数字电子电路及其EDA技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王艳芬 著

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• 集成电路

店铺： 炫丽之舞图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122006714

商品编码：29564853506

包装：平装

出版时间：2007-07-01

基本信息

书名：数字电子电路及其EDA技术

定价：24.00元

作者：王艳芬

出版社：化学工业出版社

出版日期：2007-07-01

ISBN：9787122006714

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

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编辑推荐

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内容提要

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本书突出了高职高专特色，在广泛吸收教学经验和教学成果的基础上，从实际应用角度出发，结合高职课程体系重新整合，突出重点，以够用实用为原则，在课程内容上，围绕数字电子技术、EDA技术与数字系统设计三大主题，体现了“数字电子技术应用”和“数字系统EDA设计”的核心技能。
全书共分9个课题，包括数字电路的认识、EDA技术入门、VHDL硬件描述语言、组合逻辑电路分析与设计、触发器及其应用、时序逻辑电路分析与设计、半导体存储器、A／D、D／A转换、数字电路及其EDA技术课程设计等。
每个课题前都有一个实训，教师可以在课题讲解前进行演示操作，以引发学生的学习兴趣，在课题内容学习后，又可作为学生的实操技能训练项目。每个课题后还附有思考与练习题。
本书可作为高职、高专与成人教育电子技术、电子信息、机电类相关专业教材，也可供有关专业人员参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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现代信息处理的基石：从逻辑门到集成电路的演进与应用 在这个信息爆炸的时代，我们赖以生存和发展的一切，都离不开背后强大的数字处理能力。从我们手中握着的智能手机，到支撑互联网运行的庞大数据中心，再到操控精密工业设备的自动化系统，数字电子电路构成了这一切的底层逻辑和硬件基础。它是一门将抽象的逻辑运算转化为物理电路实现的学科，更是现代电子信息技术不可或缺的驱动力。 一、 数字电子电路：逻辑的语言，电路的实现 数字电子电路的核心在于“数字”这一概念。与模拟电路处理连续变化的信号不同，数字电路只关心两种状态：高电平（通常代表“1”）和低电平（通常代表“0”）。这种二值化的特性，使得电路的逻辑运算和信息存储变得异常可靠和高效。 1. 基本逻辑门：构建数字世界的砖石 一切复杂的数字逻辑都源于最基本的逻辑门。这些逻辑门是实现特定逻辑功能的最小硬件单元，它们接收一个或多个二进制输入信号，并根据预设的逻辑规则产生一个二进制输出信号。 “与”门（AND gate）：当且仅当所有输入都为“1”时，输出才为“1”。就像一个串联的开关，只有全部闭合，电流才能通过。 “或”门（OR gate）：只要有任意一个输入为“1”，输出就为“1”。如同一个并联的开关，任何一个闭合，灯都会亮。 “非”门（NOT gate）：输入为“0”时，输出为“1”；输入为“1”时，输出为“0”。它负责信号的翻转。 “与非”门（NAND gate）：是“与”门和“非”门的组合，输出是“与”门输出的“非”。 “或非”门（NOR gate）：是“或”门和“非”门的组合，输出是“或”门输出的“非”。 “异或”门（XOR gate）：当输入信号不相同时，输出为“1”；输入信号相同时，输出为“0”。在实现加法、比较等运算中发挥重要作用。 这些基本逻辑门可以像乐高积木一样，通过不同的组合和连接，构建出实现各种复杂功能的电路。例如，将多个“与”门和“或”门组合起来，可以实现算术逻辑单元（ALU），负责计算机中的加、减、乘、除等运算。 2. 组合逻辑电路：瞬时响应的决策者 组合逻辑电路的特点是，其输出信号仅取决于当前所有输入信号的组合，不受过去输入状态的影响。这些电路负责根据输入条件做出即时决策。 编码器（Encoder）：将一组输入信号转换为另一组少数的输出信号，例如将十进制数字编码成二进制。 译码器（Decoder）：与编码器相反，将少数的输入信号扩展成更多的输出信号，常用于选择存储器中的特定单元或控制外围设备。 多路选择器（Multiplexer, MUX）：根据选择信号，从多个输入信号中选择一个，将其传递给输出。就像一个信号的“指挥官”。 全加器（Full Adder）：是实现二进制加法的基础单元，可以对两个输入的位和一个来自低位的进位进行相加，产生一个和位和一个进位。 通过这些组合逻辑电路，我们可以构建出实现数据选择、地址解码、算术运算等功能的模块，为更高级的数字系统奠定基础。 3. 时序逻辑电路：记忆与状态的传承者 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还与电路 past 状态（即之前的输入信号序列）有关。