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周祖成，程晓军，马卓钊 著

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• 数字电路
• 系统设计
• 教学实验
• 电子技术
• 电路分析
• 逻辑电路
• Verilog
• FPGA
• 实验教程
• 高等教育

店铺： 广影图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030286376

商品编码：29692996308

包装：平装

出版时间：2010-08-01

基本信息

书名:数字电路与系统教学实验教程

定价：28.00元

售价：19.0元,便宜9.0元,折扣67

作者:周祖成,程晓军,马卓钊

出版社：科学出版社

出版日期：2010-08-01

ISBN：9787030286376

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.481kg

编辑推荐

内容提要

本书介绍了EDA和FPGA的相关基础知识，重点介绍了在宽带无线多媒体教学平台上如何用Altera的工具做电路与系统的设计。全书提供了近20个教学实验的例子，读者一步一步、由浅入深地使用FPGA实现电路与系统的设计。为了方便教学，随教学平台提供配套光盘。
本书可以作为通信、信息、计算机、人工智能、光机电一体化、图像和工业自动化类专业专、本科生及研究生数字电路与系统、信号处理、计算机接口和编程设计语言、多媒体、通信及IC设计等课程的教学实验用书，还可以作为电子技能大赛的指导用书。

目录

基础篇
章 EDA技术及其发展
1.1 集成电路产业基本规律
1.2 EDA产业的历史
1.2.1 计算机辅助设计阶段
1.2.2 计算机辅助工程阶段
1.2.3 电子设计自动化阶段
1.3 EDA工具的分类
1.3.1 电路设计与仿真工具
1.3.2 PCB设计软件
1.3.3 IC设计软件
1.3.4 FPGA设计工具
1.4 主要硬件描述语言
1.4.1 VHDL
1.4.2 Verilog HDL
1.4.3 System Veilog
1.4.4 SystemC
1.4.5 VHDL和Verilog HDL的比较
1.4.6 SystemC和System Verilog的比较
1.5 集成电路设计方法学
1.5.1 片上系统的概念
1.5.2 可编程片上系统的概念
1.5.3 片上系统设计方法学的概念
1.5.4 软硬件协同设计方法
1.5.5 基于虚拟原型的设计方法
1.5.6 IP核及IP复用
小结
第2章 可编程逻辑器件的发展及原理
2.1 可编程逻辑器件结构剖析
2.1.1 简单PLD的“与”阵列、“或”阵列平面结构
2.1.2 带宏单元的复杂可编程逻辑器件
2.1.3 FPGA
2.2 可编程逻辑器件的编程原理
2.2.1 熔丝型编程
2.2.2 反熔丝型编程
2.2.3 SRAM编程
2.2.4 EPROM编程
2.2.5 E2pROM编程
2.2.6 FPGA的发展趋势
2.3 Altera Cyclone Ⅱ简介
2.3.1 Altera公司的可编辑逻辑器件
2.3.2 Cyclone Ⅱ的总体结构
2.3.3 LE结构
2.3.4 LAB结构
2.3.5 全局时钟网络
2.3.6 DSP结构
小结
第3章 综合工具Quartus Ⅱ的使用
3.1 工程建立
3.2 建立设计
3.3 分析与综合
3.4 引脚分配
3.5 程序下载
3.6 SignalTap Ⅱ的使用
小结
第4章 仿真工具ModelSim的使用
4.1 ModelSim仿真过程
4.2 加入Altera器件的仿真库
小结
第5章 TE3无线多媒体教学平台简介
5.1 概述
5.2 核心板
5.2.1 主要特性
5.2.2 核心板的主要器件
5.2.3 应用领域
5.3 扩展板
5.3.1 主要特性
5.3.2 主要器件及接口
5.3.3 应用领域
……
实验篇
第6章 LED实验
第7章 脉冲发生器实验
第8章 脉宽调制(PWM)实验
第9章 波形发生器实验
0章 键盘扫描及数码管显示实验
1章 计算器实验
2章 数字钟实验
3章 SRAM接口实验
4章 串行接口实验
5章 I2C接口实验
6章 BCH编码实验
7章 音频接口实验
8章 VGA接口实验
9章 视频接口实验
第20章 液晶屏和触摸屏实验
第22章 μClinux实验
附录 TE3无线多媒体教学平台使用简介

