数字电子技术实验与仿真/高等学校电气工程及其自动化专业应用型本科系列规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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唐明良，张红梅 著

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• 应用型本科
• 高等学校教材
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• 逻辑电路

店铺： 广影图书专营店

出版社： 重庆大学出版社

ISBN：9787562480099

商品编码：29705783284

包装：平装

出版时间：2014-03-01

基本信息

书名:数字电子技术实验与仿真/高等学校电气工程及其自动化专业应用型本科系列规划教材

定价：26.00元

售价：17.7元,便宜8.3元,折扣68

作者:唐明良,张红梅

出版社：重庆大学出版社

出版日期：2014-03-01

ISBN：9787562480099

字数：

页码：151

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《数字电子技术实验与仿真》是根据高等院校工科专业数字电子技术实验课程的要求，为加强学生实践能力和培养学生综合能力、创新能力而编写的。内容分为4章：章是实验基础知识；第2章是Muhisim10的使用；第3章是基础实验，每个实验包括：实验目的、实验原理、Multisim10仿真实验预习、实验室操作实验、Multisim10仿真拓展性实验、实验注意事项等；第4章是数字电子技术课程设计，介绍了课程设计基础及方法、设计范例、参考题目等内容。
　　《数字电子技术实验与仿真》体系新颖、内容实用、可操作性强，适应当前高校实验教学需要。可作为理工科电类与非电类专业数字电子技术实验教材，也可供自学者和相关专业工程技术人员参考。

目录

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章 实验基础知识
1.1 实验的基本过程
1.2 数字电路实验箱使用介绍
1.3 布线与故障排除
1.4 数字集成电路使用知识
1.5 数字逻辑电路的测试方法

第2章 Muhisim 10使用介绍
2.1 Multisim 10系统简介
2.2 Multisim 10的基本界面
2.3 Muhisim 10电路创建基础
2.4 Muhisim 10常用数字电路实验仪器仪表使用

第3章 基础实验
3.1 实验1：集成门电路逻辑功能测试
3.2 实验2：用小规模集成电路设计组合逻辑电路
3.3 实验3：译码器及其应用
3.4 实验4：数据选择器及其应用
3.5 实验5：触发器
3.6 实验6：移位寄存器功能测试及应用
3.7 实验7：计数器逻辑功能测试及应用
3.8 实验8：555定时器
3.9 实验9：数模转换器测试
3.10 实验10：模数转换器测试

第4章 数字电子技术课程设计
4.1 数字电子技术课程设计基础及方法
4.2 课程设计报告及评分标准
4.3 设计范例——四人智力竞赛抢答器的设计
4.4 数字电子技术课程设计参考题目
4.5 实验报告和课程设计报告

附录
附录1 TTL集成电路常识
附录2 芯片管脚及功能介绍
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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章 实验基础知识
1.1 实验的基本过程
1.2 数字电路实验箱使用介绍
1.3 布线与故障排除
1.4 数字集成电路使用知识
1.5 数字逻辑电路的测试方法

第2章 Muhisim 10使用介绍
2.1 Multisim 10系统简介
2.2 Multisim 10的基本界面
2.3 Muhisim 10电路创建基础
2.4 Muhisim 10常用数字电路实验仪器仪表使用

第3章 基础实验
3.1 实验1：集成门电路逻辑功能测试
3.2 实验2：用小规模集成电路设计组合逻辑电路
3.3 实验3：译码器及其应用
3.4 实验4：数据选择器及其应用
3.5 实验5：触发器
3.6 实验6：移位寄存器功能测试及应用
3.7 实验7：计数器逻辑功能测试及应用
3.8 实验8：555定时器
3.9 实验9：数模转换器测试
3.10 实验10：模数转换器测试

第4章 数字电子技术课程设计
4.1 数字电子技术课程设计基础及方法
4.2 课程设计报告及评分标准
4.3 设计范例——四人智力竞赛抢答器的设计
4.4 数字电子技术课程设计参考题目
4.5 实验报告和课程设计报告

