普通高等教育“十二五”規劃教材：數字電子與EDA技術實驗教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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秦進平，張立，周宏威 編

圖書標籤:

• 數字電子技術
• EDA技術
• 實驗教程
• 高等教育
• 電子工程
• 電路分析
• 數字電路
• Verilog
• FPGA
• 模擬電路

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512358454

版次：1

商品編碼：11537561

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-09-01

頁數：132

字數：195000

內容簡介

《普通高等教育“十二五”規劃教材 數字電子與EDA技術實驗教程》以數字電子技術基本理論和基本技能為引導，以EDA平颱和硬件描述語言為主要設計手段，以全麵提升學生的課程應用能力為宗旨，將傳統的數字電子技術課程和EDA技術課程深度融閤，建立傳統數字電子技術設計和現代設計方法設計相結閤的新課程體係。在電子係統設計中，突齣現代設計方法設計；在傳統設計中，有效的利用EDA工具加強教學。

前言/序言

《數字電子與EDA技術實驗教程》內容概要 本書旨在為普通高等教育“十二五”規劃教材的讀者提供一套係統、實踐性強的數字電子與EDA（Electronic Design Automation）技術學習實驗教程。本書內容緊密圍繞數字電子電路的設計、分析以及利用EDA工具進行係統實現展開，旨在培養學生紮實的理論基礎和卓越的工程實踐能力，為他們未來在集成電路設計、嵌入式係統開發、數字信號處理等相關領域的發展奠定堅實的基礎。 第一章：緒論 本章作為全書的開篇，首先闡述瞭數字電子技術在現代科技和社會發展中的重要地位和廣泛應用。通過介紹數字電路的基本概念、發展曆程以及在通信、計算機、控製、消費電子等各個領域的典型應用案例，激發讀者對數字電子技術的學習興趣。隨後，詳細講解瞭EDA技術的概念、發展趨勢及其在電子係統設計中的核心作用，強調瞭EDA工具對於提高設計效率、縮短開發周期、優化電路性能的重要性。本章還會簡要介紹實驗教程的整體結構、學習目標以及實驗環境的搭建和使用方法，為後續實驗的順利進行做好鋪墊。 第二章：組閤邏輯電路實驗 本章聚焦於組閤邏輯電路的設計與實現。首先，迴顧瞭基本邏輯門（與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門、同或門）的工作原理及其邏輯功能。接著，詳細介紹瞭組閤邏輯電路的分析和設計方法，包括卡諾圖化簡法、Quine-McCluskey算法等。在實驗部分，將引導讀者動手實現一係列經典的組閤邏輯電路，如編碼器（binary encoder）、譯碼器（decoder）、多路選擇器（multiplexer）、數據分配器（demultiplexer）、加法器（adder）、減法器（subtractor）等。每個實驗都將包含電路原理圖的繪製、邏輯功能的仿真驗證，以及在FPGA（Field-Programmable Gate Array）或CPLD（Complex Programmable Logic Device）等硬件平颱上的實現。通過這些實驗，讀者將深刻理解組閤邏輯電路的設計流程，熟練掌握邏輯化簡和狀態機設計的基本技巧，並初步接觸EDA工具在實際電路實現中的應用。 第三章：時序邏輯電路實驗 本章深入探討時序邏輯電路的設計與實現。首先，介紹瞭幾種基本的觸發器（flip-flop），包括SR觸發器、D觸發器、JK觸發器和T觸發器，詳細闡述瞭它們的工作原理、狀態轉換特性以及時鍾信號對它們的影響。隨後，講解瞭時序邏輯電路的分析方法，包括狀態圖、狀態錶和狀態方程的繪製與推導。在實驗部分，將指導讀者設計和實現多種典型的時序邏輯電路，如寄存器（register）、移位寄存器（shift register）、計數器（counter，包括同步計數器和異步計數器）、時序狀態機（finite state machine，FSM）等。實驗將涵蓋從邏輯設計、仿真驗證到硬件實現的全過程。讀者將學習如何利用觸發器構建具有特定功能的時序電路，理解時序約束在設計中的重要性，並體驗EDA工具在復雜時序邏輯係統設計中的強大能力。 第四章：中小規模集成電路（MSI/SSI）應用實驗 本章旨在通過實際應用，加深讀者對MSI/SSI器件的理解和掌握。首先，介紹瞭幾種常用的MSI/SSI集成電路芯片，如74係列、4000係列邏輯芯片，並簡要說明瞭其內部邏輯功能和典型應用。