作者介绍

文摘

序言

《电子工程基础：从元件到系统》 内容概述 本书是一本全面介绍电子工程核心概念的入门级教材，旨在为初学者打下坚实的理论基础，并引导他们理解电子系统的基本构成和工作原理。不同于专注于特定领域的教科书，本书将视野放宽至整个电子工程的范畴，从最基本的电子元件讲起，逐步深入到复杂系统的设计与分析。全书内容紧密围绕“理解电子，构建系统”这一主线展开，力求通过清晰的讲解、直观的类比和丰富的实例，帮助读者建立起对电子世界的宏观认知和微观洞察。 第一部分：电子元件的奥秘 本部分是本书的基石，我们将从最基本的电子元件入手，逐一揭示它们的物理特性、工作原理以及在实际电路中的应用。 第一章：电荷、电流与电压——电子世界的基石。 这一章将从原子结构出发，解释电荷的本质，进而引入电流和电压的概念。我们会使用日常生活中易于理解的类比，如水流和水压，来帮助读者直观地理解这些抽象的概念。同时，也会介绍电流的单位（安培）、电压的单位（伏特）以及它们之间的基本关系，为后续内容的学习奠定概念基础。我们会探讨欧姆定律，这是理解所有电阻性电路的基石，并介绍导体、绝缘体和半导体的基本区别。 第二章：电阻器——控制电流的“刹车”。 电阻器是电路中最基础也是最常见的元件之一。本章将详细介绍电阻的定义、单位（欧姆）以及影响电阻大小的因素（材料、长度、截面积）。我们将重点讲解色环电阻的识别方法，这对于实际电路的搭建和维修至关重要。此外，我们还会介绍不同功率等级的电阻器，以及它们在电路中的作用，如限流、分压等。并通过简单的串联和并联电阻电路的分析，展示电阻在电路中的基本应用。 第三章：电容器——储存电荷的“小水库”。 电容器是能够储存电荷的元件，在滤波、耦合、定时等电路中扮演着重要角色。本章将解释电容器的结构（介质、极板）和电容的定义、单位（法拉）。我们会介绍不同类型的电容器，如电解电容器、陶瓷电容器、薄膜电容器等，并分析它们的特点和适用场合。本章的重点将是电容器在直流和交流电路中的充放电过程，以及它们在简单RC电路中的应用，如延时和滤波功能。 第四章：电感器——“惯性”的体现。 电感器是能够储存磁场能量的元件，与电容器一同构成电路中的储能元件。本章将介绍电感器的定义、单位（亨利）以及电感量的大小。我们会讲解电感器的基本结构和工作原理，以及它在处理交流信号时的特性。通过介绍电感器的串联和并联组合，以及RLC电路的基本概念，为理解振荡电路和滤波器打下基础。 第五章：二极管——单向导通的“开关”。 二极管是一种具有单向导电特性的半导体元件，是构成现代电子设备不可或缺的基础。本章将深入讲解PN结的形成和工作原理，区分正向偏置和反向偏置状态。我们会介绍不同类型的二极管，如普通二极管、稳压二极管、发光二极管（LED）和光敏二极管，并阐述它们各自的应用。通过分析简单的整流电路，读者将能直观地看到二极管在将交流电转换为直流电过程中的关键作用。 第六章：晶体管——电子电路的“大脑”。 晶体管是实现信号放大和开关功能的关键元件，是现代电子技术的核心。本章将重点介绍双极结型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）两种主流晶体管的结构、工作原理和基本特性。我们将详细讲解晶体管的放大作用和开关作用，并通过简单的共发射极放大电路等示例，展示晶体管在信号放大和数字逻辑控制中的应用。 第二部分：基本电路分析与设计 在掌握了基本电子元件的知识后，本部分将引导读者学习如何将这些元件组合成功能电路，并对电路的性能进行分析和设计。 第七章：直流电路分析。 这一章将聚焦于直流电路的分析方法。我们会系统介绍基尔霍夫电压定律（KVL）和基尔霍夫电流定律（KCL），这是分析复杂直流电路的基础。同时，将深入讲解戴维宁定理和诺顿定理，以及叠加定理，这些强大的工具能够简化复杂电路的分析过程。通过大量实例，读者将学会如何计算电路中的电压、电流和功率，并掌握电阻串并联、分压分流等基本技巧。 第八章：交流电路初步。 交流电是现代电力系统的主流，也是信号传输的基础。