这意味着时序逻辑电路具有“记忆”功能，能够存储信息。 触发器（Flip-flop）：是最基本的时序逻辑单元，能够存储一个比特（bit）的信息。它有不同的类型，如D触发器、JK触发器、SR触发器，它们在接收到时钟信号时，会根据当前的输入和自身状态来更新存储的值。触发器是构建各种存储单元的核心。 寄存器（Register）：是若干个触发器的集合，能够存储多个比特的信息，例如8位、16位或32位的字。寄存器是CPU中用于临时存放数据和指令的重要部件。 计数器（Counter）：是一类特殊的时序电路，其输出状态能按照一定的顺序（如二进制递增、递减）进行循环。计数器常用于定时、分频、产生时钟序列等。 移位寄存器（Shift Register）：能够将存储在其中的数据逐位地向左或向右移动。移位寄存器在串并转换、数据延迟、流水线操作等场景中有广泛应用。 时序逻辑电路赋予了数字系统“记忆”和“时间”的概念，使得数据可以被存储、传递和处理，这是构建复杂计算系统的关键。 二、 集成电路（IC）：微缩的智慧，无处不在的力量 将海量的逻辑门、触发器、寄存器等基本单元，通过半导体工艺集成在一块小小的硅片上，就形成了集成电路（Integrated Circuit, IC）。集成电路极大地 miniaturized 了电子设备，提高了性能，降低了功耗和成本，从而推动了电子技术的飞速发展。 1. 微处理器（Microprocessor）：数字计算的大脑 微处理器是集成电路中最具代表性的例子，它是计算机的中央处理器（CPU）的核心。它集成了大量的逻辑单元，能够执行指令集中的各种指令，完成复杂的计算和控制任务。现代微处理器内部集成了数百万甚至数十亿个晶体管，能够每秒执行数十亿次操作。 2. 存储器（Memory）：信息的仓库 存储器集成电路用于存储数字信息，包括程序指令和数据。主要分为两大类： 随机存取存储器（RAM, Random Access Memory）：读写速度快，但断电后数据会丢失。常用于CPU的缓存和工作内存。 只读存储器（ROM, Read-Only Memory）：在生产时写入数据，断电后数据不丢失。常用于存储启动程序（BIOS）或固件。 3. 专用集成电路（ASIC, Application-Specific Integrated Circuit）：为特定应用而设计的集成电路，性能高、功耗低，但开发成本高，适用于大规模生产。例如，手机中的通信芯片、游戏机中的图形处理器等。 4. 现场可编程门阵列（FPGA, Field-Programmable Gate Array）：一种具有高度灵活性和可配置性的集成电路。用户可以在芯片生产完成后，通过编程来定义其内部逻辑功能。FPGA适用于原型开发、小批量生产以及对逻辑功能有频繁更新需求的场景。 三、 数字电子电路的应用：塑造现代生活的方方面面 数字电子电路的强大功能使其渗透到现代社会的各个角落，深刻地改变着我们的生活方式和工作模式。 计算机与通信：从个人电脑到智能手机，从服务器到网络设备，数字电子电路是信息处理和通信的核心。它们负责执行程序、处理数据、传输信号，支撑着整个数字世界的运转。 消费电子产品：电视、音响、相机、游戏机等各种电子产品，都离不开数字电子电路的精密控制和信号处理。 工业自动化与控制：在工厂车间，数字电路控制着机器人、生产线、传感器和执行器，实现了高效、精准的自动化生产。 汽车电子：现代汽车集成了大量的电子控制单元（ECU），它们负责发动机管理、安全系统、娱乐系统、导航等，而这些ECU都基于数字电子电路。 医疗设备：从诊断仪器到治疗设备，数字电子电路在医学领域发挥着越来越重要的作用，提高了诊断的准确性和治疗的有效性。 航空航天：在精密复杂的航空航天领域，数字电子电路提供了可靠的导航、控制和通信系统。 四、 学习与探索：理解数字世界的奥秘 深入理解数字电子电路，意味着掌握了现代信息处理的底层语言。它不仅是电子工程、计算机科学等相关专业的必修课，更是对我们理解现代科技、参与未来创新至关重要的一步。从最基本的逻辑门原理，到复杂的集成电路设计，每一个环节都充满了智慧和挑战，等待着有志探索者去发掘和应用。通过对这些基本原理的掌握，我们才能更好地理解和利用我们周围日益复杂的数字世界，并为未来的技术革新贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对数字电路和EDA技术充满好奇的爱好者，我一直渴望找到一本既能深入浅出讲解理论，又能切实指导实践的书籍。最近有幸接触到了《数字电子电路及其EDA技术》，虽未能深入研读，但仅仅从书本的装帧、目录设计以及一些零散的章节浏览，就足以让我对其内容产生浓厚的兴趣和美好的期待。我最期待的是它能在EDA（电子设计自动化）技术方面有独到的见解，毕竟在当今电子设计领域，EDA工具的使用已经成为了不可或缺的核心技能。我希望这本书能够详细介绍主流的EDA软件，例如Cadence、Synopsys、Mentor Graphics等，并能结合实际案例，展示如何利用这些工具完成电路的设计、仿真、验证以及逻辑综合等关键流程。我对书中关于FPGA（现场可编程门阵列）设计的部分尤其感兴趣，希望能看到如何使用Verilog或VHDL语言描述硬件，以及如何将这些描述转化为可在FPGA上实现的配置比特流。此外，书中对于数字信号处理（DSP）在FPGA上的实现，或者高级逻辑设计技巧，如时序约束、低功耗设计等方面的探讨，也希望能有详实的篇幅。我理解一本好的技术书籍，其价值不仅在于知识的传授，更在于能否激发读者的思考和创新，我期待这本书能做到这一点。

