数字电路的分析与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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冯珊珊 编

图书标签:

• 数字电路
• 电路分析
• 数字逻辑
• 电子技术
• 计算机硬件
• 应用电路
• 电路设计
• 可编程逻辑器件
• FPGA
• VHDL

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787568230056

版次：1

商品编码：11982167

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-08-01

用纸：胶版纸

页数：204

字数：312000

正文语种：中文

内容简介

　　《数字电路的分析与应用》采用“模块教学、项目驱动”的教学模式，改变了以往理论、实验、课程设计三者分离的教学方式。全书设计了基础、综合、进阶三个层次的模块，每个模块又由多个项目组成。在项目的学习中涵盖了真实、完整的实际工作任务并充分体现了基于工作过程的全新教学理念。教学项目分别以裁判表决电路、数码显示器、智力竞赛抢答器、具有整点报时功能的可校时数字钟、数字电压表的制作与调试等实际项目内容为载体，涵盖了数字电子技术的主要内容。每一项目配有相关内容的实验与一定量的习题，便于教师教学与读者自学。
　　《数字电路的分析与应用》内容覆盖面广、深浅度适中、实用性强，可作为高等工科院校电类专业数字电子技术类课程的教材。同时也可作为其他相关专业师生及工程技术人员参考用书。

目录

模块一 数字电路的基础知识
项目一 裁判表决电路
一、项目导入
二、任务链接
任务一 数制与码制
任务二 由信号灯建立逻辑事件与实际电路的直观认识
任务三 逻辑函数的化简
三、项目实施（裁判表决电路的设计与制作）
项目二数码显示器
一、项目导入
二、任务链接
任务一 编码器部分设计
任务二 译码器部分设计
任务三 其他电路（加法器、数据选择器、数据比较器）
三、项目实施
项目三 智力竞赛抢答器
一、项目导入
二、任务链接
任务一 集成触发器
任务二 时序逻辑电路的分析及设计
任务三 智力竞赛抢答器
三、项目实施
小结
练习题

模块二 数字钟整机设计与制作
项目一计数器设计
一、项目导入
二、任务链接
任务一 二进制计数器
任务二 十进制计数器
任务三 集成计数器及其应用
三、项目实施
项目二 时钟脉冲电路设计
一、项目导入
二、任务链接
任务一 矩形波产生电路
任务二 矩形波整形电路
三、项目实施
项目三 具有整点报时功能的可校时数字钟整机电路设计与仿真
一、项目导入
二、任务链接
任务一 数字钟整机框图设计和功能定义
任务二 振荡分频电路的设计与仿真
任务三 60进制与24进制计数器的设计与仿真
任务四 时间显示电路的设计与仿真
任务五 整点报时电路的设计与仿真
任务六 校时电路的设计与仿真
三、项目实施
知识拓展
小结
练习题

模块三 任务展——数字电压表的制作与调试
一、项目导入
二、任务链接
任务一 数字电压表的构成及参数指标
任务二 A／D转换器
任务三 D／A转换器
三、项目实施
小结
练习题
参考文献

