數字電路實驗與EDA技術 9787564124274 東南大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭永貞 著

圖書標籤:

• 數字電路
• EDA
• 實驗
• 東南大學
• 電子工程
• 電路分析
• 數字邏輯
• Verilog
• Quartus
• FPGA

店鋪： 晚鞦畫月圖書專營店

齣版社： 東南大學齣版社

ISBN：9787564124274

商品編碼：29425450249

包裝：平裝

齣版時間：2010-10-01

基本信息

書名：數字電路實驗與EDA技術

定價：30.00元

作者：郭永貞

齣版社：東南大學齣版社

齣版日期：2010-10-01

ISBN：9787564124274

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.359kg

編輯推薦

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內容提要

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該書是《數字電子技術》、《電子技術》等課程的實踐教學指導教材。書中除瞭有一般常用電子測量儀器和數字電子技術常規實驗內容外，還有multisim 10軟件的介紹及其仿真實驗，可編程邏輯電路編程軟件MAx plusⅡ的應用，數字電路課程設計的一般教學過程舉例以及多個課程設計題選。並在實驗項目中安排瞭基礎型和設計應用型等類彆，課程設計的課題類型盡可能做到量多麵廣，以求適應麵更廣。該書可作為工科專業電子技術基礎課程的實踐教學指導用書，也可作為工程技術人員的參考書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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探索微觀世界的奧秘：電子元器件與電路原理的奇妙旅程 這是一部帶領讀者深入探索微觀電子世界，揭示信息時代基石——電子元器件和電路原理的著作。全書以嚴謹的科學態度，結閤生動形象的闡述，旨在為廣大電子工程、計算機科學、自動化等相關專業的學生以及對電子技術充滿好奇的愛好者，構建一個紮實、全麵且富有實踐性的知識體係。我們相信，理解電子的語言，就是掌握未來科技發展的鑰匙。 第一部分：奠定基石——從基本概念到核心理論 本書的開篇，我們將從最基本的電子元器件入手，逐層剝繭，深入剖析它們的工作原理和特性。 第一章：電學基礎與元件初探 電荷、電流與電壓： 在宏觀世界中，我們熟悉力、速度、質量的概念；在微觀的電子世界，電荷的流動構成瞭電流，而驅動電流的“動力”則體現為電壓。本章將以直觀的比喻和嚴謹的定義，闡述這兩個最基本卻又至關重要的概念。我們會探討電荷的性質、電荷的守恒定律，以及電壓的物理意義——它代錶著單位電荷在電場中移動時所做的功。 電阻與歐姆定律： 導體對電流的阻礙作用被稱為電阻。我們將詳細介紹電阻的定義、單位，以及影響電阻大小的因素，如材料的電阻率、導體的長度和橫截麵積。歐姆定律——“在相同溫度下，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比”——將是本章的核心。我們會通過豐富的實例，講解如何應用歐姆定律解決實際問題，理解其在電路分析中的基礎地位。 導體的分類與特性： 並非所有物質都導電。本章將區分導體、半導體和絕緣體，深入探討它們在原子結構和電子行為上的差異，從而解釋為何它們錶現齣不同的導電性。對於半導體，我們將初步介紹其在電子技術中的特殊重要性，為後續深入學習打下基礎。 電容與電感： 這兩種元件是構成復雜電路不可或缺的“積木”。電容通過儲存電荷來發揮作用，其特性由電容量決定；電感則通過儲存磁場能量來抵抗電流的變化。我們將深入探討它們的結構、工作原理，並引入電容和電感的基本公式，為理解交變電路和濾波電路奠定基礎。 功率與能量： 電流做功，消耗能量，産生功率。本章將講解電功率的定義、計算公式，以及能量的單位和轉化形式。理解功率與能量的概念，對於設計和分析電路的能耗、效率至關重要。 第二章：電路基本定律與分析方法 基爾霍夫定律： 電路分析的“兩大支柱”——基爾霍夫電流定律（KCL）和基爾霍夫電壓定律（KVL）。KCL描述瞭節點處電流的分配，體現瞭電荷守恒；KVL則闡述瞭迴路中電壓的變化規律，體現瞭能量守恒。我們將詳細講解這兩個定律的推導過程和應用方法，通過實例演示如何運用它們來求解復雜電路中的電流和電壓。 串聯電路與並聯電路： 最基礎的電路連接方式。本章將分析串聯電路和並聯電路的特點，如總電阻、總電流、各元件電壓和電流的分配規律。理解串並聯電路的等效變換，是進行更復雜電路分析的基礎。 電路的暫態分析： 現實中的電路並非瞬間達到穩定狀態，而是存在一個由瞬時狀態嚮穩態狀態過渡的過程，這便是暫態過程。對於含有電容和電感的電路，暫態分析尤為重要。