現代數字電路與邏輯設計實驗教程/高等學校電子與通信工程類專業“十三五”規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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蔡春曉，李燕龍，周巍，黃品高 編

圖書標籤:

• 數字電路
• 邏輯設計
• 實驗教程
• 電子工程
• 通信工程
• 高等教育
• 教材
• “十三五”規劃
• 電路分析
• VHDL

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560640594

版次：1

商品編碼：12195735

包裝：平裝

叢書名： 高等學校電子與通信工程類專業“十三五”規劃教材 ，

開本：16開

齣版時間：2016-03-01

用紙：膠版紙

頁數：150

字數：228000

正文語種：中文

內容簡介

　　《現代數字電路與邏輯設計實驗教程/高等學校電子與通信工程類專業“十三五”規劃教材》是與數字邏輯電路課程配套的實驗教材，全書分為數字邏輯電路基礎實驗和基於Quarus的數字邏輯電路實驗兩部分。
　　《現代數字電路與邏輯設計實驗教程/高等學校電子與通信工程類專業“十三五”規劃教材》既介紹瞭數字電路的基本元件、基本實驗方法和實驗技巧，又介紹瞭可編程邏輯器件、硬件描述語言（VHDL）及EDA工具和技術，同時將新技術和新器件引入教學實踐環節，體現現代數字係統方法。實驗內容循序漸進，能引導、啓發學生的主動性和創造性。
　　《現代數字電路與邏輯設計實驗教程/高等學校電子與通信工程類專業“十三五”規劃教材》可作為高等學校電子信息工程、通信工程、自動化、電子科學技術、測控技術與儀器等專業的“數字邏輯電路實驗”課程教材，也可作為電子工程技術人員的自學參考書。

內頁插圖

目錄

實驗要求
數字電路實驗基本知識
第1部分 數字邏輯電路基礎實驗
實驗1．1 TTL集成邏輯門的邏輯功能與參數測試
實驗1．2 組閤邏輯電路的設計與測試
實驗1．3 數據選擇器及其應用
實驗1．4 編碼器及其應用
實驗1．5 譯碼器及其應用
實驗1．6 觸發器及其應用
實驗1．7 計數器及其應用
實驗1．8 順序脈衝和序列信號發生器
實驗1．9 移位寄存器及其應用
實驗1．10 555時基電路及其應用
實驗1．11 A/D、D/A轉換器
實驗1．12 簡易數字鍾的設計
實驗1．13 可定時多路數顯搶答器的設計

第2部分 基於Quartus的數字邏輯電路實驗
實驗2．1 半加器設計
實驗2．2 1位全加器設計
實驗2．3 4選1數據選擇器設計
實驗2．4 譯碼器設計
實驗2．5 觸發器設計
實驗2．6 計數器設計
實驗2．7 有時鍾使能的2位十進製計數器設計
實驗2．8 數控分頻器設計
實驗2．9 2位十進製頻率計原理圖輸入設計
實驗2．10 4位十進製頻率計設計
實驗2．11 秒錶設計
實驗2．12 計時電路設計
實驗2．13 電子搶答器設計
實驗2．14 ADC采樣控製電路設計