《数字逻辑设计：原理、方法与实践》 一、 概览与定位 《数字逻辑设计：原理、方法与实践》是一本旨在全面阐释数字逻辑设计领域核心概念、关键技术和实际应用的专业著作。本书面向电子工程、计算机科学、自动化以及相关领域的学生、研究人员和工程技术人员，力求在理论深度与工程实践之间建立坚实的桥梁。本书的编写宗旨是，不仅要让读者掌握数字逻辑设计的基本原理，更要培养他们分析复杂问题、设计高效解决方案和熟练运用现代设计工具的能力。 本书的独特之处在于其系统性的结构和循序渐进的教学方法。从最基础的二进制数制和逻辑门开始，逐步深入到组合逻辑和序逻辑电路的设计与分析，再到复杂数字系统的实现与验证。同时，本书高度重视实际工程中的应用，将理论知识与Verilog HDL硬件描述语言、FPGA（现场可编程门阵列）开发流程紧密结合，帮助读者将所学知识转化为实际的设计成果。 二、 内容要点详述 第一部分：数字逻辑基础 二进制数制与编码： 本部分将从最基本的二进制数制讲起，详细介绍不同进制之间的转换方法，以及它们在数字系统中的重要性。此外，还将深入探讨各种常用编码方案，如BCD码、格雷码、ASCII码等，分析它们的特性、应用场景以及在数字电路中的实现方式。这将为读者理解后续复杂的逻辑运算奠定坚实的基础。 逻辑门与布尔代数： 布尔代数是数字逻辑设计的理论基石。本部分将详细介绍各种基本逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的功能、逻辑表达式、真值表和时序图。在此基础上，将系统地讲解布尔代数的公理、定理及其化简方法，如卡诺图（Karnaugh Map）和奎恩-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）算法。通过丰富的实例，引导读者掌握利用布尔代数化简复杂逻辑函数，以实现更经济、更高效的电路。 组合逻辑电路设计： 组合逻辑电路由逻辑门构成，其输出仅取决于当前输入。本部分将聚焦于组合逻辑电路的设计方法，包括分析、综合和优化。重点介绍各类常见的组合逻辑模块，如编码器、译码器、多路选择器（Multiplexer）、数据选择器（Demultiplexer）、加法器、减法器、比较器以及算术逻辑单元（ALU）等。本书将通过具体的电路设计案例，指导读者如何根据功能需求，从逻辑表达式或真值表出发，设计出满足要求的组合逻辑电路。 第二部分：序逻辑电路与时序系统 触发器与基本存储单元： 序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还取决于之前的状态，是数字系统实现存储功能的基础。本部分将详细介绍各种类型的触发器，包括SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器。将深入分析它们的构成、工作原理、时序特性（建立时间、保持时间、传播延迟）以及在不同时钟控制下的工作方式。读者将了解如何利用这些基本存储单元构建更复杂的时序电路。 时序状态机设计： 时序状态机（Sequential State Machine）是描述和设计序逻辑电路的强大工具。本部分将区分Moore型和Mealy型状态机的概念、特性和设计方法。我们将通过逐步教学，指导读者如何根据系统时序需求，绘制状态转移图（State Transition Diagram）、状态表（State Table），并将其转化为电路实现。本书将提供大量实例，例如控制器、计数器、移位寄存器等，帮助读者掌握状态机的完整设计流程。 时序电路的时序分析与时钟： 精确的时序控制是数字电路稳定运行的关键。本部分将深入探讨时序电路的时序问题，包括亚稳态（Metastability）现象的产生原因、危害以及解决方法。同时，将详细阐述时钟（Clock）信号的作用、时钟分频、时钟同步等概念，以及如何设计和分析时序电路的时钟网络，确保数据在正确的时间窗口内传输和处理。 第三部分：复杂数字系统设计与实现 微处理器与存储器接口： 本部分将从宏观角度介绍微处理器的工作原理，包括指令集、流水线、中断机制等。在此基础上，将重点讲解微处理器与各种存储器（RAM, ROM, Flash）之间的接口设计，包括地址总线、数据总线、控制信号的时序匹配和总线协议。这将帮助读者理解计算机系统的工作流程和硬件架构。 数据通路与控制器设计： 复杂的数字系统通常由数据通路（Datapath）和控制器（Controller）两部分组成。数据通路负责数据的流动和处理，而控制器则负责协调数据通路的动作。本部分将指导读者如何根据系统功能需求，设计相应的数据通路结构，并设计一个能够驱动数据通路完成特定任务的控制器。我们将通过实例，如一个简单的CPU或数据处理单元，来演示这一设计过程。 数模转换与模数转换： 现实世界中的许多信号是模拟的，而数字电路只能处理数字信号。因此，数模转换（DAC）和模数转换（ADC）在许多应用中至关重要。