通過實驗，讀者將學習如何利用這些標準化的集成電路芯片來搭建復雜的數字係統。例如，將使用多路選擇器和譯碼器實現功能更加復雜的邏輯功能，利用加法器和減法器構建算術邏輯單元（ALU），或者使用計數器和寄存器構建簡單的數字顯示係統。實驗將側重於電路的實際連接、焊接（如涉及原型闆）以及在麵包闆或PCB闆上的搭建。同時，也會通過仿真工具對搭建好的電路進行功能驗證。本章將幫助讀者建立從芯片到係統的設計思維，理解硬件模塊的復用以及如何高效地利用現有的集成電路資源。 第五章：可編程邏輯器件（PLD/FPGA/CPLD）基礎實驗 本章是本書的核心部分之一，重點介紹可編程邏輯器件（PLD）及其應用，特彆是FPGA和CPLD。首先，詳細講解瞭PLD的結構、工作原理和分類，包括PLA（Programmable Logic Array）、PAL（Programmable Array Logic）、CPLD和FPGA。特彆地，會著重介紹FPGA的架構，包括CLB（Configurable Logic Block）、IOB（Input/Output Block）、Block RAM、DSP Slice等關鍵組成部分，並解釋瞭其可配置性如何實現各種數字邏輯功能。在實驗部分，將引入Verilog或VHDL等硬件描述語言（HDL），指導讀者學習HDL的基本語法，包括數據類型、運算符、過程語句、並發語句等。然後，通過一係列基礎實驗，引導讀者學習使用EDA軟件（如Xilinx Vivado, Intel Quartus Prime）進行PLD/FPGA/CPLD的設計流程，包括代碼編寫、仿真、綜閤、適配（placement & routing）和下載。實驗內容將涵蓋簡單的組閤邏輯和時序邏輯的HDL描述與實現，例如LED閃爍、數碼管顯示、按鍵控製等。通過這些實驗，讀者將初步掌握HDL編程和FPGA/CPLD開發的基本技能，理解軟硬件協同設計的概念。 第六章：EDA工具下的復雜數字係統設計實驗 本章將進一步深化讀者對EDA工具的掌握，並引導他們設計更為復雜的數字係統。在第五章的基礎上，本章將引入更高級的HDL編程技巧，如模塊化設計、參數化設計、狀態機的高級描述以及不同功能模塊的實例化和例化。實驗內容將覆蓋一些更具代錶性的數字係統設計，例如： 簡單微處理器/控製器設計： 實現一個簡化的CPU核心，包括指令譯碼、寄存器組、ALU等基本單元。 通信接口設計： 例如UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）串行通信接口的發送和接收模塊設計，用於與其他設備進行數據交換。 數字信號處理模塊： 如FIR（Finite Impulse Response）濾波器或IIR（Infinite Impulse Response）濾波器的HDL實現，用於對數字信號進行濾波處理。 存儲器接口與控製： 設計與外部存儲器（如SRAM, SDRAM）進行數據讀寫的控製邏輯。 每個實驗都將強調模塊化設計思想，鼓勵讀者將復雜係統分解為若乾個獨立的、可重用的功能模塊，並采用HDL語言進行描述和實現。同時，也將深入講解EDA工具中的高級功能，如時序約束的設置與分析、功耗分析、靜態時序檢查（STA）等，以確保設計的正確性和高性能。讀者將通過這些實驗，深刻體會到EDA工具在應對復雜設計挑戰時的強大支持作用。 第七章：嵌入式係統設計初步實驗 本章將數字電子與EDA技術與嵌入式係統開發相結閤。首先，介紹嵌入式係統的基本概念、組成以及與傳統數字電路設計的區彆。然後，以一個典型的嵌入式開發平颱（例如基於ARM Cortex-M係列微控製器的開發闆，或者集成瞭FPGA的SoC係統）為例，講解其硬件架構、開發環境和調試工具。 在實驗部分，將引導讀者完成以下任務： 外設驅動開發： 利用FPGA/CPLD或其他硬件接口，實現對常用嵌入式外設的控製，例如LED、按鍵、LCD顯示屏、ADC（Analog-to-Digital Converter）、DAC（Digital-to-Analog Converter）等。 簡單嵌入式應用實現： 編寫C/C++代碼，結閤HDL設計的硬件模塊，實現一些基礎的嵌入式應用，例如數據采集與顯示係統、簡單的儀器儀錶控製、物聯網節點等。 中斷處理機製： 理解和實現中斷服務程序，使嵌入式係統能夠響應外部事件。 軟硬件協同調試： 學習如何使用調試器（如JTAG, SWD）對嵌入式係統進行在綫調試，分析程序運行流程和硬件狀態。 通過這些實驗，讀者將能夠將所學的數字電子和EDA技術轉化為實際的嵌入式係統功能，初步體驗將硬件設計與軟件開發相結閤的樂趣，為未來更深入的嵌入式係統研究和開發打下基礎。 第八章：EDA工具高級應用與項目實踐 本章是對前幾章所學知識的鞏固和升華，將帶領讀者進行更具挑戰性的項目實踐，並介紹EDA工具的高級應用。 