附錄A QuartusⅡ軟件使用指南
附錄B DE2闆的組成、結構及說明
附錄C 常用數字集成電路引腳排列圖
參考文獻

前言/序言

　　本書是為通信工程、電子信息工程、計算機科學與技術、測控技術與儀器、電氣工程及其自動化等專業開設的“數字邏輯電路”課程而編寫的。作為電子信息類專業的重要技術基礎課程，“數字邏輯電路”具有很強的實踐性，與它相對應的“數字邏輯電路實驗”課程在學生學習和掌握相關技術及知識的過程中也起著至關重要的作用。所以，在“數字電路邏輯實驗”課程中應閤理設置相關知識點和實驗內容，既要注重基礎知識和基本技能的學習，又要不斷引入新技術和新器件，緊跟電子技術的發展，充分利用有限的學時，使學生産生學習興趣，在掌握相關基本原理以及基礎知識和方法的基礎上，能夠實際接觸並掌握學科的最新技術，為今後的學習和工作打下良好的基礎。
　　本書注重學生綜閤素質和創新意識的培養，通過三個方麵的轉移（從驗證性實驗轉移到加強基本技能的訓練，從小單元局部電路為主的實驗轉移到多模塊、綜閤係統實驗，從單一的實驗室內實驗形式轉移到課上課下、實驗室內外的多元化實驗形式），進一步培養學生自主學習的能力和分析問題、解決問題的能力。
　　本書深入淺齣地介紹瞭數字邏輯係統設計的基礎知識、基本理論和基本方法，注重硬件底層原理的講解：同時結閤EDA技術，介紹瞭最新的數字係統設計方法，指導學生循序漸進地獨立完成數字邏輯係統的設計；還以QuanusⅡ軟件為平颱，介紹瞭FPGA/CPLD器件、VHDL硬件描述語言等現代數字係統設計的相關知識，係統地闡述瞭數字係統設計的方法與技術。全書分為數字邏輯電路基礎實驗和基於Quanus的數字邏輯電路實驗兩部分。在數字邏輯電路基礎實驗中，安排瞭TTL集成邏輯門的邏輯功能與參數測試，組閤邏輯電路的設計與測試，數據選擇器及其應用，編碼器及其應用，譯碼器及其應用，觸發器及其應用，計數器及其應用，順序脈衝和序列信號發生器，移位寄存器及其應用，555時基電路及其應用，A/D、D/A轉換器，簡易數字鍾的設計，可定時多路數顯搶答器的設計等13個實驗。基於Quartus的數字邏輯電路實驗部分安排瞭半加器設計、1位全加器設計、4選1數據選擇器設計、譯碼器設計、觸發器設計、計數器設計、有時鍾使能的2位十進製計數器設計、數控分頻器設計、2位十進製頻率計原理圖輸入設計、4位十進製頻率計設計、秒錶設計、計時電路設計、電子搶答器設計、ADC采樣控製電路設計等14個實驗。
　　本書緊密聯係教學實際，著眼於實用，提供瞭大量能夠體現電子綫路設計領域主流設計思想和技術的實例，以期提高學生的實踐能力，擴展學生的視野和培養學生的獨立研究能力。
　　桂林電子科技大學教學實踐部電子電路實驗中心的教師們在長期的實驗實踐教學中積纍瞭豐富的經驗和素材，為本書的齣版打下瞭良好的基礎，在此錶示衷心的感謝！
　　由於時間緊迫，編者水平有限，書中難免齣現不足之處，敬請同行、讀者提齣寶貴意見和改進建議。

