數字電路實驗與設計(周冰航等) pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版時間:1900-01-01

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isbn號碼:9787810534239

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圖書標籤:

• 數字電路
• 實驗
• 設計
• 周冰航
• 電子技術
• 高等教育
• 教材
• 電路分析
• 邏輯電路
• 實踐教學

《數字邏輯基礎：從原理到實踐》 這是一本緻力於深入淺齣地講解數字邏輯電路設計與實現的書籍。本書旨在為讀者打下堅實的理論基礎，並提供豐富的實踐指導，幫助讀者理解數字電路的核心概念，掌握現代電子設計自動化（EDA）工具的應用，最終能夠獨立設計和驗證復雜的數字係統。 本書內容概覽： 第一部分：數字邏輯基礎 數製與編碼： 本章將從最基礎的數製轉換（二進製、八進製、十進製、十六進製）入手，詳細介紹常用的編碼方式，如格雷碼、BCD碼、ASCII碼等，並探討它們在數字係統中的作用與應用。讀者將學習如何有效地錶示和處理數據。 布爾代數與邏輯門： 深入剖析布爾代數的基本定律和定理，包括交換律、結閤律、分配律、德摩根定律等，並介紹各種基本邏輯門（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的工作原理和邏輯功能。本書將通過大量的實例展示如何使用布爾代數簡化邏輯錶達式，以及如何將邏輯錶達式映射到實際的邏輯門電路。 組閤邏輯電路設計： 本章將重點講解組閤邏輯電路的設計方法。從真值錶的建立、邏輯函數的最小化（卡諾圖、Quine-McCluskey方法）到邏輯電路圖的繪製，我們將一步步引導讀者完成從需求到實現的過程。讀者將學習設計加法器、減法器、譯碼器、編碼器、多路選擇器、數據分配器等經典組閤邏輯模塊。 時序邏輯電路設計： 時序邏輯電路是數字係統的核心組成部分。本章將詳細介紹觸發器（RS, JK, D, T觸發器）的工作原理、狀態轉換以及觸發器的應用。在此基礎上，本書將講解寄存器、移位寄存器、計數器（行波計數器、同步計數器）的設計與實現。讀者將理解時序邏輯電路的同步與異步概念，以及如何構建能夠存儲和處理序列數據的係統。 有限狀態機（FSM）設計： 有限狀態機是描述和實現復雜數字邏輯功能的強大工具。本章將介紹Mealy型和Moore型有限狀態機的區彆與聯係，學習如何根據係統需求繪製狀態圖和狀態錶，並將其轉換為實際的電路實現。讀者將通過實際案例掌握FSM在序列檢測、控製邏輯等方麵的應用。 第二部分：中大規模集成電路（MSI）與可編程邏輯器件（PLD） 中規模集成電路（MSI）應用： 本章將介紹常用的中規模集成電路芯片，如74係列集成電路，並展示如何利用這些現成的器件快速構建復雜的數字係統，例如比較器、數碼顯示驅動器等。我們將強調器件選型與接口設計的重要性。 可編程邏輯器件（PLD）概覽： 隨著集成電路技術的發展，可編程邏輯器件（PLD）已成為現代數字設計不可或缺的一部分。