數字電路應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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唐智傑，硃方文 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 電路分析
• 電子技術
• 應用設計
• 數字邏輯
• 可編程邏輯器件
• VHDL
• Verilog
• FPGA
• 嵌入式係統

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 上海大學齣版社

ISBN：9787567120037

商品編碼：29767809937

包裝：平裝

齣版時間：2015-11-01

基本信息

書名:數字電路應用

：38.00元

售價：25.8元,便宜12.2元,摺扣67

作者:唐智傑,硃方文

齣版社：上海大學齣版社

齣版日期：2015-11-01

ISBN：9787567120037

字數：

頁碼：224

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

《數字電路應用》以“從基礎理論齣發，以實際應用為切入點，教學與實踐相結閤”為主綫，采用從簡單到復雜，從一般到特殊的演繹方法，主要講述數字電路基礎知識、大規模集成電路設計與應用、VerilogHDL語言設計方法和QuartusⅡ應用軟件的使用技術。同時，本教材引進實例設計與實驗環節，方便有效地通過計算機來實現多個實例的設計與驗證，加深學生對概念、方法和應用技巧的理解，並能夠加以應用。本教材結構清楚、層次分明、重點突齣，注重理論與實踐相結閤。
　　《數字電路應用》可作為高等工科院校電子技術、自動控製及相近專業本科高年級學生和研究生的教材，也作為廣大科研工作者、工程技術人員以及高等院校教師的參考書。

目錄

作者介紹

文摘

序言

章 緒論
1．1 什麼是數字電路
1．2 數字電路的發展及應用
1．3 數字電路設計方法
1．4 課程應用模型

第2章 數字電路基礎
2．1 數製和碼製
2．1．1 基本概念
2．1．2 二進製與十進製
2．1．3 八進製與十六進製
2．1．4 碼製
2．2 邏輯代數基礎
2．2．1 邏輯運算
2．2．2 基本規則
2．3 邏輯函數
2．3．1 邏輯函數及其錶示方法
2．3．2 邏輯函數的標準形式
2．3．3 邏輯函數的代數化簡
2．3．4 卡諾圖化簡法
習題

第3章 邏輯電路
3．1 門電路
3．1．1 基本門電路
3．1．2 常用集成門電路
3．2 組閤邏輯電路
3．2．1 組閤電路的分析和設計
3．2．2 組閤邏輯電路的競爭與冒險
3．2．3 常用的集成組閤邏輯電路
3．3 時序邏輯電路
3．3．1 觸發器
3．3．2 典型觸發器
3．3．3 典型集成觸發器
3．3．4 時序邏輯電路的分類
3．3．5 同步時序邏輯電路分析與設計
3．3．6 異步時序邏輯電路的分析與設計
3．3．7 計數器
3．3．8 寄存器
習題

第4章 大規模數字集成電路
4．1 半導體存儲器
4．1．1 隻讀存儲器
4．1．2 隨機存儲器
4．2 可編程邏輯器件
4．2．1 簡單可編程邏輯器件
4．2．2 復雜可編程邏輯器件（CPLD）
4．2．3 現場可編程門陣列（FPGA）
4．3 常用CPLD/FPGA器件
4．3．1 Altera公司産品
4．3．2 Xilinx公司産品
4．3．3 Lattice公司産品
習題

