數字電路的分析與應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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馮珊珊 編

圖書標籤:

• 數字電路
• 電路分析
• 數字邏輯
• 電子技術
• 計算機硬件
• 應用電路
• 電路設計
• 可編程邏輯器件
• FPGA
• VHDL

齣版社： 北京理工大學齣版社

ISBN：9787568230056

版次：1

商品編碼：11982167

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-08-01

用紙：膠版紙

頁數：204

字數：312000

正文語種：中文

內容簡介

　　《數字電路的分析與應用》采用“模塊教學、項目驅動”的教學模式，改變瞭以往理論、實驗、課程設計三者分離的教學方式。全書設計瞭基礎、綜閤、進階三個層次的模塊，每個模塊又由多個項目組成。在項目的學習中涵蓋瞭真實、完整的實際工作任務並充分體現瞭基於工作過程的全新教學理念。教學項目分彆以裁判錶決電路、數碼顯示器、智力競賽搶答器、具有整點報時功能的可校時數字鍾、數字電壓錶的製作與調試等實際項目內容為載體，涵蓋瞭數字電子技術的主要內容。每一項目配有相關內容的實驗與一定量的習題，便於教師教學與讀者自學。
　　《數字電路的分析與應用》內容覆蓋麵廣、深淺度適中、實用性強，可作為高等工科院校電類專業數字電子技術類課程的教材。同時也可作為其他相關專業師生及工程技術人員參考用書。

目錄

模塊一 數字電路的基礎知識
項目一 裁判錶決電路
一、項目導入
二、任務鏈接
任務一 數製與碼製
任務二 由信號燈建立邏輯事件與實際電路的直觀認識
任務三 邏輯函數的化簡
三、項目實施（裁判錶決電路的設計與製作）
項目二數碼顯示器
一、項目導入
二、任務鏈接
任務一 編碼器部分設計
任務二 譯碼器部分設計
任務三 其他電路（加法器、數據選擇器、數據比較器）
三、項目實施
項目三 智力競賽搶答器
一、項目導入
二、任務鏈接
任務一 集成觸發器
任務二 時序邏輯電路的分析及設計
任務三 智力競賽搶答器
三、項目實施
小結
練習題

模塊二 數字鍾整機設計與製作
項目一計數器設計
一、項目導入
二、任務鏈接
任務一 二進製計數器
任務二 十進製計數器
任務三 集成計數器及其應用
三、項目實施
項目二 時鍾脈衝電路設計
一、項目導入
二、任務鏈接
任務一 矩形波産生電路
任務二 矩形波整形電路
三、項目實施
項目三 具有整點報時功能的可校時數字鍾整機電路設計與仿真
一、項目導入
二、任務鏈接
任務一 數字鍾整機框圖設計和功能定義
任務二 振蕩分頻電路的設計與仿真
任務三 60進製與24進製計數器的設計與仿真
任務四 時間顯示電路的設計與仿真
任務五 整點報時電路的設計與仿真
任務六 校時電路的設計與仿真
三、項目實施
知識拓展
小結
練習題

模塊三 任務展——數字電壓錶的製作與調試
一、項目導入
二、任務鏈接
任務一 數字電壓錶的構成及參數指標
任務二 A／D轉換器
任務三 D／A轉換器
三、項目實施
小結
練習題
參考文獻

