同时结合EDA技术，介绍了最新的数字系统设计方法，指导学生循序渐进地独立完成数字逻辑系统的设计；还以QuanusⅡ软件为平台，介绍了FPGA/CPLD器件、VHDL硬件描述语言等现代数字系统设计的相关知识，系统地阐述了数字系统设计的方法与技术。全书分为数字逻辑电路基础实验和基于Quanus的数字逻辑电路实验两部分。在数字逻辑电路基础实验中，安排了TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试，组合逻辑电路的设计与测试，数据选择器及其应用，编码器及其应用，译码器及其应用，触发器及其应用，计数器及其应用，顺序脉冲和序列信号发生器，移位寄存器及其应用，555时基电路及其应用，A/D、D/A转换器，简易数字钟的设计，可定时多路数显抢答器的设计等13个实验。基于Quartus的数字逻辑电路实验部分安排了半加器设计、1位全加器设计、4选1数据选择器设计、译码器设计、触发器设计、计数器设计、有时钟使能的2位十进制计数器设计、数控分频器设计、2位十进制频率计原理图输入设计、4位十进制频率计设计、秒表设计、计时电路设计、电子抢答器设计、ADC采样控制电路设计等14个实验。
　　本书紧密联系教学实际，着眼于实用，提供了大量能够体现电子线路设计领域主流设计思想和技术的实例，以期提高学生的实践能力，扩展学生的视野和培养学生的独立研究能力。
　　桂林电子科技大学教学实践部电子电路实验中心的教师们在长期的实验实践教学中积累了丰富的经验和素材，为本书的出版打下了良好的基础，在此表示衷心的感谢！
　　由于时间紧迫，编者水平有限，书中难免出现不足之处，敬请同行、读者提出宝贵意见和改进建议。

《数字系统设计导论》 一、本书定位与内容概述 《数字系统设计导论》是一本面向初学者、致力于系统性地介绍数字系统设计基础理论、核心概念、常用方法与工具的入门级教材。本书旨在为读者构建扎实的数字逻辑基础，培养严谨的设计思维，并为进一步深入学习更复杂的数字系统设计打下坚实的基础。全书内容循序渐进，由浅入深，理论与实践相结合，力求让读者在掌握基本原理的同时，也能理解实际设计中的工程考量。 本书的编写理念是“理解重于记忆，应用导向思维”。我们不仅会阐述数字电路的基本工作原理，更会强调“为何如此设计”以及“如何在实际系统中应用这些原理”。因此，本书并非罗列大量的公式和定理，而是通过清晰的逻辑推导、丰富的实例分析和逐步引导的方式，帮助读者真正理解数字系统设计的精髓。 二、核心理论与概念解析 本书将从最基础的数字信号和逻辑门讲起，逐步深入到组合逻辑和时序逻辑的设计。 数字信号基础： 我们将详细介绍二进制数的概念、数制转换（十进制、二进制、十六进制等）、逻辑电平（高电平、低电平）、逻辑状态（0和1）以及它们在实际电路中的实现。理解数字信号的本质是掌握数字电路设计的第一步。 基本逻辑门： 本章将重点介绍最基本的逻辑门电路，包括与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）和同或门（XNOR）。我们将通过真值表、逻辑符号和波形图等多种形式，直观地展示它们的逻辑功能。同时，还会介绍德摩根定律等重要的逻辑化简规则，为后续的逻辑设计打下基础。 布尔代数与逻辑化简： 布尔代数是数字逻辑设计的数学工具。本书将详细讲解布尔代数的基本定理和公理，并重点介绍各种逻辑化简方法，如卡诺图（Karnaugh Map）和奎恩-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）方法。熟练掌握逻辑化简技术，能够显著降低电路的复杂度，减少硬件资源，提高电路的性能和可靠性。 组合逻辑电路设计： 组合逻辑电路由逻辑门组成，其输出仅取决于当前的输入状态，没有记忆功能。本书将深入讲解组合逻辑电路的设计流程，包括需求分析、逻辑抽象、布尔表达式推导、逻辑化简以及电路实现。我们将通过大量的实例，如编码器、译码器、多路选择器、数据选择器、加法器、减法器、比较器等，来展示组合逻辑电路的设计与应用。 时序逻辑电路设计： 时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储元件（触发器）组成，其输出不仅取决于当前输入，还取决于过去的状态，因此具有记忆功能。本书将详细介绍各种类型的触发器，包括D触发器、JK触发器、T触发器、SR触发器等，并分析它们的特性和应用。