电工电子EDA实践教程 第2版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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孟涛 著

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• 第二版

店铺： 北京爱读者图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111381662

商品编码：29594824619

包装：平装

出版时间：2012-06-01

基本信息

书名：电工电子EDA实践教程 第2版

定价：30.00元

作者：孟涛

出版社：机械工业出版社

出版日期：2012-06-01

ISBN：9787111381662

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.681kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书书由从事多年实践教学的教师编写，侧重于对学生实践操作能力及综合设计能力的培养。
　　本书主要内容包括电工、电子电路的计算机仿真，可编程逻辑器件及其编程软件的仿真实践。具体内容有OrCAD PSpice157软件与电路仿真、Multisim 10软件仿真应用、可编程逻辑器件及其编程软件QuartusⅡ10.1介绍、基于OrCADPSpice的电路与电工学仿真实验、电子技术的Multisim仿真实验、基于QuartusⅡ软件的可编程逻辑器件开发与设计实验。
　　本书可作为高等院校电类和非电类本科生“电路”、“电子学”和“电工学”课程的实验教材，也可供相关专业的工程技术及科研人员参考使用。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《数字电路设计入门与实践》 内容简介： 本书是一本面向初学者和工程师的数字电路设计入门书籍，系统地介绍了数字电路的基本原理、设计方法和实践应用。全书共分为八章，从最基础的逻辑门电路讲起，逐步深入到组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器、可编程逻辑器件（PLD）以及硬件描述语言（HDL）在数字电路设计中的应用。本书注重理论与实践相结合，通过丰富的实例和实验，帮助读者掌握数字电路的设计、分析和实现能力。 第一章 逻辑门与布尔代数基础 本章旨在为读者建立坚实的数字电路理论基础。首先，我们将介绍数字信号与模拟信号的区别，以及数字电路的基本组成单元——逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）。通过直观的图示和表格，清晰地阐述每种逻辑门的工作原理和逻辑功能。 随后，我们将深入探讨布尔代数，这是理解和简化数字逻辑电路的数学工具。我们将介绍布尔代数的基本公理和定理，如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等。通过实际例子，演示如何使用布尔代数来化简逻辑表达式，从而优化电路设计，减少元器件数量和提高电路性能。 本章还将介绍卡诺图（Karnaugh Map）作为一种图形化的布尔代数化简方法。卡诺图能够直观地展示逻辑函数的输入输出关系，并提供了一种系统性的化简步骤，尤其适用于变量较少的逻辑函数。我们将通过多个实例，详细讲解卡诺图的绘制和使用方法，帮助读者熟练掌握这一重要的逻辑化简技巧。 第二章 组合逻辑电路设计 组合逻辑电路由一系列逻辑门组成，其输出仅取决于当前输入信号的组合，而与过去的输入无关。本章将专注于组合逻辑电路的设计方法。 我们将从最基本的组合逻辑电路入手，如编码器（Encoder）和译码器（Decoder）。通过分析其功能和真值表，讲解如何使用逻辑门搭建这些电路。例如，我们将设计一个8线-3线优先编码器，以及一个3线-8线译码器，并分析它们在数据选择、地址解码等实际应用中的作用。 接着，我们将介绍数据选择器（Multiplexer, MUX）和数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）。数据选择器能够根据选择信号从多个输入中选择一个信号输出，在信号路由和多路复用方面有着广泛应用。我们将设计一个4选1数据选择器，并展示如何利用它来实现复杂的逻辑功能。