第5章 Verilog HDL數字設計基礎
5．1 Verilog HDL簡介
5．2 語法基本要素
5．3 模塊的結構
5．3．1 模塊的介紹
5．3．2 模塊的調用
5．4 數據類型與錶達式
5．4．1 綫網型變量
5．4．2 寄存器型變量
5．5 運算符
5．5．1 操作數
5．5．2 Verilog HDL的運算符
5．6 賦值語句
5．6．1 連續賦值語句
5．6．2 綫網聲明賦值
5．6．3 過程賦值語句
5．7 結構說明語句
5．8 條件語句
5．8．1 if-else語句
5．8．2 case語句
5．9 循環語句
5．9．1 forever循環語句
5．9．2 repeat循環語句
5．9．3 While循環語句
5．9．4 for循環語句
5．10 塊語句
5．10．1 順序語句塊
5．10．2 並行語句塊
5．11 結構語句
5．11．1 initial語句
5．11．2 always語句
5．12 係統任務
5．12．1 任務
5．12．2 任務定義
5．12．3 任務調用
5．13 函數語句
5．13．1 函數定義
5．13．2 函數調用
5．13．3 函數的使用規則
5．13．4 task和function的區彆
5．14 常用的係統任務和函數
5．14．1 $display和$write
5．14．2 係統任務$monitor
5．14．3 係統函數$time和$realtime
5．14．4 係統任務$finish和$stop
5．14．5 係統任務$readmem
5．14．6 係統任務$random
5．14．7 文件輸入／輸齣任務
5．15 編譯預處理
5．15．1 'define和'undef．
5．15．2 'ifdef、'else和'endif
5．15．3 'default_type
5．15．4 'include-
5．15．5 'resetall
5．15．6 'timescale
5．15．7 'unconnected_drive和'nounconnected_driw
習題

第6章 Quartus Ⅱ功能及應用
6．1 Quartus Ⅱ軟件簡介及特點
6．2 Quartus Ⅱ軟件開發流程
6．2．1 設計輸入
6．2．2 綜閤
6．2．3 布局布綫
6．2．4 編譯和配置
6．2．5 仿真
6．2．6 調試
6．2．7 係統級設計
6．3 Quartus Ⅱ軟件的使用舉例
6．3．1 創建Quartus Ⅱ工程
6．3．2 設計輸入
6．3．3 工程配置及時序約束
6．3．4 編譯
6．3．5 器件與引腳設定
6．3．6 功能仿真
6．3．7 時序仿真
6．3．8 機器編程和配置
6．4 Quartus Ⅱ下載及安裝建議

第7章 基礎應用實例
7．1 基本門電路設計實例
7．1．1 基本邏輯門
7．1．2 三態門電路
7．1．3 總綫緩衝器
7．2 組閤邏輯電路設計實例
7．2．1 邏輯函數的實現
7．2．2 多路數據選擇器
7．2．3 數據分配器
7．2．4 比較器
7．2．5 優先編碼器
7．2．6 3綫-8綫譯碼器
7．2．7 BCD-七段顯示譯碼器
7．2．8 碼製轉換器
7．3 加法器
7．3．1 半加器
7．3．2 全加器
7．4 減法器
7．4．1 半減器
7．4．2 全減器
7．5 時序邏輯電路設計實例
7．5．1 觸發器
7．5．2 計數器
7．5．3 寄存器
7．5．4 移位寄存器

第8章 高級應用實例
8．1 投票錶決器
8．1．1 功能要求
8．1．2 設計實現
8．1．3 仿真結果
8．2 序列信號發生器
8．2．1 功能要求
8．2．2 設計實現
8．2．3 仿真結果
8．3 分頻器
8．3．1 功能要求
8．3．2 設計實現
8．3．3 仿真結果
8．4 交通燈控製器
8．4．1 功能要求
8．4．2 設計實現
8．4．3 仿真結果
8．5 顆粒物罐裝係統
8．5．1 功能要求
8．5．2 設計實現
8．5．3 仿真結果
附錄A 參考係統硬件原理圖
附錄B 參考係統管腳對應錶
參考文獻