《數字係統設計導論》 一、本書定位與內容概述 《數字係統設計導論》是一本麵嚮初學者、緻力於係統性地介紹數字係統設計基礎理論、核心概念、常用方法與工具的入門級教材。本書旨在為讀者構建紮實的數字邏輯基礎，培養嚴謹的設計思維，並為進一步深入學習更復雜的數字係統設計打下堅實的基礎。全書內容循序漸進，由淺入深，理論與實踐相結閤，力求讓讀者在掌握基本原理的同時，也能理解實際設計中的工程考量。 本書的編寫理念是“理解重於記憶，應用導嚮思維”。我們不僅會闡述數字電路的基本工作原理，更會強調“為何如此設計”以及“如何在實際係統中應用這些原理”。因此，本書並非羅列大量的公式和定理，而是通過清晰的邏輯推導、豐富的實例分析和逐步引導的方式，幫助讀者真正理解數字係統設計的精髓。 二、核心理論與概念解析 本書將從最基礎的數字信號和邏輯門講起，逐步深入到組閤邏輯和時序邏輯的設計。 數字信號基礎： 我們將詳細介紹二進製數的概念、數製轉換（十進製、二進製、十六進製等）、邏輯電平（高電平、低電平）、邏輯狀態（0和1）以及它們在實際電路中的實現。理解數字信號的本質是掌握數字電路設計的第一步。 基本邏輯門： 本章將重點介紹最基本的邏輯門電路，包括與門（AND）、或門（OR）、非門（NOT）、與非門（NAND）、或非門（NOR）、異或門（XOR）和同或門（XNOR）。我們將通過真值錶、邏輯符號和波形圖等多種形式，直觀地展示它們的邏輯功能。同時，還會介紹德摩根定律等重要的邏輯化簡規則，為後續的邏輯設計打下基礎。 布爾代數與邏輯化簡： 布爾代數是數字邏輯設計的數學工具。本書將詳細講解布爾代數的基本定理和公理，並重點介紹各種邏輯化簡方法，如卡諾圖（Karnaugh Map）和奎恩-麥剋拉斯基（Quine-McCluskey）方法。熟練掌握邏輯化簡技術，能夠顯著降低電路的復雜度，減少硬件資源，提高電路的性能和可靠性。 組閤邏輯電路設計： 組閤邏輯電路由邏輯門組成，其輸齣僅取決於當前的輸入狀態，沒有記憶功能。本書將深入講解組閤邏輯電路的設計流程，包括需求分析、邏輯抽象、布爾錶達式推導、邏輯化簡以及電路實現。我們將通過大量的實例，如編碼器、譯碼器、多路選擇器、數據選擇器、加法器、減法器、比較器等，來展示組閤邏輯電路的設計與應用。 時序邏輯電路設計： 時序邏輯電路由組閤邏輯電路和存儲元件（觸發器）組成，其輸齣不僅取決於當前輸入，還取決於過去的狀態，因此具有記憶功能。本書將詳細介紹各種類型的觸發器，包括D觸發器、JK觸發器、T觸發器、SR觸發器等，並分析它們的特性和應用。在此基礎上，我們將講解時序邏輯電路的設計方法，包括狀態圖、狀態錶、狀態方程的推導，以及移位寄存器、計數器（如行波進位計數器、環形計數器、扭環計數器等）等典型時序邏輯電路的設計。 時序分析與亞穩態： 在復雜時序電路的設計中，時序分析至關重要。本書將介紹時鍾信號、建立時間（Setup Time）、保持時間（Hold Time）、時鍾偏移（Clock Skew）等概念，並解釋它們對電路穩定運行的影響。同時，我們還將探討亞穩態（Metastability）現象，這是時序邏輯電路設計中一個普遍存在且需要特彆關注的問題，並介紹相應的規避和處理方法。 有限狀態機（FSM）設計： 有限狀態機是描述和設計同步時序邏輯電路的強大工具。本書將區分米利型（Mealy Machine）和摩爾型（Moore Machine）有限狀態機，並詳細講解其設計流程，包括狀態圖的繪製、狀態的分配、狀態方程的推導以及電路的實現。我們將通過實際例子，如交通燈控製器、序列檢測器等，來加深讀者對FSM設計的理解。 硬件描述語言（HDL）入門： 現代數字係統設計越來越依賴硬件描述語言，如Verilog HDL或VHDL。本書將為讀者提供一個簡要的Verilog HDL入門介紹，包括其基本語法、數據類型、運算符、模塊實例化、過程塊（always塊）以及基本的HDL設計流程。我們將演示如何使用HDL來描述組閤邏輯和時序邏輯電路，並解釋HDL在邏輯綜閤（Logic Synthesis）和仿真（Simulation）中的作用，讓讀者初步瞭解EDA（Electronic Design Automation）工具的工作流程。 三、設計方法與工程實踐 本書在講解理論知識的同時，也非常注重設計方法論和工程實踐的培養。 模塊化設計思想： 我們將貫穿始終地強調模塊化設計的重要性。將復雜的係統分解為可管理的小模塊，每個模塊負責特定的功能，並通過接口進行連接，這是提高設計效率、可維護性和可重用性的關鍵。 自頂嚮下與自底嚮上設計： 本書將介紹兩種常見的係統設計方法：自頂嚮下（Top-Down）和自底嚮上（Bottom-Up）。自頂嚮下設計從整體功能齣發，逐步細化到子模塊；自底嚮上設計則從已有的基本模塊齣發，逐步集成成更大的係統。理解這兩種方法的優劣和適用場景，有助於讀者根據項目需求選擇閤適的設計策略。 設計驗證的重要性： 任何數字係統設計都需要經過嚴格的驗證纔能確保其正確性。本書將強調仿真在驗證設計中的核心作用，解釋如何編寫測試平颱（Testbench）來驗證設計的行為，以及為什麼“代碼寫完即是驗證開始”的理念至關重要。 硬件實現考量： 雖然本書側重於邏輯設計，但也會適時提及一些硬件實現上的考量，如邏輯門延遲、時序約束、功耗和麵積等，讓讀者對實際芯片製造過程中的一些基本約束有所瞭解。 四、本書的特色與優勢 入門友好，概念清晰： 專為初學者設計，避免使用過於深奧的數學推導和過於專業的術語。所有概念都力求用最直觀、最易懂的方式進行解釋。 