数据分配器则与之相反，将一个输入信号路由到多个输出中的一个。 加法器（Adder）和减法器（Subtractor）是组合逻辑电路中非常重要的一类电路，用于实现算术运算。本章将介绍半加器、全加器以及串行加法器、并行加法器的设计原理。通过理解这些电路，读者将对数字系统中算术运算的实现方式有一个深入的认识。 此外，本章还将介绍比较器（Comparator）和异或门（XOR Gate）的应用。比较器用于判断两个二进制数的相对大小，而异或门在奇偶校验、数据加密等方面发挥着重要作用。我们将通过具体设计实例，展示这些电路的功能和应用场景。 第三章 时序逻辑电路基础 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还取决于电路过去的状态。这使得时序逻辑电路能够存储信息，实现记忆功能，是构建复杂数字系统的基础。本章将介绍时序逻辑电路的基本概念和组成单元。 我们将首先介绍触发器（Flip-Flop），这是时序逻辑电路中最基本的状态存储单元。我们将详细介绍SR触发器、JK触发器、D触发器和T触发器的工作原理，包括它们的逻辑图、激励表、状态转换图以及时序特性。我们将重点讲解这些触发器的不同触发方式（如电平触发和边沿触发）以及它们在电路设计中的作用。 接着，我们将介绍锁存器（Latch），它与触发器类似，但通常是电平触发的。我们将讲解基本的透明锁存器和门控锁存器。 在本章的后半部分，我们将引入时钟（Clock）的概念，它是同步时序逻辑电路的核心。时钟信号为电路提供统一的节拍，确保所有状态变化在特定时刻发生。我们将讨论时钟信号的产生、分配以及时钟信号对时序逻辑电路性能的影响。 第四章 时序逻辑电路的设计与应用 在掌握了触发器的基本原理后，本章将进一步探讨时序逻辑电路的设计方法和典型应用。 我们将重点介绍寄存器（Register），它是若干个触发器的组合，用于存储多个数据位。我们将讲解移位寄存器（Shift Register）的结构和工作原理，包括其在串行-并行数据转换、数据延迟等方面的应用。例如，我们将设计一个四位串行输入并行输出（SIPO）移位寄存器。 计数器（Counter）是时序逻辑电路的另一类重要应用。我们将介绍同步计数器和异步计数器（也称为行波计数器）的设计。我们将从简单的二进制计数器开始，逐步介绍加法计数器、减法计数器、可置零计数器、可预置计数器等。通过实例，我们将展示计数器在频率分频、数字显示、状态机控制等方面的作用。 此外，本章还将介绍有限状态机（Finite State Machine, FSM）的设计。FSM是描述系统行为的强大工具，广泛应用于控制电路、序列发生器等。我们将介绍摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型状态机的区别，并演示如何根据状态转换图设计FSM电路，包括状态编码、次态逻辑和输出逻辑的设计。 第五章 存储器 存储器是数字系统中存储信息的核心部件。本章将深入介绍各种类型的存储器。 我们将首先介绍随机存取存储器（Random Access Memory, RAM）。我们将区分静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）的基本原理、结构特点和性能差异。我们将讲解RAM的读写操作时序，以及如何通过逻辑电路来控制RAM的读写过程。 接着，我们将介绍只读存储器（Read-Only Memory, ROM）。我们将讲解掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）和电可擦除可编程ROM（EEPROM）的工作原理和区别。我们将重点介绍ROM在存储固定程序、查找表等方面的应用。 此外，本章还将简要介绍闪存（Flash Memory）等现代存储技术，并讨论存储器在嵌入式系统、计算机主板等领域的典型应用。 第六章 可编程逻辑器件（PLD） 可编程逻辑器件（PLD）是现代数字电路设计中不可或缺的器件，它们允许用户根据需求对其内部逻辑进行编程，从而实现灵活的硬件设计。本章将介绍PLD的基本概念、分类和工作原理。 我们将首先介绍通用阵列逻辑（Generic Array Logic, GAL）和现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）的基本结构。我们将分析GAL的输入/输出宏单元、乘积项阵列和或阵列的工作方式，以及如何通过编程来配置其逻辑功能。 