附录
附录1 TTL集成电路常识
附录2 芯片管脚及功能介绍
参考文献

《电子系统设计与实践》 教材简介 本教材面向高等学校电子信息类、自动化类专业应用型本科生，旨在系统性地介绍电子系统的基本原理、设计方法、关键技术以及在实际应用中的实现。本书内容紧密结合现代电子技术发展的趋势和工程实践的需求，强调理论与实践相结合，通过大量的实例分析和仿真演示，帮助学生掌握电子系统的设计、调试和优化能力，为未来从事相关领域的工程技术工作奠定坚实的基础。 第一章 电子系统概述 本章首先对电子系统的概念、分类及其在现代社会中的重要作用进行阐述。通过介绍不同类型的电子系统，如通信系统、控制系统、信息处理系统、消费电子产品等，帮助学生建立对电子系统整体的宏观认识。接着，深入分析电子系统设计的层次结构，从系统级、模块级到器件级，讲解不同层次的设计目标和方法。重点介绍电子系统设计的通用流程，包括需求分析、方案设计、详细设计、电路实现、系统集成、测试与调试、以及维护与升级等环节，让学生对电子系统开发的整个生命周期有清晰的了解。此外，本章还将讨论影响电子系统性能的关键因素，如功耗、速度、精度、可靠性、成本等，并简要介绍如何在设计过程中权衡和优化这些因素。最后，通过分析几个典型的电子系统案例，如手机、数字电视、嵌入式控制器的设计，使学生能够初步体会到电子系统设计的复杂性和趣味性。 第二章 信号与系统基础 本章是理解电子系统工作原理的核心。首先，详细介绍连续时间信号和离散时间信号的各种类型，包括周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号、冲激信号、阶跃信号等，并讲解其数学表示方法。接着，引入傅里叶级数和傅里叶变换的概念，阐述信号的频谱特性，以及如何通过频谱分析理解信号的频率成分，为后续的滤波、调制解调等章节奠定基础。然后，系统讲解线性时不变（LTI）系统的基本概念、特性和描述方法，包括卷积积分/和、系统函数、频率响应等。通过分析一阶、二阶系统的暂态响应和稳态响应，让学生理解系统对不同信号的反应规律。此外，本章还将介绍采样定理，解释连续信号如何离散化，以及离散信号与连续信号之间的转换关系，这对于理解数字信号处理至关重要。最后，通过一些基础电路（如RC、RL、RLC电路）的分析，将抽象的信号与系统理论与具体的电路实现联系起来，加深学生对基本概念的理解。 第三章 模拟电路设计与分析 本章聚焦于模拟电子电路的基本构成和设计方法。首先，详细介绍半导体器件，如二极管、双极结型晶体管（BJT）、场效应晶体管（FET）的工作原理、伏安特性曲线及其在电路中的应用。接着，深入讲解放大电路的设计，包括单级放大电路（共射、共集、共基组态）和多级放大电路的设计，重点阐述放大电路的电压增益、电流增益、输入阻抗、输出阻抗和带宽等关键参数的计算与优化。然后，讨论反馈放大电路的原理，介绍负反馈和正反馈对放大电路性能的影响，以及实现反馈的方法，并重点分析电压串联、电流串联、电压并联、电流并联四种基本反馈组态。随后，介绍多谐振荡电路、RC正弦波振荡电路、LC振荡电路等各类振荡器的设计原理和稳定性分析。此外，本章还将讲解滤波器电路的设计，包括有源滤波器和无源滤波器，介绍低通、高通、带通、带阻滤波器的基本结构和设计步骤。最后，通过对运放（Operational Amplifier）的深入剖析，介绍其理想模型、各种基本运算电路（如加法器、减法器、积分器、微分器）以及它们在信号处理和控制系统中的应用。 第四章 数字电路设计与逻辑分析 本章旨在为学生提供数字电路设计的基础知识和实践技能。首先，系统介绍二进制数、BCD码、ASCII码等编码系统，以及逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的功能和逻辑表达式。