在此基础上，我们将讲解时序逻辑电路的设计方法，包括状态图、状态表、状态方程的推导，以及移位寄存器、计数器（如行波进位计数器、环形计数器、扭环计数器等）等典型时序逻辑电路的设计。 时序分析与亚稳态： 在复杂时序电路的设计中，时序分析至关重要。本书将介绍时钟信号、建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时钟偏移（Clock Skew）等概念，并解释它们对电路稳定运行的影响。同时，我们还将探讨亚稳态（Metastability）现象，这是时序逻辑电路设计中一个普遍存在且需要特别关注的问题，并介绍相应的规避和处理方法。 有限状态机（FSM）设计： 有限状态机是描述和设计同步时序逻辑电路的强大工具。本书将区分米利型（Mealy Machine）和摩尔型（Moore Machine）有限状态机，并详细讲解其设计流程，包括状态图的绘制、状态的分配、状态方程的推导以及电路的实现。我们将通过实际例子，如交通灯控制器、序列检测器等，来加深读者对FSM设计的理解。 硬件描述语言（HDL）入门： 现代数字系统设计越来越依赖硬件描述语言，如Verilog HDL或VHDL。本书将为读者提供一个简要的Verilog HDL入门介绍，包括其基本语法、数据类型、运算符、模块实例化、过程块（always块）以及基本的HDL设计流程。我们将演示如何使用HDL来描述组合逻辑和时序逻辑电路，并解释HDL在逻辑综合（Logic Synthesis）和仿真（Simulation）中的作用，让读者初步了解EDA（Electronic Design Automation）工具的工作流程。 三、设计方法与工程实践 本书在讲解理论知识的同时，也非常注重设计方法论和工程实践的培养。 模块化设计思想： 我们将贯穿始终地强调模块化设计的重要性。将复杂的系统分解为可管理的小模块，每个模块负责特定的功能，并通过接口进行连接，这是提高设计效率、可维护性和可重用性的关键。 自顶向下与自底向上设计： 本书将介绍两种常见的系统设计方法：自顶向下（Top-Down）和自底向上（Bottom-Up）。自顶向下设计从整体功能出发，逐步细化到子模块；自底向上设计则从已有的基本模块出发，逐步集成成更大的系统。理解这两种方法的优劣和适用场景，有助于读者根据项目需求选择合适的设计策略。 设计验证的重要性： 任何数字系统设计都需要经过严格的验证才能确保其正确性。本书将强调仿真在验证设计中的核心作用，解释如何编写测试平台（Testbench）来验证设计的行为，以及为什么“代码写完即是验证开始”的理念至关重要。 硬件实现考量： 虽然本书侧重于逻辑设计，但也会适时提及一些硬件实现上的考量，如逻辑门延迟、时序约束、功耗和面积等，让读者对实际芯片制造过程中的一些基本约束有所了解。 四、本书的特色与优势 入门友好，概念清晰： 专为初学者设计，避免使用过于深奥的数学推导和过于专业的术语。所有概念都力求用最直观、最易懂的方式进行解释。 逻辑性强，循序渐进： 内容组织严谨，从基础的逻辑门到复杂的有限状态机，层层递进，确保读者能够逐步构建起完整的知识体系。 实例丰富，理论联系实际： 大量的设计实例贯穿全书，涵盖了数字电路设计中常见的应用场景，让读者在学习理论的同时，能看到实际的工程应用。 注重设计思维培养： 不仅教授“做什么”，更强调“如何做”以及“为何如此做”，引导读者形成严谨的工程设计思维。 前瞻性引入HDL： 尽管是入门教程，但本书前瞻性地引入了硬件描述语言（Verilog HDL）的基础概念，让读者对现代数字设计流程有一个初步的认识，为未来深入学习打下基础。 五、适用读者对象 本书适合以下读者： 高等院校电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术等相关专业的本科生。 对数字电路设计感兴趣的非专业人士，希望系统学习数字逻辑基础。 需要快速掌握数字系统设计基础概念的在职工程师。 准备参加相关技术面试或资格认证考试的学习者。 结语 《数字系统设计导论》将带领您踏上精彩的数字世界之旅。通过本书的学习，您将不仅仅是掌握一套工具或技能，更是理解数字信号如何驱动我们这个日益数字化的世界。