本章将引入交流电的概念，包括周期、频率、振幅、相位等。我们将讲解正弦波信号的表示方法，并介绍阻抗的概念，解释电阻、电容和电感在交流电路中的不同表现。通过学习RL、RC和RLC串联电路的分析，以及阻抗匹配的基本原理，读者将为后续学习更复杂的交流电路打下基础。 第九章：信号的产生与处理。 信号是信息传输的载体。本章将介绍不同类型的信号，如直流信号、交流信号、脉冲信号、方波信号等，并探讨信号的特性。我们将介绍振荡器的基本原理，以及如何利用RC电路和LC电路产生周期性信号。同时，将引入滤波器，讲解低通、高通、带通和带阻滤波器的作用和基本设计思路，帮助读者理解如何从复杂的信号中提取所需信息。 第十章：运算放大器及其应用。 运算放大器（Op-amp）是集成电路中的一个重要组成部分，它具有极高的开环增益和输入阻抗，能够实现多种模拟信号处理功能。本章将详细介绍运算放大器的基本结构和理想模型，并重点讲解其最基本也是最重要的两种应用：同相比例放大器和反相比例放大器。此外，还将介绍运算放大器在加法器、减法器、积分器和微分器等电路中的应用，展现其强大的信号处理能力。 第三部分：系统化思考与实践 在理解了基本电路原理后，本部分将引导读者将知识融会贯通，从系统的高度去思考问题，并为实践操作做好准备。 第十一章：逻辑门与数字电路基础。 数字电路是现代电子设备的核心，从计算机到手机，无不依赖于数字电路。本章将介绍二进制数及其运算，并详细讲解基本的逻辑门电路，如与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等，阐述它们的真值表和逻辑功能。我们将介绍布尔代数及其化简方法，为设计和分析数字电路提供理论工具。 第十二章：组合逻辑电路设计。 组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入，而不受过去输入状态的影响。本章将介绍如何利用逻辑门构建常见的组合逻辑电路，如编码器、译码器、多路选择器和数据分配器。通过实例，读者将学会如何根据逻辑功能要求，设计出满足需求的组合逻辑电路。 第十三章：时序逻辑电路基础。 时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还与过去输入的状态有关，即具有“记忆”功能。本章将介绍触发器（Flip-flop）的基本类型，如SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器，并讲解它们的构成和工作原理。我们将介绍寄存器（Register）和计数器（Counter）等基本时序逻辑电路，并阐述它们在数据存储和计数等方面的应用。 第十四章：模数转换与数模转换。 现实世界中的许多信息都是模拟信号，而电子设备内部则多以数字信号处理。本章将介绍模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的基本原理和工作方式，讲解它们在连接模拟世界和数字世界中的关键作用。我们会介绍不同类型的ADC和DAC，并分析它们的性能指标。 全书特色 循序渐进，由浅入深： 本书从最基础的电子元件讲起，逐步深入到复杂的电路和系统，确保初学者能够逐步掌握核心概念。 理论与实践结合： 在讲解理论知识的同时，穿插大量的实例和应用场景，帮助读者将理论知识与实际应用联系起来。 通俗易懂的语言： 采用清晰、简洁、易于理解的语言，避免使用过于专业的术语，辅以丰富的类比和图示，降低学习难度。 宏观视角，系统思维： 强调从整体系统的角度理解电子工程，帮助读者建立起“举一反三”的能力。 强调基础，夯实根基： 专注于电子工程最核心、最基础的知识，为读者未来的深入学习和专业发展打下坚实的基础。 适用对象 本书适用于对电子工程感兴趣的大学本科生、专科生，以及希望系统学习电子工程基础知识的在职工程师、技术人员和电子爱好者。无论是零基础的初学者，还是有一定基础但希望巩固和拓展知识体系的读者，都能从本书中获得有益的收获。