項目選題與設計： 提供若乾可選的項目課題，例如：一個簡單的數碼相機圖像處理前端、一個簡易的音樂播放器、一個交通信號燈控製器、一個基於FPGA的簡單遊戲機等。讀者可以選擇其中一個或根據自身興趣提齣新的項目。 係統級設計與驗證： 在項目實踐中，將進一步強調係統級的設計方法，鼓勵讀者進行模塊劃分、接口定義、信號時序規劃等。EDA工具的仿真功能將被更深入地使用，包括驗證覆蓋率分析、迴歸測試等。 IP核（Intellectual Property Core）的使用： 介紹IP核的概念，包括硬核、軟核和固核，並指導讀者如何在設計中調用和集成預先設計的IP核，以提高設計效率和復用性。 物理設計流程（針對FPGA/ASIC）： 簡要介紹FPGA的物理設計流程，如布局布綫（placement and routing）的優化技巧，以及時序收斂（timing closure）的重要性。對於有誌於ASIC設計的讀者，本章會提供一些關於ASIC設計流程的入門介紹。 現代EDA工具的新特性： 介紹一些EDA工具中最新的技術和功能，如高層綜閤（High-Level Synthesis, HLS）、係統級驗證（System-Level Verification）等，為讀者指明未來的學習方嚮。 通過本章的項目實踐，讀者將能夠綜閤運用數字電子和EDA技術，獨立完成一個具有一定復雜度的數字係統設計，並親身體驗從需求分析到最終實現的完整工程流程。 實驗環境與工具 本書的實驗將圍繞一套標準的數字電子與EDA實驗環境展開。通常包括： 硬件平颱： 常見的FPGA/CPLD開發闆（如Xilinx Artix-7, Intel Cyclone V係列等），以及麵包闆、各種電子元器件（電阻、電容、LED、數碼管、按鍵等）。 EDA軟件： 主流的FPGA/CPLD開發工具，例如Xilinx Vivado, Intel Quartus Prime。 仿真軟件： Waveform viewer for simulation results. 編程語言： Verilog或VHDL硬件描述語言，以及C/C++用於嵌入式係統開發。 調試工具： FPGA/CPLD的下載綫（如JTAG），以及嵌入式係統的調試器。 本書在每個實驗章節都會詳細說明所需的實驗器材和軟件版本，並提供相應的操作指南和注意事項。 學習建議 本書的學習過程是理論與實踐相結閤的過程。建議讀者在學習每個章節的理論知識後，立即動手進行相應的實驗。充分利用EDA工具進行仿真驗證，仔細分析仿真結果，理解錯誤發生的原因。在進行硬件實現時，要細心操作，注意電路的正確連接，並對實驗結果進行仔細觀察和分析。遇到問題時，應查閱相關的技術文檔、手冊，並與同學、老師進行交流討論。 本書內容涵蓋瞭數字電子技術和EDA技術的基礎理論和核心實踐技能，通過係統性的學習和大量的動手實驗，相信讀者能夠紮實掌握相關知識，為未來的學習和工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電子與EDA技術實驗教程》簡直是為我們這些初學者量身定做的！拿到手的第一感覺就是印刷質量相當不錯，紙張厚實，色彩鮮明，打開來，裏麵的排版也是清晰明瞭。我最看重的是它能不能把那些抽象的概念講得通俗易懂，這方麵我真的沒失望。書裏大量的圖例和流程圖，就像是給我指路明燈，把原本復雜的電路原理和EDA設計流程一點點剖析開來。特彆是那些關鍵的實驗環節，作者仿佛知道我們會遇到哪些睏難，提前給齣瞭詳盡的操作步驟和注意事項，甚至連一些容易齣錯的地方都做瞭特彆提示。我特彆喜歡書裏設計的幾個進階實驗，它們難度適中，但又能讓我們融會貫通前麵學到的知識，在動手實踐中真正理解數字電路的工作原理和EDA工具的強大之處。以前看那些理論書，總覺得離實踐太遠，這本教材的齣現，完美地彌閤瞭理論與實踐之間的鴻溝，讓我覺得學習數字電子技術不再是枯燥的背誦，而是一場充滿樂趣的探索。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個偶然的機會下瞭解到這本《數字電子與EDA技術實驗教程》的，當時正好在為學習EDA技術尋找一本好的實踐教材。這本書的內容非常豐富，涵蓋瞭數字電子技術的方方麵麵，並且以實驗的形式來講解，這對我來說是非常有幫助的。書中的實驗項目設計非常具有代錶性，能夠讓我們在實踐中學習到很多重要的概念和技術。我尤其喜歡書中的一些案例分析，它們能夠幫助我們理解在實際工程中如何運用這些技術來解決問題。此外，書中的講解也非常細緻，對於每一個實驗步驟都做瞭詳細的說明，並配有相應的圖示，這讓我們在操作過程中不容易齣錯。總的來說，這是一本非常優秀的實驗教程，它不僅能夠幫助我們掌握數字電子和EDA技術，還能夠培養我們的工程實踐能力，對於想要深入學習這方麵知識的讀者來說，絕對是一本不可多得的好書。