《數字邏輯設計：原理、方法與實踐》 一、 概覽與定位 《數字邏輯設計：原理、方法與實踐》是一本旨在全麵闡釋數字邏輯設計領域核心概念、關鍵技術和實際應用的專業著作。本書麵嚮電子工程、計算機科學、自動化以及相關領域的學生、研究人員和工程技術人員，力求在理論深度與工程實踐之間建立堅實的橋梁。本書的編寫宗旨是，不僅要讓讀者掌握數字邏輯設計的基本原理，更要培養他們分析復雜問題、設計高效解決方案和熟練運用現代設計工具的能力。 本書的獨特之處在於其係統性的結構和循序漸進的教學方法。從最基礎的二進製數製和邏輯門開始，逐步深入到組閤邏輯和序邏輯電路的設計與分析，再到復雜數字係統的實現與驗證。同時，本書高度重視實際工程中的應用，將理論知識與Verilog HDL硬件描述語言、FPGA（現場可編程門陣列）開發流程緊密結閤，幫助讀者將所學知識轉化為實際的設計成果。 二、 內容要點詳述 第一部分：數字邏輯基礎 二進製數製與編碼： 本部分將從最基本的二進製數製講起，詳細介紹不同進製之間的轉換方法，以及它們在數字係統中的重要性。此外，還將深入探討各種常用編碼方案，如BCD碼、格雷碼、ASCII碼等，分析它們的特性、應用場景以及在數字電路中的實現方式。這將為讀者理解後續復雜的邏輯運算奠定堅實的基礎。 邏輯門與布爾代數： 布爾代數是數字邏輯設計的理論基石。本部分將詳細介紹各種基本邏輯門（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的功能、邏輯錶達式、真值錶和時序圖。在此基礎上，將係統地講解布爾代數的公理、定理及其化簡方法，如卡諾圖（Karnaugh Map）和奎恩-麥剋拉斯基（Quine-McCluskey）算法。通過豐富的實例，引導讀者掌握利用布爾代數化簡復雜邏輯函數，以實現更經濟、更高效的電路。 組閤邏輯電路設計： 組閤邏輯電路由邏輯門構成，其輸齣僅取決於當前輸入。本部分將聚焦於組閤邏輯電路的設計方法，包括分析、綜閤和優化。重點介紹各類常見的組閤邏輯模塊，如編碼器、譯碼器、多路選擇器（Multiplexer）、數據選擇器（Demultiplexer）、加法器、減法器、比較器以及算術邏輯單元（ALU）等。本書將通過具體的電路設計案例，指導讀者如何根據功能需求，從邏輯錶達式或真值錶齣發，設計齣滿足要求的組閤邏輯電路。 第二部分：序邏輯電路與時序係統 觸發器與基本存儲單元： 序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前輸入，還取決於之前的狀態，是數字係統實現存儲功能的基礎。本部分將詳細介紹各種類型的觸發器，包括SR觸發器、D觸發器、JK觸發器和T觸發器。將深入分析它們的構成、工作原理、時序特性（建立時間、保持時間、傳播延遲）以及在不同時鍾控製下的工作方式。讀者將瞭解如何利用這些基本存儲單元構建更復雜的時序電路。 時序狀態機設計： 時序狀態機（Sequential State Machine）是描述和設計序邏輯電路的強大工具。本部分將區分Moore型和Mealy型狀態機的概念、特性和設計方法。我們將通過逐步教學，指導讀者如何根據係統時序需求，繪製狀態轉移圖（State Transition Diagram）、狀態錶（State Table），並將其轉化為電路實現。本書將提供大量實例，例如控製器、計數器、移位寄存器等，幫助讀者掌握狀態機的完整設計流程。 時序電路的時序分析與時鍾： 精確的時序控製是數字電路穩定運行的關鍵。本部分將深入探討時序電路的時序問題，包括亞穩態（Metastability）現象的産生原因、危害以及解決方法。同時，將詳細闡述時鍾（Clock）信號的作用、時鍾分頻、時鍾同步等概念，以及如何設計和分析時序電路的時鍾網絡，確保數據在正確的時間窗口內傳輸和處理。 第三部分：復雜數字係統設計與實現 微處理器與存儲器接口： 本部分將從宏觀角度介紹微處理器的工作原理，包括指令集、流水綫、中斷機製等。在此基礎上，將重點講解微處理器與各種存儲器（RAM, ROM, Flash）之間的接口設計，包括地址總綫、數據總綫、控製信號的時序匹配和總綫協議。這將幫助讀者理解計算機係統的工作流程和硬件架構。 數據通路與控製器設計： 復雜的數字係統通常由數據通路（Datapath）和控製器（Controller）兩部分組成。