本章將介紹PLD的種類，包括PLA、PAL、GAL以及CPLD和FPGA的基本結構和工作原理。讀者將瞭解PLD如何提供更高的靈活性和集成度。 硬件描述語言（HDL）入門： 本章將引入兩種主流的硬件描述語言：Verilog HDL和VHDL。通過簡明扼要的介紹和實例，讀者將學習如何使用HDL來描述數字邏輯電路的功能和結構。本書將側重於HDL在組閤邏輯和時序邏輯建模中的應用。 使用EDA工具進行邏輯綜閤與仿真： 本章將引導讀者使用主流的EDA（Electronic Design Automation）工具，如Xilinx Vivado、Altera Quartus或其他等效工具。我們將講解邏輯綜閤（Logic Synthesis）的概念，即如何將HDL代碼轉換為門級網錶，以及如何使用仿真工具（如ModelSim）對設計的邏輯功能進行驗證。讀者將學習如何編寫測試平颱（Testbench）來全麵測試設計。 FPGA/CPLD硬件實現： 本章將介紹如何將經過驗證的HDL設計通過EDA工具綜閤、映射、布局布綫，最終下載到FPGA或CPLD器件中進行硬件實現。讀者將瞭解時序約束、時鍾域問題以及 FPGA/CPLD 開發流程的關鍵環節。 第三部分：高級數字係統設計與實踐 存儲器係統設計： 本章將探討不同類型的存儲器，包括ROM（Read-Only Memory）、RAM（Random-Access Memory），如SRAM和DRAM。我們將介紹存儲器的組織結構、讀寫操作的時序以及如何將存儲器集成到更大的係統中，例如構建簡單的內存控製器。 微處理器基礎與接口： 本章將簡要介紹微處理器的工作原理，包括指令集、CPU架構和總綫接口。我們將通過實例講解如何將數字邏輯設計與微處理器進行接口，例如設計簡單的I/O接口電路、中斷控製器等，為構建嵌入式係統打下基礎。 數字信號處理（DSP）簡介： 本章將對數字信號處理的基本概念進行介紹，包括采樣、量化、數字濾波器等。我們將展示一些簡單的DSP應用，以及如何利用數字邏輯電路實現這些功能，為讀者拓寬數字設計的應用領域。 項目實踐與案例分析： 本書最後將提供一係列精心設計的實驗項目，涵蓋從簡單的交通燈控製器到稍復雜的數字時鍾、簡易計算器等。每個項目都將涵蓋從需求分析、邏輯設計、HDL編碼、仿真驗證到最終硬件實現的全過程。通過這些實踐項目，讀者將鞏固所學知識，提升解決實際問題的能力。 本書特色： 理論與實踐並重： 強調數字邏輯的理論基礎，並提供大量實踐指導，幫助讀者將理論知識轉化為實際設計能力。 循序漸進的教學方法： 從最基本的數製和邏輯門開始，逐步深入到復雜時序邏輯和FPGA/CPLD設計。 豐富的實例與練習： 每個章節都配有大量的例題和習題，幫助讀者鞏固理解和掌握。 現代EDA工具的應用： 側重於如何使用主流EDA工具進行設計、仿真和硬件實現，與當前行業實踐緊密結閤。 清晰的圖示與錶格： 通過豐富的圖示和錶格，直觀地展示電路結構和工作原理，便於讀者理解。 無論您是電子信息工程、計算機科學與技術、自動化等相關專業的學生，還是對數字電路設計充滿熱情的業餘愛好者，本書都將是您學習和探索數字邏輯世界的得力助手。通過本書的學習，您將能夠自信地駕馭數字電路設計，創造齣屬於自己的創新電子産品。

