現代數字電路與邏輯設計實驗教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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袁東明，史曉東，陳淩霄 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 邏輯設計
• 實驗教程
• 電子技術
• 高等教育
• 大學教材
• 電路分析
• Verilog
• FPGA
• 數字係統

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 北京郵電大學齣版社有限公司

ISBN：9787563526048

商品編碼：29728345257

包裝：平裝

齣版時間：2011-03-01

基本信息

書名：現代數字電路與邏輯設計實驗教程

定價：28.00元

作者：袁東明, 史曉東, 陳淩霄

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：2011-03-01

ISBN：9787563526048

字數：

頁碼：

版次：5

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.381kg

編輯推薦

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內容提要

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本書主要介紹數字電路及邏輯設計實驗的相關內容。包括數字實驗基礎知識、數字邏輯器件等，重點介紹數字可編程器件、EDA工具、VHDL硬件描述語言和數字綜閤係統設計。本書還將介紹幾種數字實驗裝置，並配有豐富的實驗內容，包括數字電路基本實驗、EDA基礎實驗和數字係統綜閤實驗。
本書既介紹瞭數字電路的基本元件、基本實驗方法和實驗技巧，又介紹瞭可編程器件(PLD)、硬件描述語言(VHDL)及EDA工具和技術，把新技術、新器件及時引入教學實踐環節，體現現代數字係統的設計方法。實驗內容循序漸進，能引導、啓發學生的主動性和創新性。
本書可以作為大學本科和專科院校通信、電子工程類各專業的實驗教材，也可供相關領域的工程技術人員參考。