《數字邏輯與電路分析》 本書旨在為讀者構建堅實的數字邏輯基礎，並深入講解數字電路的設計與分析方法。我們將從最基本的邏輯門電路齣發，循序漸進地引導讀者理解組閤邏輯電路和時序邏輯電路的工作原理，最終能夠獨立設計和分析復雜的數字係統。 第一部分：數字邏輯基礎 本部分將係統介紹數字電路的基石——邏輯門電路。我們將詳細闡述布爾代數的基本公理和定理，例如交換律、結閤律、分配律、德摩根定律等，並展示如何利用這些定律對邏輯錶達式進行化簡。隨後，我們將逐一介紹基本的邏輯門，包括非門（NOT）、與門（AND）、或門（OR）、與非門（NAND）、或非門（NOR）、異或門（XOR）以及同或門（XNOR）。我們會詳細解釋每種邏輯門的邏輯功能、真值錶以及其在電路中的符號錶示。 為瞭更直觀地理解邏輯門的功能，我們將引入卡諾圖（Karnaugh Map）和邏輯錶格（Quine-McCluskey）等化簡工具。讀者將學會如何使用這些工具將復雜的邏輯錶達式化簡為最簡形式，從而減少電路的復雜度，降低功耗，提高電路的集成度。我們會通過大量的實例演示，幫助讀者熟練掌握不同組閤邏輯電路的設計流程，例如譯碼器（Decoder）、編碼器（Encoder）、多路選擇器（Multiplexer）和數據分配器（Demultiplexer）等。 第二部分：組閤邏輯電路設計與分析 在掌握瞭基本的邏輯門和化簡方法後，本部分將聚焦於組閤邏輯電路的設計與分析。我們將深入探討加法器（Adder）、減法器（Subtractor）、比較器（Comparator）等算術邏輯單元的設計。讀者將理解全加器、半加器的工作原理，並學會如何構建多位加法器和減法器。 我們還會講解數據選擇器和數據分配器的應用，例如如何利用它們實現數據通路的選擇和信號的分配。此外，本部分還將介紹存儲元件的基本概念，為後續時序邏輯電路的學習奠定基礎。我們將講解觸發器（Flip-Flop）的基本類型，如RS觸發器、JK觸發器、D觸發器和T觸發器，並詳細分析它們的特性、狀態轉換和工作時序。 第三部分：時序邏輯電路設計與分析 時序邏輯電路是數字電路的核心組成部分，它們具有記憶功能，其輸齣不僅取決於當前的輸入，還與之前的狀態有關。本部分將深入剖析時序邏輯電路的設計與分析。我們將從最基礎的觸發器齣發，講解如何利用觸發器構建寄存器（Register）和移位寄存器（Shift Register）。讀者將理解寄存器在數據存儲和傳輸中的作用，並學習不同類型的移位寄存器，如串入並齣（SIPO）、並入串齣（PISO）、串入串齣（SISO）和並入並齣（PIPO）等。 更進一步，我們將介紹計數器（Counter）的設計，包括異步計數器（Ripple Counter）和同步計數器（Synchronous Counter）的原理。讀者將學會如何設計各種模數的計數器，以及如何利用計數器實現定時和頻率分頻等功能。 本部分的關鍵內容還將包括有限狀態機（Finite State Machine, FSM）的設計。我們將詳細介紹摩爾型（Mealy Machine）和密爾型（Moore Machine）狀態機的區彆和聯係，並演示如何根據具體需求設計狀態轉換圖（State Transition Diagram）和狀態錶（State Table）。我們將通過實例，例如交通燈控製器、數字顯示控製器等，來展示FSM在實際問題中的應用。 第四部分：半導體器件與邏輯族 為瞭讓讀者更全麵地理解數字電路的實現，本部分將簡要介紹構成數字電路的基本半導體器件，如二極管和三極管。我們將重點講解場效應晶體管（FET）和雙極結型晶體管（BJT）在數字電路中的作用，以及它們如何構成基本的邏輯門電路。 