本章將介紹RC電路和RL電路的充放電過程，分析其時間常數的概念，理解電路響應的動態變化。 正弦穩態電路分析： 現代電力係統和通信係統普遍使用交流電。本章將引入相量法，將正弦函數轉換為復數進行分析，極大地簡化瞭交流電路的計算。我們將探討阻抗、導納的概念，以及交流電路中的功率計算，包括有功功率、無功功率和視在功率。 第二部分：深入探索——關鍵元器件與實用電路 在掌握瞭基本原理後，我們將進一步深入探索那些在現代電子設備中扮演著核心角色的元器件，以及它們構成的實用電路。 第三章：半導體器件基礎 PN結的形成與特性： 半導體器件的核心在於PN結。本章將從材料能帶理論齣發，解釋PN結的形成過程，分析其單嚮導電性，並詳細講解PN結在正嚮偏壓和反嚮偏壓下的伏安特性麯綫。 二極管及其應用： 基於PN結的特性，我們介紹瞭各種類型的二極管，如整流二極管、穩壓二極管、發光二極管（LED）和光電二極管。本章將深入講解它們的結構、工作原理和典型應用，例如在電源電路中的整流、穩壓，以及在顯示和光電檢測中的作用。 晶體管（BJT）的原理與特性： 晶體管是實現信號放大和開關功能的核心元件。本章將詳細介紹雙極結型晶體管（BJT）的結構、工作原理，包括放大區、飽和區和截止區。我們將分析BJT的輸入輸齣特性麯綫，並介紹其作為放大器和開關的應用。 場效應管（MOSFET）的原理與特性： 場效應管（FET）是另一類重要的半導體器件，其特點是輸入阻抗高，功耗低。本章將重點介紹MOSFET的結構、工作原理，包括不同類型的MOSFET（如NMOS、PMOS）以及它們的柵極電壓控製特性。我們將分析MOSFET的輸齣特性麯綫，並介紹其作為放大器和開關的應用。MOSFET在數字電路設計中尤其重要，本章將為其奠定基礎。 第四章：運算放大器及其典型應用 理想運算放大器模型： 運算放大器（Op-Amp）是集成電路中最基本、最強大的組成部分之一，它能夠實現多種模擬信號處理功能。本章將首先介紹理想運算放大器的基本模型，包括無限開環增益、零輸入失調電壓、無限輸入阻抗和零輸齣阻抗等關鍵特性。 基本運算電路： 基於理想運放模型，本章將詳細講解幾種經典的運算電路，如同相比例放大器、反相比例放大器、加法器、減法器、積分電路和微分電路。我們將通過數學推導，清晰地展示這些電路如何實現相應的運算功能。 比較器與滯迴比較器： 運算放大器還可以用作比較器，將兩個輸入信號進行比較。本章將介紹簡單的比較器電路，以及引入滯迴（迴差）功能的滯迴比較器，並分析其在信號判決和波形發生器中的應用。 濾波電路： 濾波是信號處理中的一項基本技術。本章將介紹如何利用運算放大器構建有源濾波器，包括低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器。我們將分析這些濾波器的頻率響應特性，並討論其在信號去噪、信號分離等方麵的作用。 第三部分：實踐與創新——EDA技術與項目設計 理論學習最終要落腳於實踐。本部分將帶領讀者跨越理論的藩籬，走嚮實際的電子係統設計與實現。 第五章：EDA技術概述與基本流程 EDA（Electronic Design Automation）的意義： 隨著電子係統的復雜性不斷增加，手工設計已無法滿足需求。EDA技術應運而生，它利用計算機輔助設計工具，極大地提高瞭電子係統設計的效率和準確性。本章將闡述EDA技術的重要性及其在現代電子設計中的核心地位。 硬件描述語言（HDL）： HDL是EDA設計中的關鍵語言。本章將重點介紹兩種主要的HDL：Verilog和VHDL。我們將講解HDL的基本語法結構，如模塊定義、端口聲明、信號賦值、邏輯運算符等，為後續的學習打下基礎。 EDA設計流程： 本章將概述一個完整的EDA設計流程，從需求分析、邏輯設計、綜閤、布局布綫，到仿真驗證和芯片製造。我們會詳細介紹每個環節的作用和關鍵技術。 仿真技術： 仿真是在實際硬件實現之前，對設計進行功能驗證和性能評估的重要手段。本章將介紹不同類型的仿真，如功能仿真和時序仿真，以及仿真在發現設計錯誤中的重要作用。 第六章：可編程邏輯器件（PLD）與FPGA設計基礎 PLD傢族介紹： 本章將介紹可編程邏輯器件（PLD）的種類，包括CPLD和FPGA。我們將深入講解FPGA（Field-Programmable Gate Array）的內部結構，如查找錶（LUT）、觸發器、分布式RAM和DSP塊等，理解其高度的可重構性和靈活性。 FPGA開發環境與工具鏈： 介紹主流的FPGA開發軟件，如Xilinx Vivado或Intel Quartus。我們將引導讀者熟悉開發環境的基本操作，包括工程創建、HDL代碼編寫、約束文件編寫、綜閤、實現（布局布綫）和下載。 基於HDL的FPGA設計實例： 本章將通過一係列典型的FPGA設計實例，將理論與實踐緊密結閤。例如，我們將設計一個簡單的計數器，一個狀態機控製器，一個簡單的數據通路，以及一個簡單的串行通信接口。每個實例都將包含HDL代碼、約束文件、仿真波形和實現結果的分析。 時序約束與時序分析： 在FPGA設計中，時序性能至關重要。本章將講解時序約束的概念，如何定義時鍾、輸入輸齣延遲等，以及如何進行時序分析，確保設計滿足係統要求。 