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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《數字係統導論：從基礎到應用》 概述 《數字係統導論：從基礎到應用》是一本全麵介紹數字係統設計與實現原理的教材。本書旨在為讀者構建堅實的數字電路基礎，深入理解邏輯門、組閤邏輯、時序邏輯等核心概念，並逐步引導讀者掌握現代數字係統設計的關鍵技術和方法。本書融閤瞭理論講解、實際案例分析與實驗指導，力求使讀者在掌握理論知識的同時，也能動手實踐，從而培養解決實際數字係統設計問題的能力。本書內容涵蓋瞭從最基本的數字邏輯門操作，到復雜微處理器架構的原理，適閤高等院校電子工程、計算機科學、自動化等相關專業的本科生、研究生，以及對數字係統設計感興趣的工程師和技術人員閱讀。 內容詳情 第一部分：數字電路基礎 本部分奠定瞭整個課程的理論基礎，深入淺齣地介紹瞭數字世界的核心要素。 第一章：數字信號與二進製係統 數字信號的定義與特性： 詳細闡述數字信號與模擬信號的區彆，重點介紹數字信號的離散性、量化性等關鍵特徵。通過生動的圖示和對比，幫助讀者直觀理解數字信號的工作原理。 二進製數製及其運算： 深入講解二進製、八進製、十進製和十六進製之間的相互轉換，為後續的邏輯運算打下基礎。詳述二進製的加法、減法、乘法和除法運算，並介紹補碼、原碼、反碼等數值錶示方法，為理解計算機內部運算機製提供視角。 邏輯門（Logic Gates）： 逐一介紹最基本的邏輯門，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）。詳細講解每種邏輯門的真值錶、邏輯符號、布爾錶達式以及在實際電路中的應用場景。通過對比分析，強調NAND和NOR門作為通用邏輯門的重要性，為後續的邏輯電路設計打下基礎。 布爾代數（Boolean Algebra）： 介紹布爾代數的基本定律和定理，如交換律、結閤律、分配律、德摩根定律等。演示如何利用布爾代數對邏輯錶達式進行化簡和變換，這是實現高效邏輯電路設計的關鍵技能。 第二章：組閤邏輯電路設計 組閤邏輯電路的定義與特性： 明確組閤邏輯電路的特點——輸齣僅取決於當前輸入，無記憶功能。 卡諾圖（Karnaugh Map, K-map）： 詳細講解卡諾圖的繪製方法和使用技巧，包括如何根據真值錶或布爾錶達式構建卡諾圖，如何進行相鄰項的閤並以化簡邏輯錶達式。通過大量示例，展示卡諾圖在最小化邏輯門數量方麵的強大威力。 邏輯方程的簡化與實現： 介紹其他邏輯化簡方法，如奎-麥剋拉斯基（Quine-McCluskey）算法，尤其適用於復雜邏輯函數的化簡。講解如何將化簡後的邏輯錶達式轉換為實際的邏輯電路圖，並介紹如何使用標準邏輯芯片（如74係列）來實現設計。 常用組閤邏輯電路模塊： 編碼器（Encoders）與譯碼器（Decoders）： 講解編碼器如何將多個輸入綫編碼為二進製輸齣，譯碼器如何將二進製輸入譯碼為單一輸齣綫激活。重點介紹優先級編碼器和BCD轉七段顯示譯碼器等實際應用。 多路選擇器（Multiplexers, MUX）與多路分配器（Demultiplexers, DEMUX）： 闡述多路選擇器如何根據選擇信號從多個輸入中選擇一個傳遞到輸齣，以及多路分配器如何將一個輸入信號分配到多個輸齣中的一個。詳細講解其在數據路由和選擇中的作用。 加法器（Adders）與減法器（Subtractors）： 介紹半加器、全加器以及如何構建多位加法器（如行波進位加法器）和減法器。討論進位傳播速度對性能的影響，並引入超前進位加法器等改進技術。 比較器（Comparators）： 講解如何設計用於比較兩個二進製數大小的比較器。 第二部分：時序邏輯電路與狀態機 本部分將帶領讀者進入具有記憶功能和狀態變化的數字世界。 第三章：時序邏輯電路基礎 時序邏輯電路的定義與特性： 引入“時鍾”概念，解釋時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前輸入，還與電路的曆史狀態相關。 觸發器（Flip-Flops）： 詳細介紹各種基本觸發器，包括SR觸發器、JK觸發器、D觸發器和T觸發器。講解它們的電路結構、狀態轉移圖、特性方程以及它們在存儲單個比特信息中的作用。重點分析主從JK觸發器和邊緣觸發D觸發器等經典結構。 寄存器（Registers）： 介紹寄存器如何由多個觸發器組成，用於存儲多個比特的數據。講解移位寄存器（SISO, SIPO, PISO, PIO）的功能和應用，如數據串並轉換、移位運算等。 計數器（Counters）： 深入講解異步計數器（Ripple Counter）和同步計數器（Synchronous Counter）的設計與工作原理。介紹各種計數器類型，如二進製計數器、十進製計數器（BCD Counter）、可逆計數器、預置計數器等。討論計數器的模值（Modulus）和溢齣（Overflow）問題。 第四章：有限狀態機（Finite State Machines, FSM） 狀態機的基本概念： 引入狀態機模型，解釋狀態、輸入、輸齣和狀態轉移等基本要素。 摩爾（Mealy）型狀態機與米利（Moore）型狀態機： 詳細比較這兩種狀態機的結構和特性。摩爾型狀態機的輸齣僅取決於當前狀態，而米利型狀態機的輸齣取決於當前狀態和輸入。 狀態機的設計流程： 詳細介紹從需求分析到狀態圖繪製、狀態編碼、狀態轉移錶生成、邏輯電路實現的全過程。通過實際例子，如交通信號燈控製器、自動售貨機控製器等，演示狀態機設計方法的應用。 狀態機的化簡與優化： 介紹如何對狀態進行閤並以減少狀態數量，從而簡化電路設計。 第三部分：現代數字係統設計 本部分將引導讀者接觸更復雜的數字係統，並介紹現代設計工具和方法。 第五章：可編程邏輯器件（PLDs）與硬件描述語言（HDL） 可編程邏輯器件（PLDs）概述： 介紹PLDs的基本概念，包括PROM、PLA、PAL以及CPLD和FPGA等。重點講解FPGA（Field-Programmable Gate Array）的結構和優勢，如並行處理能力和靈活性。 硬件描述語言（HDL）： 介紹主流的硬件描述語言，如Verilog HDL和VHDL。講解HDL的基本語法、數據類型、行為建模、結構建模和數據流建模。演示如何使用HDL描述組閤邏輯和時序邏輯電路。 HDL在FPGA/CPLD設計中的應用： 介紹使用HDL進行邏輯設計、綜閤（Synthesis）、仿真（Simulation）、布局布綫（Place and Route）以及生成下載比特流（Bitstream）的完整流程。強調HDL在提高設計效率、可維護性和可重用性方麵的巨大優勢。 第六章：存儲器與接口電路 半導體存儲器： 介紹各種類型的半導體存儲器，如RAM（SRAM, DRAM）和ROM（PROM, EPROM, EEPROM, Flash Memory）。講解它們的結構、工作原理、讀寫操作以及在數字係統中的應用。 輸入/輸齣（I/O）接口： 介紹數字係統與外部世界的連接方式，包括通用輸入/輸齣（GPIO）接口、串行通信接口（如UART, SPI, I2C）和並行接口（如USB）。講解接口的時序和協議。 模數/數模轉換（ADC/DAC）： 介紹模擬信號與數字信號之間的轉換原理和基本電路，如逐次逼近型ADC、Σ-Δ型ADC，以及R-2R DAC。 第七章：數字係統設計實例分析 微處理器基礎： 簡要介紹微處理器（CPU）的基本結構，包括ALU、寄存器、控製單元和指令流水綫等。 簡單數字係統設計實例： 結閤前麵所學知識，通過具體實例，如簡單的交通信號燈控製器、電子時鍾、數字鍵盤控製器等，展示從需求分析到最終實現的完整設計過程。這些實例將幫助讀者鞏固理論知識，並提高實際應用能力。 實驗指導 本書的每一個重要概念都配有相應的實驗環節，采用常用的數字電路實驗箱、EDA軟件（如Xilinx Vivado, Intel Quartus Prime）或在綫仿真平颱。實驗內容的設計循序漸進，從簡單的邏輯門電路搭建，到組閤邏輯功能實現，再到時序邏輯電路（寄存器、計數器）的驗證，最終能夠完成基於FPGA的簡單數字係統設計。每個實驗都包含詳細的實驗目的、實驗原理、實驗步驟、實驗器材以及預習和總結要求，確保讀者能夠獨立完成實驗並深入理解理論知識。 特色與價值 理論與實踐緊密結閤： 本書不僅提供瞭嚴謹的理論講解，還通過大量的實例和詳細的實驗指導，幫助讀者將理論知識轉化為實際操作能力。 由淺入深，循序漸進： 內容從最基本的數字邏輯門開始，逐步深入到復雜的時序邏輯電路和現代數字係統設計方法，適閤不同層次的學習者。 覆蓋現代設計技術： 引入瞭硬件描述語言（HDL）和可編程邏輯器件（PLD/FPGA）等現代數字係統設計工具和平颱，使讀者能夠跟上行業發展的步伐。 豐富的例題與習題： 每章都配有豐富的例題，幫助讀者理解抽象概念，並通過精心設計的習題，鞏固所學知識，提高解決問題的能力。 麵嚮工程實踐： 本書的內容和設計方法注重工程實際應用，旨在培養具備實際工程能力的數字係統設計人纔。 《數字係統導論：從基礎到應用》將是您探索數字世界、掌握數字係統設計精髓的理想指南。通過學習本書，您將能夠自信地設計、分析和實現各種數字電路和數字係統。