數據通路負責數據的流動和處理，而控製器則負責協調數據通路的動作。本部分將指導讀者如何根據係統功能需求，設計相應的數據通路結構，並設計一個能夠驅動數據通路完成特定任務的控製器。我們將通過實例，如一個簡單的CPU或數據處理單元，來演示這一設計過程。 數模轉換與模數轉換： 現實世界中的許多信號是模擬的，而數字電路隻能處理數字信號。因此，數模轉換（DAC）和模數轉換（ADC）在許多應用中至關重要。本部分將介紹幾種常見的DAC和ADC的實現原理，如逐次逼近型ADC、雙積分型ADC、R-2R DAC、權電流DAC等。同時，將討論量化誤差、采樣率、分辨率等關鍵參數，並分析它們對係統性能的影響。 第四部分：硬件描述語言與FPGA實現 Verilog HDL 入門： 硬件描述語言（HDL）是現代數字電路設計不可或缺的工具。本書將以Verilog HDL為例，係統地介紹其基本語法、數據類型、運算符、結構語句（如`always`塊、`assign`語句）以及模塊實例化。通過實例，引導讀者掌握如何使用Verilog HDL描述組閤邏輯和序邏輯電路。 Verilog HDL 高級特性與仿真： 為瞭進行更復雜的邏輯設計，本書將深入講解Verilog HDL的高級特性，如參數化模塊、任務、函數、任務、用戶自定義類型、接口（interface）以及阻塞與非阻塞賦值的區彆。同時，將詳細介紹仿真（Simulation）的概念、仿真器的工作流程、測試平颱（Testbench）的設計方法，以及如何通過仿真來驗證設計的正確性。 FPGA 架構與設計流程： FPGA是一種可編程邏輯器件，能夠實現高度定製化的數字電路。本書將介紹FPGA的基本架構，包括查找錶（LUT）、觸發器、布綫資源、IO模塊等。在此基礎上，將全麵闡述基於FPGA的數字係統設計流程，包括代碼編寫、綜閤（Synthesis）、映射（Mapping）、布局（Place）、布綫（Route）以及生成比特流（Bitstream）並下載到FPGA芯片。 FPGA 應用實例： 為瞭鞏固所學知識，本書將提供若乾基於FPGA的實際應用案例。這些案例將覆蓋不同的領域，例如簡單的數字信號處理模塊、通信接口控製器、嵌入式係統中的邏輯部分等。通過這些實例，讀者將能夠體驗從理論設計到硬件實現的完整過程，並瞭解FPGA在現代電子係統中的廣泛應用。 三、 學習方法與實踐指導 本書強調理論與實踐相結閤的學習模式。每章都配有大量的例題和習題，旨在幫助讀者鞏固所學知識，並提高解決問題的能力。此外，本書還提供瞭仿真和FPGA實驗的指導，鼓勵讀者動手實踐，將理論知識轉化為實際技能。對於有一定基礎的讀者，本書的深入講解和前沿技術的介紹，也將提供新的視野和啓發。 四、 目標讀者 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和研究生。 從事數字電路設計、嵌入式係統開發、集成電路設計的工程師。 對數字邏輯設計感興趣的硬件工程師和軟件工程師。 希望係統學習數字邏輯設計理論與實踐的研究人員。 《數字邏輯設計：原理、方法與實踐》 將成為您在數字邏輯設計領域的得力助手，助您深入理解數字世界的奧秘，掌握現代數字電路設計的核心技術，並在您的職業生涯中取得更大的成就。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在集成電路設計領域摸爬滾打多年的工程師，我一直在尋找一本能夠兼顧理論深度與工程實踐的優秀參考書，而《數字電路的分析與應用》無疑滿足瞭我的期望。這本書的獨特之處在於，它不僅僅停留在理論層麵，更是將大量的工程實踐經驗融入其中。例如，在介紹CMOS邏輯電路的性能分析時，作者不僅僅給齣瞭理論公式，還結閤實際工藝參數，分析瞭不同設計風格對功耗、速度和麵積的影響，這對於我們工程師來說是非常寶貴的指導。書中關於故障診斷與測試的章節，也非常切閤實際工程中的痛點，提供瞭很多實用的方法和思路。另外，書中對低功耗設計和高速接口電路的講解，也緊跟行業發展趨勢，為我們提供瞭最新的技術動態和設計技巧。這本書的語言風格專業但不失嚴謹，邏輯清晰，論證有力，讓人讀起來受益匪淺。雖然我已經具備一定的數字電路基礎，但在閱讀這本書的過程中，我仍然能夠不斷地發現新的知識點，加深對現有知識的理解，甚至啓發瞭我新的設計思路。我強烈推薦這本書給所有從事數字電路設計和相關領域的工程師和研究者。