第七章：數字係統設計與項目實踐 組閤邏輯電路設計： 迴顧並深化組閤邏輯電路的設計方法，包括邏輯函數的化簡（卡諾圖、Quine-McCluskey算法）、門電路實現以及在FPGA中的HDL實現。 時序邏輯電路設計： 深入講解時序邏輯電路的設計，包括觸發器、寄存器、計數器、移位寄存器等。重點在於狀態機的設計方法，包括狀態圖、狀態轉移錶和HDL實現。 存儲器接口設計： 介紹如何設計接口電路來連接外部存儲器，如SRAM、DRAM等，理解存儲器的讀寫時序和接口協議。 嵌入式係統基礎： 簡要介紹嵌入式係統的概念，以及如何在FPGA上實現簡單的處理器內核或連接外設。 綜閤性項目設計： 本章將引導讀者完成一個或多個綜閤性的項目，將前麵所學的知識融會貫通。項目可能包括一個簡單的數字信號處理器、一個圖像處理模塊、一個簡單的通信係統原型等。從需求分析到最終的FPGA實現，讀者將親身體驗整個設計流程，鍛煉解決實際工程問題的能力。 本書通過由淺入深的講解，從最基本的電學概念，到復雜的半導體器件和模擬電路，再到先進的EDA技術和FPGA設計，力求為讀者構建一個完整、係統的電子技術學習路徑。我們鼓勵讀者在學習理論知識的同時，積極動手實踐，利用仿真工具和FPGA開發闆進行驗證，從而真正掌握電子技術的核心知識，為未來的學習和職業發展打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，首先吸引我的是其清晰的章節結構和邏輯編排。作者似乎非常注重內容的係統性和遞進性，從最基礎的邏輯門電路開始，逐步深入到更復雜的組閤邏輯和時序邏輯電路，再到微處理器和FPGA等高級主題。這種由淺入深的學習方式，對於像我這樣的初學者來說，無疑是極大的福音。我最擔心的是理論知識過於枯燥乏味，難以理解，但這本書在這方麵做得相當不錯。它並沒有直接拋齣晦澀難懂的概念，而是通過生動形象的比喻和實例，將抽象的邏輯關係具象化，讓原本可能令人望而生畏的數字邏輯變得易於理解。我尤其對書中關於真值錶、卡諾圖化簡、時序圖分析等內容的講解印象深刻。這些都是數字電路設計中非常基礎但至關重要的工具，書中對此的闡述細緻入微，配以大量的圖示和例題，使得我能夠輕鬆掌握這些方法。而且，書中對EDA技術的融入也讓我眼前一亮。我之前對EDA的認知僅限於聽說過，但書中將EDA工具的使用貫穿於整個實驗教學中，這讓我感到學習過程更加貼近實際工程應用，而不是停留在紙上談兵。我迫不及待地想通過書中的指導，去嘗試使用這些EDA工具，親手設計並模擬齣一些簡單的數字電路。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節劃分和內容組織邏輯性很強，給我的學習帶來瞭極大的便利。我一直覺得學習數字電路需要一個清晰的學習脈絡，而這本書恰好滿足瞭我的需求。它從最基礎的邏輯門電路開始，逐步深入到組閤邏輯、時序邏輯，再到更高級的應用，比如狀態機、存儲器和微處理器結構，最後還介紹瞭FPGA和CPLD等可編程邏輯器件。這種循序漸進的方式，讓我能夠一步一個腳印地打牢基礎，避免瞭因為概念不清而産生的後續理解障礙。我特彆喜歡書中對一些經典數字電路的詳細講解，比如全加器、觸發器、計數器等，書中不僅給齣瞭它們的原理圖和邏輯功能，還深入分析瞭它們的構成和工作過程。更重要的是，這本書強調瞭EDA技術的應用，這讓我對學習過程充滿瞭期待。我知道在實際的電子工程領域，EDA工具是必不可少的。書中將EDA工具的使用融入到實驗教學中，我相信這能幫助我更好地將理論知識轉化為實踐能力，掌握如何使用EDA工具進行電路的設計、仿真和實現。我非常期待書中能夠提供詳細的EDA工具使用教程，包括各種命令和操作步驟，這樣我就可以跟著書中的指引，親手體驗數字電路設計的全過程。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計雖然簡潔，但色彩的搭配和排版上卻透露齣一種嚴謹與專業的氣息。拿到手裏，紙張的質感也相當不錯，拿在手中不會顯得廉價，翻閱時也沒有刺鼻的油墨味，這對於長時間閱讀來說是相當重要的一個細節。我之所以選擇這本書，很大程度上是因為我對數字電路這門學科一直抱有濃厚的興趣，但又苦於沒有係統性的學習途徑。市麵上有很多相關的教材，但我總覺得它們要麼過於理論化，要麼操作性不強。而這本《數字電路實驗與EDA技術》的標題，恰恰擊中瞭我的需求點——它不僅涵蓋瞭基礎的理論知識，更強調瞭實驗和EDA（Electronic Design Automation）技術的應用，這讓我看到瞭一條能夠將理論與實踐相結閤的學習路徑。尤其“EDA技術”這幾個字，讓我對這本書充滿瞭期待。我知道EDA技術在現代電子工程領域扮演著至關重要的角色，掌握它意味著能夠更高效、更靈活地進行電路設計和驗證。我希望這本書能夠帶領我從零開始，循序漸進地瞭解EDA工具的使用，掌握基本的數字電路設計流程，並能夠通過實驗來鞏固和深化理解。我非常期待書中能有詳細的實驗步驟和相應的代碼示例，這樣我就可以跟著書中的指引，自己動手搭建和調試電路，親身體驗數字電路的神奇之處。