评分☆☆☆☆☆

作为一名经验丰富的数字电路工程师，我一直在寻找能够帮助我紧跟行业发展步伐、拓展技术储备的图书。《数字电子电路及其EDA技术》这本书，从其标题和初步的了解来看，似乎能满足我的需求。我非常看重书中对新型数字逻辑设计方法的探讨，比如基于高层次综合（HLS）的设计流程，它允许工程师使用C/C++等高级语言来描述硬件，极大地提高了设计效率。我希望书中能提供实际的HLS设计案例，展示如何将C++代码有效地转换为RTL（寄存器传输级）代码，以及如何进行HLS工具的性能优化。此外，对于新兴的RISC-V指令集架构，我非常期待书中能有相关的章节，介绍RISC-V的特点、指令集以及如何在FPGA或ASIC（专用集成电路）上实现RISC-V处理器核。书中关于低功耗设计技术，例如动态电压频率调节（DVFS）、门控时钟、电源门控等，以及它们在EDA工具中的实现方式，也引起了我的极大关注。我希望书中能深入分析这些技术的原理和应用场景，并提供相应的EDA流程指导，帮助我设计出更具竞争力的产品。

评分☆☆☆☆☆

作为一个电子设计初学者，我常常感到无从下手，对于复杂的概念和工具感到畏惧。《数字电子电路及其EDA技术》这本书，我希望能够成为我入门的“指路明灯”。我希望能看到书中以最易懂的方式讲解数字电子电路的基本概念，比如逻辑门、触发器、寄存器、计数器等，并辅以大量的图示和简单的示例。在EDA技术方面，我期待书中能详细介绍如何安装和使用一些入门级的EDA工具，例如ISE/Vivado（Xilinx）或者Quartus（Intel）等FPGA开发套件，并能带领我一步一步完成第一个FPGA项目，从硬件描述语言（HDL）的编写到下载配置。书中关于数电基础概念的应用，例如如何利用组合逻辑和时序逻辑实现简单的计算器、LED闪烁控制等，也希望能有详细的步骤讲解。我希望这本书能够培养我的逻辑思维能力，让我能够将抽象的数字逻辑概念转化为实际可运行的电路，并在这个过程中，逐步建立起对EDA技术的信心。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校的电子工程专业学生，目前正在学习数字逻辑设计课程，并对未来的职业发展方向感到一些迷茫。我一直希望能找到一本能够帮助我巩固课堂知识，同时又能为我打开更广阔视野的书。虽然我还未完全通读《数字电子电路及其EDA技术》，但初步翻阅后，我被其严谨的学术风格和前沿的技术内容所吸引。我特别关注书中关于异步电路设计的部分，因为这通常是许多入门教材中涉及较少但又至关重要的内容。异步电路在某些特殊应用场景下，能够提供比同步电路更高的性能和更低的功耗，我希望这本书能详细讲解异步电路的设计原理、时序分析以及常见的异步状态机设计模式。同时，书中EDA技术部分，我希望能看到一些关于形式化验证的介绍，例如模型检测或定理证明等技术，了解如何利用这些高级技术来确保设计的正确性。另外，我对书中可能涉及的超大规模集成电路（VLSI）设计流程，特别是物理设计阶段，例如布局布线、时钟树综合以及功耗分析等方面的技术细节有着浓厚的兴趣，希望能借此书加深理解。

评分☆☆☆☆☆

我在业余时间喜欢钻研各种电子技术，尤其是数字逻辑和微控制器相关的知识。我一直在寻找一本能够将数字电子电路的理论基础与现代EDA工具的实际应用紧密结合起来的书籍。《数字电子电路及其EDA技术》似乎正是我所需要的。我特别希望能从书中学习到关于数字系统验证和测试的先进方法。比如，UVM（Universal Verification Methodology）作为一种强大的验证平台，我希望书中能详细介绍其架构、关键组件以及如何用UVM构建高效的验证环境。另外，对于一些常见的数字电路故障模型，以及如何利用EDA工具进行可测试性设计（DFT）和故障仿真，我也非常感兴趣。书中在嵌入式系统设计方面的相关内容，尤其是如何将FPGA或ASIC与微处理器相结合，实现复杂的嵌入式系统功能，也令我十分期待。我希望能看到书中关于硬件加速、总线接口设计以及操作系统在嵌入式FPGA上的移植等方面的实际案例。