评分☆☆☆☆☆

在索引和目录的组织结构上，这本书的处理显得非常业余，根本无法有效地帮助读者定位信息。目录层级划分不清，很多重要的术语和概念在书中分散于不同的章节，却没有在索引中清晰地列出对应页码，导致我每次需要回顾某个特定知识点时，都得像大海捞针一样在全书里漫无目的地翻找。对于一本工具书性质的教材而言，高效的检索能力是其核心价值之一。这本书在这方面做得非常欠缺，严重影响了学习效率，每次需要快速查阅时，都得浪费大量时间去构建自己的“知识地图”，而不是直接依赖书本提供的导航。可见，后续的再版时，务必需要对索引和目录进行一次彻底的优化和重构。

评分☆☆☆☆☆

从语言风格上来看，这本书显得异常的枯燥和学术化，完全缺乏与读者建立有效沟通的意愿。句子结构冗长复杂，充满了拗口的专业术语，很多地方与其说是在“教学”，不如说是在“陈述”一篇篇缺乏感情色彩的学术报告。阅读过程中，我感觉自己像是在啃一块硬邦邦的石头，很难从中汲取到任何学习的热情。好的教材应该像一位耐心的导师，用生动、鼓励性的语言引导学生探索知识的乐趣。然而，这本书的文字却像是一道道冰冷的墙，阻碍了读者的好奇心。如果作者能够适当插入一些历史背景、发展趋势的讨论，或者用更人性化的语言来解释那些晦涩难懂的概念，学习体验一定会提升不止一个档次。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计实在是一言难尽，看得我头都大了。封面设计得像上个世纪的教科书，配色陈旧，字体选择也缺乏现代感，让人丝毫提不起阅读的兴趣。内页的字体大小不一，行间距时松时紧，有些地方甚至出现了墨迹模糊的情况，仿佛是匆匆忙忙印刷出来的样品。更别提那些电路图了，简直是噩梦！线条交织在一起，根本无法清晰地区分各个元器件的连接关系，很多关键的标注也模糊不清，看着图就让人心烦意乱，根本无法用来辅助理解理论知识。如果作者能在视觉呈现上下点功夫，至少能让读者在学习过程中少一些视觉上的负担和挫败感。毕竟，对于技术类书籍来说，清晰直观的图示是至关重要的，而这本书在这方面做得实在太差了，完全没有考虑到读者的实际使用体验。

评分☆☆☆☆☆

我花了相当的时间试图理解其中一些高级概念的讲解，结果发现作者的叙述逻辑简直是跳跃式的。他似乎默认读者已经对某些基础知识了如指掌，直接抛出了复杂的公式和理论，却鲜少提供循序渐进的推导过程或者具体的例子来帮助消化。对于我这种需要扎实基础才能构建知识体系的学习者来说，这种“跳跃式”的教学方法简直是灾难。很多章节读完后，我依然感到云里雾里，需要再去查阅其他更基础的参考资料来填补知识上的空白，这极大地浪费了我的时间。如果能增加一些更贴近实际应用场景的案例分析，哪怕只是简单的故障排除流程，都会对理解理论的实用性大有裨益，而不是仅仅停留在抽象的数学模型上空谈。这本书的深度是有了，但广度和可解释性却远远不够。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧质量简直让人不敢恭维，随便翻动几下，书页边缘就开始出现毛边，拿在手里感觉很不结实。特别是那种薄薄的纸张，稍微沾上一点点手汗或者咖啡渍，立刻就会有印记，简直是“易耗品”。我特别注重书籍的收藏价值，希望它们能伴随我度过更长时间的学习和回顾周期，但这本教材的耐用性实在让人担忧。我非常希望出版社在成本控制的同时，能保证基本的阅读和使用体验。对于一本需要反复翻阅和做笔记的技术手册来说，书本本身的物理质量是衡量其长期价值的一个重要标准。这种粗制滥造的感觉，让读者对内容本身的信任度也大打折扣，总觉得它不够“专业”。