評分☆☆☆☆☆

這本書的另一大亮點在於其豐富的實驗設計和實踐指導。我購買這本書的主要目的就是想通過動手實踐來加深對數字電路理論知識的理解，而這本書在這方麵完全沒有讓我失望。書中提供瞭大量精心設計的實驗項目，這些實驗涵蓋瞭從最基礎的邏輯門功能驗證，到中等難度的組閤邏輯電路（如加法器、譯碼器）的實現，再到更具挑戰性的時序邏輯電路（如寄存器、計數器）的構建。最讓我感到驚喜的是，書中不僅僅是給齣瞭實驗的原理和目的，更重要的是提供瞭詳細的步驟指導，甚至包括瞭所需的元器件清單、電路原理圖以及關鍵的EDA工具操作流程。我非常期待書中能夠提供詳細的代碼示例，無論是Verilog還是VHDL，這樣我就可以直接參考並嘗試修改，快速上手。我一直認為，理論學習與實際操作相結閤是學習任何技術最有效的方式，而這本書正是這樣做的典範。通過書中的實驗，我不僅能夠驗證書本上的理論知識，更重要的是能夠鍛煉我的動手能力、解決問題的能力以及對EDA工具的熟練度。我相信，通過完成書中的一係列實驗，我能夠對數字電路的設計與實現有一個更加全麵和深入的認識，為我將來從事相關領域的工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

從排版和印刷質量來說，這本書給我留下瞭非常好的印象。封麵設計專業且具有吸引力，書本的整體尺寸也很適閤攜帶和閱讀。紙張的質量上乘，印刷清晰，即使是復雜的電路圖和時序圖也能被清晰地呈現齣來，這對於理解書中的內容至關重要。我注意到書中大量使用瞭圖示和錶格，這些視覺化的元素極大地幫助瞭我理解抽象的數字電路概念。例如，在講解組閤邏輯和時序邏輯電路時，書中提供的邏輯圖、真值錶、時序圖等都非常直觀，能夠幫助我快速把握電路的工作原理。而且，書中對於EDA工具的講解也配有大量的截圖，這對於初學者來說非常友好，能夠清晰地指引我們如何操作軟件。這一點尤其重要，因為EDA工具的功能往往比較復雜，如果沒有直觀的操作指導，很容易讓人感到無從下手。我之前也嘗試過閱讀一些數字電路方麵的資料，但很多書中的圖例模糊不清，或者EDA工具的使用說明語焉不詳，導緻學習過程效率低下。而這本書在這方麵做得非常到位，我感覺自己能夠很輕鬆地跟著書中的步驟進行學習和實踐。