我们相信，本书能够成为您在数字系统设计领域学习和探索的可靠起点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，一种很现代、很有科技感的风格，让人一眼就能看出是关于电子技术的。包装也很精美，纸张的质感不错，拿在手里有分量，这一点还是挺让人满意的。我一直对数字电路很感兴趣，所以看到这个书名的时候就觉得很适合我。我特别喜欢这种“实验教程”类的书，因为我觉得理论知识的学习光靠看书是远远不够的，动手实践才是关键。这本书的副标题是“高等学校电子与通信工程类专业‘十三五’规划教材”，这听起来就很有权威性，应该是一本比较扎实、比较体系化的教材，能够系统地帮助我们打好数字电路的基础。我希望这本书在讲解理论知识的时候，能够深入浅出，而不是那种晦涩难懂的教科书式语言。同时，实验部分一定要详细，包含清晰的步骤、元器件清单、电路图示，最好还能有一些仿真分析，这样我们才能更好地理解和掌握。我期待着这本书能够给我带来一场精彩的数字电路之旅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量给我留下了深刻的印象，字迹清晰，图表精美，即使是复杂的电路图也能看得一清二楚。我最关心的是它在“十三五”规划教材这个定位下，能否真正做到与时俱进，涵盖数字电路领域最新的技术发展和设计理念。例如，对于一些新兴的逻辑器件，或者是一些在现代芯片设计中广泛应用的架构，不知道这本书是否有提及。我希望它能够提供一些关于异步逻辑设计、低功耗设计等方面的探讨，这些都是当前电子工程领域非常关注的方向。如果实验部分能够引入一些比较先进的实验器材或者仿真软件，并且提供相应的指导，那就非常棒了。我希望这本书不仅仅是一本教材，更能成为一本激发我创新思维、引领我探索更广阔数字电路世界的引路书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节安排看起来逻辑性很强，从最基本的逻辑门开始，逐步深入到更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路，这种循序渐进的学习方式对于初学者来说非常友好。我尤其关注到书中有关于FPGA的应用内容，这在当今的电子设计领域是非常热门的技术，能够学习到相关的知识和实验，绝对是锦上添花。我希望实验部分的设计能够紧跟前沿技术，不仅仅是停留在基础的74系列芯片，而是能够接触到一些现代化的设计工具和平台，比如Verilog或VHDL语言的实践。另外，如果书中能包含一些实际的应用案例分析，比如在通信系统、嵌入式系统中的数字电路设计，那会更有启发性，能够帮助我们理解理论知识的实际价值，不至于让学习过程变得枯燥乏味。我对这本书抱有很高的期待，希望它能成为我在数字电路学习道路上的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，学习数字电路的关键在于理解“逻辑”二字，如何通过不同的组合和时序来处理和控制信息。这本书的标题“现代数字电路与逻辑设计”恰好点明了这一点。我特别期待书中在讲解逻辑设计部分能够有独到之处，比如一些高效的设计方法、优化技巧，或者是一些抽象但易于理解的讲解方式。例如，对于状态机的设计，如何清晰地描述状态转移，如何进行状态编码，这些都是需要深入理解的。当然，实验的配合至关重要，我希望实验能引导我们去实现不同的逻辑功能，用实际操作来印证理论。如果实验中能涉及一些逻辑综合和仿真的工具，让我们提前体验一下EDA（电子设计自动化）的魅力，那就更好了。总而言之，我希望这本书能够真正帮助我建立起扎实的逻辑思维能力，为将来更复杂的电路设计打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的第一感觉是它非常厚实，感觉里面内容很充实。我之前接触过一些数字电路的书籍，有些过于理论化，要么就是实验部分太简略，感觉学起来总缺点什么。这本书的“实验教程”定位让我觉得它很可能会弥补这些不足。我最看重的是实验的实践性，希望它不仅仅是纸上谈兵，而是能提供真正可操作的实验项目。比如，实验板的介绍、元器件的选择、电路的搭建步骤，甚至是如何排查和解决实验中可能出现的各种问题，这些细节都非常重要。如果实验设计能够贴近实际工业生产中的应用，那更是极好的。我希望这本书能帮助我从零开始，一步一步地搭建出各种复杂的数字电路，并且能够理解每一部分的功能和原理。这对我未来从事电子设计相关的工作来说，将是宝贵的财富。