本部分将介绍几种常见的DAC和ADC的实现原理，如逐次逼近型ADC、双积分型ADC、R-2R DAC、权电流DAC等。同时，将讨论量化误差、采样率、分辨率等关键参数，并分析它们对系统性能的影响。 第四部分：硬件描述语言与FPGA实现 Verilog HDL 入门： 硬件描述语言（HDL）是现代数字电路设计不可或缺的工具。本书将以Verilog HDL为例，系统地介绍其基本语法、数据类型、运算符、结构语句（如`always`块、`assign`语句）以及模块实例化。通过实例，引导读者掌握如何使用Verilog HDL描述组合逻辑和序逻辑电路。 Verilog HDL 高级特性与仿真： 为了进行更复杂的逻辑设计，本书将深入讲解Verilog HDL的高级特性，如参数化模块、任务、函数、任务、用户自定义类型、接口（interface）以及阻塞与非阻塞赋值的区别。同时，将详细介绍仿真（Simulation）的概念、仿真器的工作流程、测试平台（Testbench）的设计方法，以及如何通过仿真来验证设计的正确性。 FPGA 架构与设计流程： FPGA是一种可编程逻辑器件，能够实现高度定制化的数字电路。本书将介绍FPGA的基本架构，包括查找表（LUT）、触发器、布线资源、IO模块等。在此基础上，将全面阐述基于FPGA的数字系统设计流程，包括代码编写、综合（Synthesis）、映射（Mapping）、布局（Place）、布线（Route）以及生成比特流（Bitstream）并下载到FPGA芯片。 FPGA 应用实例： 为了巩固所学知识，本书将提供若干基于FPGA的实际应用案例。这些案例将覆盖不同的领域，例如简单的数字信号处理模块、通信接口控制器、嵌入式系统中的逻辑部分等。通过这些实例，读者将能够体验从理论设计到硬件实现的完整过程，并了解FPGA在现代电子系统中的广泛应用。 三、 学习方法与实践指导 本书强调理论与实践相结合的学习模式。每章都配有大量的例题和习题，旨在帮助读者巩固所学知识，并提高解决问题的能力。此外，本书还提供了仿真和FPGA实验的指导，鼓励读者动手实践，将理论知识转化为实际技能。对于有一定基础的读者，本书的深入讲解和前沿技术的介绍，也将提供新的视野和启发。 四、 目标读者 高等院校电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的本科生和研究生。 从事数字电路设计、嵌入式系统开发、集成电路设计的工程师。 对数字逻辑设计感兴趣的硬件工程师和软件工程师。 希望系统学习数字逻辑设计理论与实践的研究人员。 《数字逻辑设计：原理、方法与实践》 将成为您在数字逻辑设计领域的得力助手，助您深入理解数字世界的奥秘，掌握现代数字电路设计的核心技术，并在您的职业生涯中取得更大的成就。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在准备考研的学生，信息与通信工程是我的专业方向，数字电路是其中非常核心的一门课程。在选择考研复习资料时，我比较了市面上多本相关的书籍，最终选择了《数字电路的分析与应用》。这本书的理论深度和广度都相当可观，尤其是在数电模拟混合仿真以及FPGA等前沿技术的介绍上，我认为比我之前接触过的其他教材更为深入和前沿。书中对于许多概念的阐述都非常到位，例如在讲解时序逻辑电路时，作者详细分析了触发器的类型、状态转移以及时钟信号的作用，并通过大量的例题帮助读者理解。我尤其喜欢书中对一些经典数字系统设计实例的剖析，比如数据通路和控制器的设计，这些案例生动地展示了数字电路是如何在实际应用中发挥作用的，极大地激发了我学习的兴趣和动力。虽然部分章节内容略显复杂，需要反复揣摩，但这恰恰说明了这本书的专业性和学术价值。我相信，通过对这本书的深入学习，我能够扎实掌握数字电路的理论知识，为我的考研复习打下坚实的基础，并且能够应对未来学习和工作中可能遇到的各种挑战。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在集成电路设计领域摸爬滚打多年的工程师，我一直在寻找一本能够兼顾理论深度与工程实践的优秀参考书，而《数字电路的分析与应用》无疑满足了我的期望。这本书的独特之处在于，它不仅仅停留在理论层面，更是将大量的工程实践经验融入其中。例如，在介绍CMOS逻辑电路的性能分析时，作者不仅仅给出了理论公式，还结合实际工艺参数，分析了不同设计风格对功耗、速度和面积的影响，这对于我们工程师来说是非常宝贵的指导。书中关于故障诊断与测试的章节，也非常切合实际工程中的痛点，提供了很多实用的方法和思路。另外，书中对低功耗设计和高速接口电路的讲解，也紧跟行业发展趋势，为我们提供了最新的技术动态和设计技巧。这本书的语言风格专业但不失严谨，逻辑清晰，论证有力，让人读起来受益匪浅。虽然我已经具备一定的数字电路基础，但在阅读这本书的过程中，我仍然能够不断地发现新的知识点，加深对现有知识的理解，甚至启发了我新的设计思路。我强烈推荐这本书给所有从事数字电路设计和相关领域的工程师和研究者。