評分☆☆☆☆☆

剛收到這本《數字電子與EDA技術實驗教程》，我就迫不及待地翻閱起來。不得不說，它的內容組織非常有條理，從基礎的邏輯門電路講到復雜的時序邏輯，再到EDA工具的使用，循序漸進，邏輯性很強。我印象最深刻的是關於FPGA開發的章節，書中對於Verilog HDL的講解非常透徹，不僅僅是語法層麵的介紹，更重要的是結閤實際的例子，讓我們理解如何用硬件描述語言來實現數字電路的功能。那些精心設計的實驗項目，涵蓋瞭從簡單的計數器到稍微復雜的通信模塊，讓我有機會將理論知識轉化為實際的工程應用。我特彆欣賞的是，書中並沒有僅僅停留在“如何操作”的層麵，而是深入探討瞭“為什麼這麼做”以及“背後的原理是什麼”。這種深度讓我覺得，這不僅僅是一本實驗指導書，更是一本能夠幫助我們建立紮實數字設計思維的寶貴財富。每一次完成實驗，我都能感受到自己知識的增長和技能的提升，這種成就感是無與倫比的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，無疑是給像我這樣的電子技術愛好者帶來瞭福音。《數字電子與EDA技術實驗教程》在內容上做得非常齣色，它將復雜的數字電子理論知識與EDA技術緊密結閤，並通過一係列精心設計的實驗項目，讓讀者能夠直觀地理解和掌握這些技術。我特彆欣賞書中對實驗原理的清晰闡述，以及對實驗步驟的詳細指導。每一個實驗都像是一個小小的項目，讓我們在完成的過程中，既能學到知識，又能獲得成就感。而且，書中不僅僅是教我們如何操作，更重要的是引導我們思考，理解電路設計的邏輯和EDA工具的強大之處。從最初的門電路搭建，到後來的FPGA編程，每一個階段的學習都讓我受益匪淺。這本書讓我對數字電子技術和EDA技術有瞭更深刻的認識，也增強瞭我進行實際設計的信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用性簡直超乎我的想象！作為一名即將步入數字電子和EDA領域的學生，我曾經對如何將理論知識應用到實際項目中感到迷茫。但《數字電子與EDA技術實驗教程》的齣現，徹底改變瞭我的看法。它不僅僅是一堆理論的堆砌，而是提供瞭大量的、可操作性極強的實驗項目。書中的每一個實驗都設計得非常巧妙，能夠讓我們在動手實踐中深刻理解各種數字電路和EDA工具的特性。從最基礎的邏輯門電路仿真，到利用FPGA實現復雜功能，每一個步驟都清晰明確，配閤著圖示，讓我這個初學者也能輕鬆上手。我尤其贊賞的是，書中還附帶瞭許多常用的EDA軟件使用技巧和注意事項，這為我們節省瞭大量的摸索時間。通過這些實驗，我不僅掌握瞭EDA工具的基本操作，更重要的是培養瞭解決實際問題的能力，為我未來的學習和職業生涯打下瞭堅實的基礎。