接着，深入讲解布尔代数的基本定律和定理，以及如何利用卡诺图（Karnaugh Map）进行逻辑函数的化简，以获得最简化的逻辑电路。然后，详细介绍组合逻辑电路的设计，包括编码器、译码器、多路选择器、数据分配器、加法器、减法器等典型电路的功能和实现方法。之后，重点讲解时序逻辑电路的设计，包括触发器（D触发器、JK触发器、T触发器、SR触发器）的工作原理及其电路构成，以及基于触发器构建的寄存器、计数器（同步、异步）、移位寄存器等。本章还将介绍有限状态机（Finite State Machine, FSM）的概念，包括状态图、状态表、状态方程，以及如何设计有限状态机控制器。最后，通过分析一些常见的数字系统应用，如数字显示、简单的微处理器数据通路等，展示数字逻辑设计的实际价值。 第五章 微处理器与微控制器系统 本章将介绍微处理器和微控制器作为现代电子系统核心的原理和应用。首先，深入讲解微处理器的基本结构，包括CPU、内存、输入/输出接口等，以及指令集、流水线、中断等关键概念。然后，介绍微控制器的架构，强调其集成度和在嵌入式系统中的优势。接着，详细讲解微处理器的指令周期、数据通路和控制单元的工作流程，以及如何通过汇编语言编写程序来控制微处理器执行任务。本章还将重点介绍中断系统，包括中断向量、中断服务程序（ISR）的设计和中断优先级管理。然后，介绍微控制器常见的接口技术，如GPIO（通用输入/输出）、UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路总线）等，并讲解它们的通信协议和应用方式。此外，还将涉及ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）的原理及其在数据采集和输出中的作用。最后，通过讲解几个典型的嵌入式系统应用案例，如传感器数据采集系统、电机控制系统、简单的通信模块等，让学生了解微处理器和微控制器在实际工程中的部署和开发过程。 第六章 可编程逻辑器件（PLD）与FPGA 本章介绍可编程逻辑器件（PLD）和现场可编程门阵列（FPGA）作为实现复杂数字逻辑的强大工具。首先，介绍PLD的基本概念和发展历程，包括PROM、EPROM、EEPROM、PAL、GAL等，并讲解它们的工作原理和应用范围。接着，将重点放在FPGA的设计流程，包括硬件描述语言（HDL）如Verilog或VHDL的学习。本章将详细介绍HDL的基本语法、数据类型、运算符、过程语句、并发语句等，以及如何使用HDL描述组合逻辑和时序逻辑电路。然后，讲解FPGA的内部结构，包括查找表（LUT）、触发器、布线资源、I/O块等，以及这些资源如何映射HDL代码。接着，介绍FPGA的设计流程，包括代码编写、综合（Synthesis）、布局布线（Place and Route）、时序分析（Timing Analysis）以及比特流文件的生成。本章还将讨论FPGA在系统级设计中的应用，如实现数字信号处理算法、通信协议栈、嵌入式处理器等。最后，通过几个实际的FPGA设计实例，如简单的计数器、状态机控制器、数据通路等，帮助学生掌握使用FPGA进行电子系统设计的实践技能。 第七章 信号处理基础与应用 本章将介绍信号处理的基本概念和在电子系统中的重要应用。首先，回顾离散时间信号和系统，并引入数字信号处理（DSP）的基本原理。接着，详细讲解数字滤波器的设计，包括FIR（有限脉冲响应）滤波器和IIR（无限脉冲响应）滤波器，介绍它们的特性、设计方法（如窗函数法、频率采样法、双线性变换法）以及在实际系统中的应用。然后，介绍离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）算法，阐述其在频谱分析、信号识别等方面的强大功能，并给出FFT在实际中的应用示例。此外，本章还将介绍抽取（Decimation）和插值（Interpolation）的概念，以及它们在改变信号采样率时的作用。