评分☆☆☆☆☆

我最近在研究嵌入式系统开发，而数字电路是构建嵌入式硬件平台的基础。在寻找相关资料的过程中，《数字电路的分析与应用》这本书给我留下了深刻的印象。这本书在理论知识的传授上，既有扎实的深度，又有清晰的逻辑性，特别是对于各种复杂逻辑功能的实现，以及如何将其映射到硬件描述语言（HDL）中进行编程，讲解得非常细致。书中对于状态机的设计和优化，以及如何通过时钟域交叉处理来保证系统稳定性，这些都是嵌入式开发中非常关键的技术点，本书都有涉及，并且提供了不少实用的技巧。此外，书中关于FPGA在数字信号处理、通信接口等方面的应用案例，也给了我很大的启发，让我对如何利用FPGA实现高性能的嵌入式解决方案有了更深入的理解。这本书的结构安排非常合理，从基础理论到高级应用，循序渐进，让读者能够逐步构建起完整的知识体系。虽然书中也包含了一些数学推导，但我认为这些推导都是为了更好地理解和掌握核心原理，是必不可少的。对于正在进行嵌入式系统设计和FPGA开发的研究者和工程师来说，这本书无疑是一本非常有价值的参考工具书，能够帮助我们提升设计效率和优化系统性能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大方，深蓝色的背景衬托着白色的书名“数字电路的分析与应用”，给人一种专业而严谨的学术氛围。我是一位刚刚接触数字电路的初学者，被这本书的标题所吸引，希望能够系统地学习数字电路的基本原理和实际应用。拿到书后，我迫不及待地翻开，纸张的质感很好，印刷清晰，阅读起来非常舒适。虽然我还没来得及深入研读，但从目录和章节安排来看，这本书的结构十分清晰，从最基础的逻辑门到复杂的组合逻辑电路和时序逻辑电路，再到实际的应用案例，层层递进，非常适合我这样的新手入门。其中，关于逻辑代数化简的章节，让我对如何简化复杂的逻辑表达式有了初步的认识，这对于后续的学习至关重要。此外，书中提到的EDA工具的应用，也让我对现代数字电路设计有了更直观的感受，期待在接下来的学习中能将理论知识与实践相结合，真正掌握数字电路的设计与分析能力。总的来说，这本书给我留下了很好的第一印象，我相信它会是我学习数字电路过程中不可或缺的良师益友。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对电子技术充满好奇心的学生，虽然我不是计算机或电子专业的，但我一直对数字世界背后的原理很感兴趣，特别是那些构成我们日常电子设备核心的“看不见的”电路。《数字电路的分析与应用》这本书，在我看来，就像是打开了一扇通往数字世界大门的神奇钥匙。我一开始是被书名中的“分析与应用”所吸引，以为会是枯燥的公式和定理。但真正翻开后，我发现书中用了很多生动的比喻和图示，把抽象的概念变得形象易懂。比如，在讲到“与”、“或”、“非”这些基本逻辑门的时候，作者通过生活中的例子，让我立刻明白了它们的功能。还有书中对组合逻辑电路和时序逻辑电路的划分，以及它们分别解决的问题，也让我有了一个清晰的框架。最让我惊喜的是，书中还列举了一些生活中常见的应用，比如计算器、交通灯控制等，让我觉得数字电路不再是遥不可及的高深学问，而是与我们的生活息息相关的技术。这本书的语言风格非常友好，没有太多晦涩难懂的专业术语，即使我不是专业人士，也能基本理解其中的内容。我非常期待通过这本书，能够更深入地了解数字电路的魅力，并且尝试用它来解决一些小小的创意问题。