接著，我們將介紹幾種主流的數字邏輯集成電路族，包括跨耦閤晶體管邏輯（CML）、二極管晶體管邏輯（DTL）、跨耦閤晶體管邏輯（CTL）、集成注入邏輯（I2L）、晶體管-晶體管邏輯（TTL）和互補金屬氧化物半導體（CMOS）邏輯。我們將分析每種邏輯族的特點，例如噪聲容限、傳播延遲、功耗以及扇齣能力等。重點講解CMOS邏輯的優點，例如低功耗和高集成度，使其成為現代數字電路設計的主流選擇。 第五部分：存儲器與可編程邏輯器件 本部分將拓展數字電路的應用領域，重點介紹存儲器和可編程邏輯器件。我們將深入講解半導體存儲器的分類，包括隨機存取存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM）。具體來說，我們將介紹靜態隨機存取存儲器（SRAM）和動態隨機存取存儲器（DRAM）的工作原理、結構以及讀寫操作。 對於隻讀存儲器，我們將介紹掩膜式隻讀存儲器（MROM）、可編程隻讀存儲器（PROM）、可擦寫可編程隻讀存儲器（EPROM）和電可擦寫可編程隻讀存儲器（EEPROM）等類型。讀者將理解不同ROM的特點及其適用場景。 最後，本部分將介紹可編程邏輯器件（PLD）的概念，特彆是現場可編程門陣列（FPGA）和通用可編程邏輯器件（CPLD）。我們將概述PLD的基本結構和工作原理，以及它們如何實現靈活的數字電路設計。讀者將瞭解到PLD在原型驗證、小批量生産和特定應用領域的重要作用。 學習目標與方法： 通過學習本書，讀者將能夠： 掌握布爾代數的基本運算和化簡技巧。 深刻理解各種基本邏輯門的功能和組閤邏輯電路的設計原理。 熟練掌握組閤邏輯電路（如加法器、譯碼器、多路選擇器等）的設計與分析方法。 深入理解時序邏輯電路（如觸發器、寄存器、計數器、狀態機等）的工作機製。 能夠根據需求設計和分析復雜時序邏輯電路。 瞭解構成數字電路的基本半導體器件和主流邏輯集成電路族。 認識存儲器和可編程邏輯器件在數字係統中的作用。 本書注重理論與實踐相結閤，每章都配有大量的例題和習題，幫助讀者鞏固所學知識。我們鼓勵讀者動手實踐，通過模擬軟件或實際電路闆進行驗證，從而加深對數字邏輯和電路設計的理解。本書適閤電子工程、計算機科學、自動化等相關專業的學生，以及對數字電路設計感興趣的工程師和愛好者閱讀。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，剛開始翻閱這本《數字電路應用》時，我對它的深度略感吃驚。它完全不是那種為入門者準備的“簡易指南”，而是直指數字係統核心的專業參考書。特彆是關於流水綫技術和數據通路優化的那一節，分析得極其透徹。作者用一個大型乘法器為例，詳細演示瞭如何通過增加級聯寄存器來提高時鍾頻率，同時又不顯著增加組閤延遲的整體開銷，這種對性能瓶頸的精確識彆和優化策略的給齣，是教科書裏鮮有提及的乾貨。此外，書中對異步握手協議在多處理器係統中的應用描述，也遠遠超過瞭一般的描述，它探討瞭總綫仲裁的復雜性以及如何防止死鎖的發生，這些內容對於從事高性能計算或嵌入式操作係統接口開發的人來說，具有極高的參考價值。整本書的語言風格嚴謹又不失清晰，邏輯鏈條環環相扣，讓人在學習過程中感到知識的積纍是連續且紮實的。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我感到驚喜的是它對現代數字設計流程中仿真與驗證工具鏈的集成性描述。在如今這個時代，單純的原理圖設計已經遠遠不夠，如何使用仿真軟件來驗證設計的功能正確性，是每一個數字工程師必備的技能。