然后，讨论通信系统中的调制解调技术，包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相移键控（PSK）、正交幅度调制（QAM）等，介绍它们的原理和在数据传输中的应用。最后，本章还将简要介绍其他重要的信号处理技术，如自适应滤波、小波变换等，为学生进一步深入学习奠定基础。 第八章 通信系统基础 本章将为学生构建对通信系统整体的认识。首先，介绍通信系统的基本组成部分，包括信源、信宿、信道、调制器、解调器、编码器、解码器等，并阐述它们在通信过程中的作用。接着，详细讲解模拟通信系统的原理，包括模拟信号的调制（AM, FM, PM）和解调，以及它们的优缺点。然后，引入数字通信系统的概念，介绍数字信号的表示、编码（如PCM）和信道编码（如海明码、卷积码）用于提高传输的可靠性。重点讲解数字调制技术，包括ASK, FSK, PSK, QAM等，分析它们的频谱效率和抗噪声能力。本章还将深入探讨信道模型，如加性高斯白噪声（AWGN）信道，以及如何通过信噪比（SNR）来衡量信道质量。此外，介绍采样和量化在数字通信中的重要性，以及它们对信号保真度的影响。最后，通过分析几个典型的通信系统应用，如电话通信、无线通信、卫星通信等，让学生理解通信技术在现代社会中的广泛应用。 第九章 控制系统基础 本章旨在为学生提供控制系统设计的入门知识。首先，介绍自动控制系统的基本概念、组成和分类（开环与闭环）。重点讲解闭环反馈控制系统的原理，分析反馈在提高系统稳定性、鲁棒性和精度方面的作用。然后，介绍传递函数（Transfer Function）和状态空间方程（State-Space Representation）两种描述线性系统的方法，并讲解如何从系统物理模型推导出这些数学模型。接着，深入讨论系统的时域响应和频域响应分析，包括单位阶跃响应、瞬态响应、稳态误差，以及频率响应、幅相特性曲线（Bode图）等，并讲解如何通过这些分析来评估系统的性能。本章还将介绍PID（比例-积分-微分）控制器的工作原理、参数整定方法及其在各种工业控制应用中的广泛使用。此外，还将简要介绍根轨迹（Root Locus）和Nyquist稳定性判据等更高级的稳定性分析方法。最后，通过几个典型的控制系统实例，如伺服系统、温度控制系统、机器人手臂控制等，帮助学生理解控制系统在实现自动化和智能化方面的关键作用。 第十章 嵌入式系统开发与应用 本章将聚焦于嵌入式系统这一在现代电子设备中无处不在的领域。首先，对嵌入式系统的概念、特点（专用性、实时性、低功耗、高集成度）和组成进行阐述。接着，详细介绍嵌入式系统的硬件平台，包括微处理器/微控制器、存储器、外围接口、传感器和执行器等。然后，重点讲解嵌入式软件的开发流程，包括嵌入式操作系统（如Linux, RTOS）的选择与移植、驱动程序的设计、应用程序的开发以及调试技术。本章还将介绍嵌入式系统的通信协议，如CAN、Ethernet、USB等，以及它们在不同应用中的作用。此外，还将讨论嵌入式系统的功耗管理、实时性保障以及安全性设计等关键问题。最后，通过讲解多个典型的嵌入式系统应用案例，如智能家居、汽车电子、工业自动化、医疗设备等，让学生深刻理解嵌入式系统在提升产品智能化和用户体验方面的巨大潜力。 第十一章 仿真技术在电子系统设计中的应用 本章将重点介绍仿真技术在电子系统设计中的重要性和应用方法。首先，阐述仿真技术在电子系统设计流程中的关键作用，包括方案验证、性能预测、故障分析、降低研发成本等。接着，介绍几种主流的电子系统仿真软件，如SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）系列仿真器（如Multisim, PSpice）用于模拟电路的仿真，以及MATLAB/Simulink、ModelSim等用于数字系统和系统级仿真的工具。