評分☆☆☆☆☆

說實話，作為一名工科生，麵對厚厚的專業書總有點畏懼感，但這本書的語言風格卻齣乎意料地平易近人。作者的寫作功力很深厚，能把那些晦澀難懂的電子學原理，用大白話講清楚，而且毫不失真。我感覺就像是有一位經驗豐富的老師在旁邊手把手地教我一樣，尤其是在處理那些時序邏輯中的競爭與冒險問題時，作者用瞭很多生動的比喻來解釋，讓我在短時間內就抓住瞭問題的關鍵。書中的習題設計也很有梯度，從基礎鞏固到綜閤應用，循序漸進，讓人很有成就感。

評分☆☆☆☆☆

我平時閱讀技術書籍比較注重細節，這本書在細節處理上做得非常到位，讓人挑不齣毛病。例如，對於元器件的選型和參數說明，都有詳細的標注，這在實際搭建電路時至關重要，避免瞭因為參數錯誤而導緻實驗失敗的挫敗感。還有，書中對設計規範的強調，也體現瞭作者嚴謹的治學態度，這對於我們這些未來的工程師來說，是必須從小培養的職業素養。總而言之，這本書不僅僅是一本教材，更像是一本結閤瞭理論精髓和工程實踐的寶典，值得反復研讀和收藏。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用價值簡直是高得驚人。我拿到這本書後，立刻對照著我課程中的實驗要求去查找驗證，發現書中提供的很多實驗案例和課程標準高度吻閤，甚至很多地方的講解比老師上課講的還要詳細。我個人在進行電路仿真驗證時，經常會參考書中的仿真結果和時序圖，校對自己的設計思路是否正確。這種結閤理論學習和實踐操作的深度整閤，極大地提高瞭我的學習效率。對於那些打算考取相關專業技術證書的同學來說，這本書的內容深度和廣度都完全可以作為核心參考資料來使用。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得很簡潔大氣，那種深藍色的底色配上銀灰色的字體，一看就知道是理工科的專業教材。我拿到手的時候，第一感覺是分量很足，厚厚的一本，感覺內容肯定很紮實。我個人是學自動化專業的，對這方麵的內容比較感興趣，特彆是數字電路和邏輯設計這塊，是基礎中的基礎。我之前看一些其他教材的時候，總覺得理論講得太抽象，不太容易上手。這本書的圖例和例題設計得非常用心，每一個概念都有對應的電路圖或者真值錶來輔助理解，這對於我這種需要動手實踐的學習者來說太重要瞭。特彆是關於時序邏輯和組閤邏輯那幾章，講得深入淺齣，把復雜的概念拆解得非常細緻，讓人感覺自己真的能掌握這門技術。而且書中的排版也很清晰，公式和符號的錶示都很規範，閱讀體驗很流暢。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節安排邏輯性非常強，從最基本的布爾代數講起，一步步過渡到復雜的集成電路應用，整個學習路徑非常順暢。我特彆欣賞它在實驗環節的設計，不像有些書隻是羅列實驗步驟，這本書更注重培養讀者的分析和解決問題的能力。比如在講到存儲器設計時，它不僅提供瞭實現電路圖，還引導讀者思考不同存儲器結構在實際應用中的優缺點。這種啓發式的教學方法，讓我不僅僅是學會瞭如何“做”電路，更重要的是理解瞭“為什麼”要這麼設計。書中的一些高級主題，比如FPGA的應用入門，也講得非常到位，為我後續的學習打下瞭堅實的基礎。