評分☆☆☆☆☆

我最近在研究嵌入式係統開發，而數字電路是構建嵌入式硬件平颱的基礎。在尋找相關資料的過程中，《數字電路的分析與應用》這本書給我留下瞭深刻的印象。這本書在理論知識的傳授上，既有紮實的深度，又有清晰的邏輯性，特彆是對於各種復雜邏輯功能的實現，以及如何將其映射到硬件描述語言（HDL）中進行編程，講解得非常細緻。書中對於狀態機的設計和優化，以及如何通過時鍾域交叉處理來保證係統穩定性，這些都是嵌入式開發中非常關鍵的技術點，本書都有涉及，並且提供瞭不少實用的技巧。此外，書中關於FPGA在數字信號處理、通信接口等方麵的應用案例，也給瞭我很大的啓發，讓我對如何利用FPGA實現高性能的嵌入式解決方案有瞭更深入的理解。這本書的結構安排非常閤理，從基礎理論到高級應用，循序漸進，讓讀者能夠逐步構建起完整的知識體係。雖然書中也包含瞭一些數學推導，但我認為這些推導都是為瞭更好地理解和掌握核心原理，是必不可少的。對於正在進行嵌入式係統設計和FPGA開發的研究者和工程師來說，這本書無疑是一本非常有價值的參考工具書，能夠幫助我們提升設計效率和優化係統性能。

評分☆☆☆☆☆

我是一名正在準備考研的學生，信息與通信工程是我的專業方嚮，數字電路是其中非常核心的一門課程。在選擇考研復習資料時，我比較瞭市麵上多本相關的書籍，最終選擇瞭《數字電路的分析與應用》。這本書的理論深度和廣度都相當可觀，尤其是在數電模擬混閤仿真以及FPGA等前沿技術的介紹上，我認為比我之前接觸過的其他教材更為深入和前沿。書中對於許多概念的闡述都非常到位，例如在講解時序邏輯電路時，作者詳細分析瞭觸發器的類型、狀態轉移以及時鍾信號的作用，並通過大量的例題幫助讀者理解。我尤其喜歡書中對一些經典數字係統設計實例的剖析，比如數據通路和控製器的設計，這些案例生動地展示瞭數字電路是如何在實際應用中發揮作用的，極大地激發瞭我學習的興趣和動力。雖然部分章節內容略顯復雜，需要反復揣摩，但這恰恰說明瞭這本書的專業性和學術價值。我相信，通過對這本書的深入學習，我能夠紮實掌握數字電路的理論知識，為我的考研復習打下堅實的基礎，並且能夠應對未來學習和工作中可能遇到的各種挑戰。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對電子技術充滿好奇心的學生，雖然我不是計算機或電子專業的，但我一直對數字世界背後的原理很感興趣，特彆是那些構成我們日常電子設備核心的“看不見的”電路。《數字電路的分析與應用》這本書，在我看來，就像是打開瞭一扇通往數字世界大門的神奇鑰匙。我一開始是被書名中的“分析與應用”所吸引，以為會是枯燥的公式和定理。但真正翻開後，我發現書中用瞭很多生動的比喻和圖示，把抽象的概念變得形象易懂。比如，在講到“與”、“或”、“非”這些基本邏輯門的時候，作者通過生活中的例子，讓我立刻明白瞭它們的功能。還有書中對組閤邏輯電路和時序邏輯電路的劃分，以及它們分彆解決的問題，也讓我有瞭一個清晰的框架。最讓我驚喜的是，書中還列舉瞭一些生活中常見的應用，比如計算器、交通燈控製等，讓我覺得數字電路不再是遙不可及的高深學問，而是與我們的生活息息相關的技術。這本書的語言風格非常友好，沒有太多晦澀難懂的專業術語，即使我不是專業人士，也能基本理解其中的內容。我非常期待通過這本書，能夠更深入地瞭解數字電路的魅力，並且嘗試用它來解決一些小小的創意問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大方，深藍色的背景襯托著白色的書名“數字電路的分析與應用”，給人一種專業而嚴謹的學術氛圍。我是一位剛剛接觸數字電路的初學者，被這本書的標題所吸引，希望能夠係統地學習數字電路的基本原理和實際應用。拿到書後，我迫不及待地翻開，紙張的質感很好，印刷清晰，閱讀起來非常舒適。雖然我還沒來得及深入研讀，但從目錄和章節安排來看，這本書的結構十分清晰，從最基礎的邏輯門到復雜的組閤邏輯電路和時序邏輯電路，再到實際的應用案例，層層遞進，非常適閤我這樣的新手入門。其中，關於邏輯代數化簡的章節，讓我對如何簡化復雜的邏輯錶達式有瞭初步的認識，這對於後續的學習至關重要。此外，書中提到的EDA工具的應用，也讓我對現代數字電路設計有瞭更直觀的感受，期待在接下來的學習中能將理論知識與實踐相結閤，真正掌握數字電路的設計與分析能力。總的來說，這本書給我留下瞭很好的第一印象，我相信它會是我學習數字電路過程中不可或缺的良師益友。