本章将详细讲解如何使用这些仿真工具建立电路模型、设置仿真参数、运行仿真并分析仿真结果。重点介绍SPICE仿真器的基本操作，如搭建电路、选择元器件模型、设置激励源、进行直流分析、交流分析、瞬态分析等。然后，介绍Simulink在系统建模和仿真方面的强大功能，包括搭建模块库、创建信号流、进行系统级仿真以及结果可视化。此外，还将简要介绍Verilog/VHDL仿真在数字逻辑验证中的应用。最后，通过一些具体的仿真案例，如放大电路的频率响应仿真、数字滤波器的性能仿真、简单的微控制器系统的行为仿真等，让学生掌握利用仿真技术来辅助电子系统设计和调试的实用技能。 第十二章 现代电子技术发展趋势 本章将对当前和未来电子技术的发展方向进行展望。首先，介绍物联网（IoT）技术及其在智能设备、智能城市、工业互联网等领域的应用，重点讨论IoT系统所需的传感器、通信技术、数据处理和安全挑战。接着，深入探讨人工智能（AI）和机器学习（ML）在电子系统中的融合，如智能传感器、智能识别、自主控制等。然后，介绍人工智能硬件加速器（如GPU、ASIC）的设计和应用。此外，本章还将讨论低功耗设计、无线充电技术、柔性电子、可穿戴设备等前沿技术。最后，本章将对半导体工艺的进步、新材料的应用以及新兴电子技术（如量子计算、生物电子学）的潜在影响进行探讨，激发学生的学习兴趣和对未来电子技术发展的思考。 本书力求内容翔实、逻辑清晰、图文并茂，并辅以大量的实例分析和仿真指导，旨在为读者提供一个全面而深入的学习平台。通过学习本书，学生不仅能够掌握电子系统的基本理论和设计方法，更能培养独立解决工程问题的能力，为将来在电子信息和自动化领域的职业生涯打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我关注这本书的另一个角度，是它的“规划”性质，作为某个专业系列教材的一部分，它必然肩负着为后续课程打下坚实基础的重任。这意味着它在知识的深度和广度上需要有一个很好的平衡。我特别想知道，它在处理二进制运算和数据表示时，是如何组织内容的。是先讲补码，还是先讲原码？在讲解多位加法器时，书中是否会详细解析进位传播延迟带来的问题，并引出先行进位等优化结构？对于一些在实际工程中很常见的计数器设计（比如需要清零、置位、分频等复杂控制逻辑的计数器），我希望书里提供的设计流程是系统化的，而不是零散的技巧集合。此外，如果书中能对一些经典的数字电路设计范式（如有限状态机的不同编码方式、流水线设计的基本概念）进行深入的剖析和比较，帮助我们理解不同设计选择背后的权衡（Trade-offs），那就非常符合我这个正在摸索设计方法的学习者的需求了。我需要的是一套能够系统构建起我数字设计思维的框架，而不是一堆孤立的知识点。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，现在很多教材的“仿真”部分都显得很鸡肋，往往只是简单地画出逻辑门的输入输出波形，然后就草草收场，根本没有体现出数字系统调试的复杂性。这本书如果真的对得起它“仿真”的标题，我期待它能在嵌入式系统或FPGA相关的章节，深入讲解如何使用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）进行行为级建模和时序约束，并且如何利用仿真结果来指导硬件优化。更进一步，如果书中能够包含一些关于现场可编程门阵列（FPGA）的基础实验，哪怕只是最简单的LED流水灯或计数器，那这本书的价值立刻就提升了一个档次。毕竟，在现今的电子行业，软硬件结合是不可逆的趋势。我希望这本书能帮我搭建起从基础逻辑门到现代数字系统设计之间的坚实桥梁，而不是让我停留在纯粹的TTL/CMOS器件级别。如果能看到一些关于功耗估算和时序校验的实战案例，那就更具参考价值了。