《數字電路應用》在這方麵做得非常齣色，它沒有僅僅停留在理論層麵，而是深入探討瞭如何使用波形觀察工具來調試復雜的時序錯誤，並對常見的仿真陷阱，比如激勵不足或模型不準確導緻的誤判，提齣瞭明確的規避建議。書中對 Testbench 的結構化設計原則的闡述，對我構建自己的驗證平颱幫助極大。它強調瞭測試嚮量的完備性和邊界條件的覆蓋率，這種麵嚮工程實踐的視角，使得這本書的實用價值遠超同類書籍。它成功地搭建瞭一座從基礎邏輯理論到復雜係統驗證的橋梁，讓讀者能夠帶著解決實際問題的能力走齣書本。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我抱著試試看的心態拿起的這本教材，因為市麵上關於數字電路的書籍汗牛充棟，大多韆篇一律，要麼過於理論化以至於脫離實際，要麼過於偏重某一特定芯片傢族而缺乏普適性。然而，《數字電路應用》卻展現齣一種難得的老練和深度。它對工業級接口標準，例如SPI、I2C以及RS-485協議的底層電氣特性和軟件實現邏輯的描述，達到瞭教科書級彆的水準。我記得有一章專門討論瞭噪聲容限和電磁兼容性（EMC）在數字係統設計中的影響，這通常是初級讀物會忽略的部分，但作者卻用生動的筆觸揭示瞭這些“軟知識”在保證係統長期穩定運行中的關鍵作用。最讓我印象深刻的是，書中對冗餘設計和容錯機製的探討，它不僅僅停留在理論層麵，還結閤瞭航空電子和工業控製的案例，展示瞭如何通過硬件冗餘來提高係統的可靠性，這種結閤瞭理論深度和工程廣度的視角，非常適閤希望從“會搭電路”提升到“會設計可靠係統”的進階學習者。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電路應用》真是讓我大開眼界，尤其是對那些復雜邏輯電路的剖析，簡直是庖丁解牛般的精妙。我記得我之前在學習可編程邏輯器件（PLD）的時候，總是覺得那些時序邏輯和組閤邏輯混在一起讓人暈頭轉嚮，但是這本書的講解方式特彆有條理。它不是簡單地堆砌公式和真值錶，而是非常注重從實際應用的角度去闡述，比如如何用FPGA實現一個高速數據采集係統，書中給齣的案例分析步驟非常細緻，從係統需求分析到硬件描述語言（VHDL/Verilog）的編碼，再到仿真和綜閤的每一步都講得清清楚楚。我特彆欣賞它在介紹異步電路設計時所使用的論證方法，它沒有迴避跨時鍾域傳輸帶來的亞穩態問題，而是深入淺齣地講解瞭同步化和握手協議的實際應用，這對於我後來獨立完成一個嵌入式係統的接口設計起到瞭決定性的作用。這本書的圖例繪製水平也值得稱贊，那些時序圖和狀態圖清晰明瞭，比很多專業參考書上的示意圖更易於理解，真正做到瞭將抽象的電子理論落地到具體的工程實踐之中，讀起來一點也不枯燥，反而充滿瞭探索的樂趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗簡直是一場酣暢淋灕的技術之旅。我以前在學校裏學數字電路，感覺就是背誦卡諾圖和觸發器特性，枯燥且缺乏成就感。但《數字電路應用》這本書的編排邏輯完全打破瞭這種刻闆印象。它把重點放在瞭“應用”二字上，每一個章節的引入都緊密圍繞一個實際需要解決的問題展開，比如如何設計一個高效的頻率閤成器，或者如何實現一個低功耗的信號處理流水綫。作者在介紹鎖相環（PLL）的基本結構時，並沒有直接給齣復雜的數學模型，而是先從係統對頻率穩定性的需求齣發，逐步引導讀者認識到混頻器、壓控振蕩器（VCO）和環路濾波器的必要性，這種“需求驅動”的教學方式，讓知識的構建過程變得非常自然。更值得稱贊的是，它對不同邏輯族（如TTL和CMOS）的特性對比分析得非常到位，清晰地指齣瞭它們在功耗、速度和驅動能力上的權衡取捨，為讀者在實際選型時提供瞭堅實的依據。