邏輯性強，循序漸進： 內容組織嚴謹，從基礎的邏輯門到復雜的有限狀態機，層層遞進，確保讀者能夠逐步構建起完整的知識體係。 實例豐富，理論聯係實際： 大量的設計實例貫穿全書，涵蓋瞭數字電路設計中常見的應用場景，讓讀者在學習理論的同時，能看到實際的工程應用。 注重設計思維培養： 不僅教授“做什麼”，更強調“如何做”以及“為何如此做”，引導讀者形成嚴謹的工程設計思維。 前瞻性引入HDL： 盡管是入門教程，但本書前瞻性地引入瞭硬件描述語言（Verilog HDL）的基礎概念，讓讀者對現代數字設計流程有一個初步的認識，為未來深入學習打下基礎。 五、適用讀者對象 本書適閤以下讀者： 高等院校電子信息工程、通信工程、計算機科學與技術等相關專業的本科生。 對數字電路設計感興趣的非專業人士，希望係統學習數字邏輯基礎。 需要快速掌握數字係統設計基礎概念的在職工程師。 準備參加相關技術麵試或資格認證考試的學習者。 結語 《數字係統設計導論》將帶領您踏上精彩的數字世界之旅。通過本書的學習，您將不僅僅是掌握一套工具或技能，更是理解數字信號如何驅動我們這個日益數字化的世界。我們相信，本書能夠成為您在數字係統設計領域學習和探索的可靠起點。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的第一感覺是它非常厚實，感覺裏麵內容很充實。我之前接觸過一些數字電路的書籍，有些過於理論化，要麼就是實驗部分太簡略，感覺學起來總缺點什麼。這本書的“實驗教程”定位讓我覺得它很可能會彌補這些不足。我最看重的是實驗的實踐性，希望它不僅僅是紙上談兵，而是能提供真正可操作的實驗項目。比如，實驗闆的介紹、元器件的選擇、電路的搭建步驟，甚至是如何排查和解決實驗中可能齣現的各種問題，這些細節都非常重要。如果實驗設計能夠貼近實際工業生産中的應用，那更是極好的。我希望這本書能幫助我從零開始，一步一步地搭建齣各種復雜的數字電路，並且能夠理解每一部分的功能和原理。這對我未來從事電子設計相關的工作來說，將是寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計倒是挺吸引人的，一種很現代、很有科技感的風格，讓人一眼就能看齣是關於電子技術的。包裝也很精美，紙張的質感不錯，拿在手裏有分量，這一點還是挺讓人滿意的。我一直對數字電路很感興趣，所以看到這個書名的時候就覺得很適閤我。我特彆喜歡這種“實驗教程”類的書，因為我覺得理論知識的學習光靠看書是遠遠不夠的，動手實踐纔是關鍵。這本書的副標題是“高等學校電子與通信工程類專業‘十三五’規劃教材”，這聽起來就很有權威性，應該是一本比較紮實、比較體係化的教材，能夠係統地幫助我們打好數字電路的基礎。我希望這本書在講解理論知識的時候，能夠深入淺齣，而不是那種晦澀難懂的教科書式語言。同時，實驗部分一定要詳細，包含清晰的步驟、元器件清單、電路圖示，最好還能有一些仿真分析，這樣我們纔能更好地理解和掌握。我期待著這本書能夠給我帶來一場精彩的數字電路之旅。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，學習數字電路的關鍵在於理解“邏輯”二字，如何通過不同的組閤和時序來處理和控製信息。這本書的標題“現代數字電路與邏輯設計”恰好點明瞭這一點。我特彆期待書中在講解邏輯設計部分能夠有獨到之處，比如一些高效的設計方法、優化技巧，或者是一些抽象但易於理解的講解方式。例如，對於狀態機的設計，如何清晰地描述狀態轉移，如何進行狀態編碼，這些都是需要深入理解的。當然，實驗的配閤至關重要，我希望實驗能引導我們去實現不同的邏輯功能，用實際操作來印證理論。如果實驗中能涉及一些邏輯綜閤和仿真的工具，讓我們提前體驗一下EDA（電子設計自動化）的魅力，那就更好瞭。總而言之，我希望這本書能夠真正幫助我建立起紮實的邏輯思維能力，為將來更復雜的電路設計打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量給我留下瞭深刻的印象，字跡清晰，圖錶精美，即使是復雜的電路圖也能看得一清二楚。我最關心的是它在“十三五”規劃教材這個定位下，能否真正做到與時俱進，涵蓋數字電路領域最新的技術發展和設計理念。例如，對於一些新興的邏輯器件，或者是一些在現代芯片設計中廣泛應用的架構，不知道這本書是否有提及。我希望它能夠提供一些關於異步邏輯設計、低功耗設計等方麵的探討，這些都是當前電子工程領域非常關注的方嚮。如果實驗部分能夠引入一些比較先進的實驗器材或者仿真軟件，並且提供相應的指導，那就非常棒瞭。我希望這本書不僅僅是一本教材，更能成為一本激發我創新思維、引領我探索更廣闊數字電路世界的引路書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節安排看起來邏輯性很強，從最基本的邏輯門開始，逐步深入到更復雜的組閤邏輯和時序邏輯電路，這種循序漸進的學習方式對於初學者來說非常友好。我尤其關注到書中有關於FPGA的應用內容，這在當今的電子設計領域是非常熱門的技術，能夠學習到相關的知識和實驗，絕對是錦上添花。我希望實驗部分的設計能夠緊跟前沿技術，不僅僅是停留在基礎的74係列芯片，而是能夠接觸到一些現代化的設計工具和平颱，比如Verilog或VHDL語言的實踐。另外，如果書中能包含一些實際的應用案例分析，比如在通信係統、嵌入式係統中的數字電路設計，那會更有啓發性，能夠幫助我們理解理論知識的實際價值，不至於讓學習過程變得枯燥乏味。我對這本書抱有很高的期待，希望它能成為我在數字電路學習道路上的得力助手。