评分☆☆☆☆☆

我对电子工程的热情源于中学时代自己拼装收音机的那段经历，那种看着元件组合起来发出声音的成就感是无可替代的。因此，我对教材的“温度”很在意。这本书的封面虽然看起来很“正规”，但我更关心的是，编写者在文字中是否能传递出对这门学科的热爱和探索精神。我希望在讲解那些复杂的组合逻辑或时序逻辑设计时，作者能像讲故事一样，介绍这个电路模块（比如BCD码译码器、状态机）是如何被发明出来，它解决了当时什么样的问题，而不是干巴巴地扔下一堆卡诺图或状态转移方程。另外，对于那些需要大量公式推导的部分，我希望书里能用更直观的类比或者图示来辅助理解，毕竟我们不是纯数学专业的。如果能在每章末尾设置一些需要跳出固有思维框架的“开放性设计挑战”，那就更棒了，能激发我们去思考如何用更少的资源实现更复杂的功能。我希望它不仅是知识的传输者，更是创意思维的点燃者。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我最近在准备一个项目，需要用到一些相对底层的信号处理模块，对电路的稳定性和抗干扰能力有比较高的要求。市面上那些入门级的教材，讲到CMOS反相器的工作区和噪声容限时，总是点到为止，留下一堆“自行研究”的坑。我翻阅了一些同行推荐的资料，发现这本书在深入分析器件特性这块评价不错，特别是关于低功耗设计和高速电路的信号完整性问题，听说有独到的见解。我个人对这本书最看重的一点是，它会不会真的在实验部分引导我们去考虑实际生产中的那些“鬼知道为什么会出问题”的细节，比如元器件的选型、PCB布局布线的经验教训，这些在理论课本里是绝对学不到的。我特别希望看到一些实际的故障排除案例，比如某个电路总是莫名其妙地抖动，或者功耗超标，书里有没有提供系统性的排查步骤和思路。如果能把一些高级的测试设备（比如逻辑分析仪、示波器的高级功能）的使用方法，融入到实验指导中去，那就更好了，毕竟，工具用不好，再好的理论知识也是白搭。我希望它是一本“能用”的书，而不是一本“好看”的书。

评分☆☆☆☆☆

这本厚厚的书，拿到手里沉甸甸的，光是封面那张设计就透着一股子严谨劲儿，让人忍不住想翻开看看里头到底藏了些什么乾坤。我特意选了它，就是冲着它名字里那个“应用型”三个字去的，毕竟现在学电子技术，光会纸上谈兵可不行，得真刀真枪地去实践、去调试。我希望这本书能带我深入理解那些抽象的逻辑门、触发器是怎么在实际电路板上“活”起来的。我最期待的是，书中对实验环节的描述能做到极其详尽，最好是能配上大量的高清实物图和电路图，让我这个动手能力相对较弱的学习者也能按图索骥，不至于在焊接和调试的时候抓瞎。而且，仿真部分也得给力，单纯的理论讲解对我这种偏爱视觉化学习的人来说，枯燥得像在读天书，如果能结合主流的仿真软件，比如Proteus或者LTSpice，把波形变化、时序图的生成过程演示得清清楚楚，那简直是太棒了。我希望它不仅仅是一本教科书，更像是一个经验丰富的老工程师，手把手带着我这个“愣头青”进入数字电路的奇妙世界。这本书的篇幅看起来就很扎实，感觉内容覆盖面应该很广，从最基础的数电原理到稍微复杂一点的系统设计，希望能有一条清晰的学习脉络，而不是东一榔头西一棒子地堆砌知识点。