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這本書我拿到手的時候，就對它的內容産生瞭濃厚的興趣。翻開目錄，我發現它涵蓋瞭數字電路設計從基礎到進階的方方麵麵，從最基本的邏輯門到復雜的集成電路設計，都有詳盡的講解。書中對每一個概念的闡述都力求清晰易懂，配閤著大量的圖示和實例，即使是初學者也能很快掌握。我尤其喜歡它在講解理論知識的同時，還提供瞭豐富的實驗項目。這些實驗項目不僅貼近實際應用，而且循序漸進，讓我在動手實踐中加深對理論的理解。每一次實驗的指導都非常詳細，從電路的搭建到儀器的使用，都做瞭細緻的說明，讓我能夠獨立完成每一個實驗。而且，書中還穿插瞭許多設計技巧和注意事項，這些都是在書本上很難學到的寶貴經驗，對於我日後的實際設計工作有著極大的幫助。我曾經在學習某個復雜的邏輯設計時遇到瓶頸，翻閱瞭這本書，找到瞭豁然開朗的思路，最終順利解決瞭問題。這本書就像一位經驗豐富的老師，一直在身邊指導著我。

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這是一本非常注重實踐操作的書籍。雖然我還沒有完全精通其中的每一個章節，但每次翻閱都能學到不少新東西。書中對各種實驗儀器的使用方法有清晰的介紹，並且提供瞭很多基於這些儀器的典型實驗案例。我特彆喜歡的是它在講解基本邏輯門之後，立刻安排瞭相關的實驗，讓我能夠親手搭建齣最簡單的邏輯電路，並觀察其輸齣，這種即時反饋的效果非常棒。書中的圖紙清晰明瞭，即使是復雜的電路圖也能一目瞭然。我曾經在實驗室裏遇到過一個電路不工作的問題，對照書中的原理圖和實驗步驟，我很快找到瞭問題所在，並且成功修復瞭電路。而且，書中還提供瞭一些關於電路調試的技巧，這些技巧在實際操作中非常實用，能夠幫助我更快地定位和解決問題。它讓我深刻體會到，理論知識隻有與實踐相結閤，纔能真正發揮作用。

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從這本書的行文中，我感受到作者的嚴謹和對教學的熱情。它在講解過程中，不僅僅是羅列知識點，而是會針對性地解釋為什麼這樣設計，為什麼會産生這樣的結果，並且經常會提醒讀者注意一些容易齣錯的地方。我尤其欣賞它在講解復雜的時序邏輯和狀態機設計時，所采用的循序漸進的方法。作者會先從最簡單的狀態機模型入手，然後逐步增加復雜度和功能，並通過具體的例子進行說明。這使得我能夠逐步理解並掌握這些相對抽象的概念。書中還提到瞭一些關於數字係統性能優化和功耗管理的初步討論，這讓我意識到，數字電路設計不僅僅是實現功能，還需要考慮效率和成本。這本書為我打開瞭數字電路設計更廣闊的視野，讓我看到瞭這個領域更多的可能性。我真心希望這本書能幫助更多像我一樣的學習者，在數字電路設計的道路上走得更遠。

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這本書給我的整體感覺是務實且富有啓發性。它並沒有堆砌過多的理論公式，而是將重點放在瞭如何將理論知識轉化為實際的設計能力。我尤其欣賞書中關於模塊化設計和自頂嚮下設計思想的講解。作者通過大量的實例，演示瞭如何將復雜的設計分解為多個可管理的模塊，並逐一實現和驗證，這對於處理大型數字係統至關重要。書中還涉及瞭一些關於芯片製造流程和FPGA（現場可編程門陣列）應用的初步介紹，這讓我對數字電路的整個生命周期有瞭更宏觀的認識。我曾經嘗試過使用FPGA進行一些簡單的項目，這本書提供的背景知識和設計思路，對我來說是極大的幫助。它讓我明白，不僅僅是理論上的理解，更重要的是將這些理論轉化為可執行的設計。每當我遇到設計難題時，都會習慣性地翻閱這本書，尋找靈感和解決方案。它總能提供一些我之前沒有想到的角度，讓我能夠茅塞頓開。

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這本書的優點在於其內容的係統性和深度。它不僅僅停留在概念的介紹，而是深入到原理的剖析，並且提供瞭豐富的實踐指導。我特彆欣賞的是它對各種數字邏輯器件的工作原理和應用場景的詳細闡述，比如各種觸發器、計數器、移位寄存器等，以及它們在實際電路中的組閤應用。書中的仿真部分也做得相當到位，通過對設計電路進行仿真驗證，可以提前發現潛在的問題，這對於節省實際製作成本和時間非常有益。我記得有一次，我設計瞭一個比較復雜的時序電路，在仿真階段就通過書中的方法發現瞭一個隱藏的競爭冒險問題，並且及時進行瞭修正，避免瞭在實際製作中齣現難以排查的故障。此外，書中還介紹瞭常用的EDA（電子設計自動化）工具的使用方法，這對於現代數字電路設計來說是必不可少的技能。通過學習書中關於EDA工具的章節，我能夠更高效地進行電路設計、仿真和實現。這本書無疑為我打下瞭堅實的數字電路設計基礎，讓我對未來的學習和工作充滿信心。

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