随后，我们将重点介绍FPGA。我们将讲解FPGA的基本组成单元，如可配置逻辑块（CLB）、可编程互连资源、输入/输出块（IOB）等。我们将阐述FPGA如何通过配置位流来实现用户自定义的数字逻辑功能。 本章还将讨论PLD的编程流程，包括逻辑设计、综合、布局布线和下载编程等关键步骤。通过对PLD的学习，读者将能够理解现代数字硬件设计的灵活性和可重构性。 第七章 硬件描述语言（HDL）入门 硬件描述语言（HDL）是用于描述数字电路行为和结构的编程语言。它极大地提高了数字电路设计的效率和可维护性。本章将介绍最常用的HDL——Verilog HDL的入门知识。 我们将从Verilog HDL的基本语法开始，包括模块（module）、端口（port）、数据类型（reg, wire）、赋值语句（assign, always）等。我们将通过简单的逻辑门电路和组合逻辑电路实例，演示如何使用Verilog HDL来描述硬件。 接着，我们将介绍如何使用Verilog HDL来描述时序逻辑电路，包括触发器、寄存器和计数器的设计。我们将讲解如何使用always块和时钟信号来创建时序逻辑。 本章还将介绍Verilog HDL中的结构化描述和行为级描述，以及仿真（simulation）的基本概念和流程。通过学习Verilog HDL，读者将能够为后续更复杂的硬件设计和FPGA开发打下坚实的基础。 第八章 EDA工具链与实践 本章旨在引导读者了解电子设计自动化（EDA）工具链在数字电路设计中的实际应用。我们将介绍典型的EDA工具的组成和功能，并以一个具体的综合性项目为例，演示从设计到实现的完整流程。 我们将简要介绍逻辑综合工具，它能将HDL代码转换为门级网表。我们还将介绍实现工具，负责将网表映射到目标硬件（如FPGA）的资源上，并进行布局布线。最后，我们将讨论仿真工具在验证设计正确性方面的重要性。 我们将选择一个包含组合逻辑和时序逻辑的典型项目，例如一个简单的计算器或一个状态机控制器。我们将指导读者使用HDL语言编写设计代码，然后利用EDA工具进行仿真、综合、实现，并最终生成可下载到FPGA开发板的配置文件。 通过本章的学习，读者将能够初步掌握使用EDA工具进行数字电路设计的整个流程，并将前面章节学到的理论知识付诸实践，从而提升解决实际工程问题的能力。 总结 《数字电路设计入门与实践》旨在为读者提供一个全面而系统的数字电路设计学习路径。从最基础的逻辑门原理到复杂的FPGA实现，本书层层递进，理论讲解清晰，实例丰富，实践指导性强。本书适合电子工程、计算机科学等相关专业的学生，以及希望提升数字电路设计技能的工程师作为参考和学习资料。通过本书的学习，读者将能够扎实掌握数字电路的设计精髓，并具备独立完成数字系统设计任务的能力。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我发现这本书的更新迭代做得相当到位，它明显吸收了近些年电子设计领域的新兴技术和前沿趋势。比如，它对低功耗设计原则的讨论，以及在嵌入式系统设计中如何利用现代EDA工具进行功耗预测和优化，这些内容在很多老版本教材中是找不到的。书中所选用的示例代码和脚本语言版本也都是最新的，保证了读者在跟着书本进行实践操作时，不会因为工具版本过旧而产生编译错误或功能失效的问题，这极大地保障了学习的连贯性。对于涉及软件协同设计的章节，作者在讲解硬件描述语言（HDL）与高级编程语言接口（如Python或MATLAB）的交互时，给出了非常实际的对接方案和调试技巧，这正是当前系统级设计越来越重要的一个切入点。总而言之，这本书给我的感觉是，它不仅仅是在教授“怎么做”，更是在引导读者去思考“为什么这么做”以及“未来该怎么发展”，其知识的深度和时效性，完全对得起“实践教程”这个名称。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的理论深度和广度都超出了我预期的“入门级”教材范畴，它在基础的晶体管和运算放大器理论讲解之后，迅速地跳转到了现代电子设计流程的实际应用层面，这一点我很欣赏。它没有在那些过于陈旧、如今在EDA工具下已经很少手动计算的公式上浪费篇幅，而是集中火力讲解了如何有效地使用软件工具链来验证和实现设计。例如，关于PCB布局布线那一章节，它不仅仅是教你怎么画线，而是深入探讨了信号完整性、电源完整性等高级议题，并且是用一种非常工程化的语言来阐述的，而不是晦涩的物理学公式堆砌。阅读体验中，我深刻体会到作者是在努力弥合“学校教学”与“工厂实践”之间的鸿沟。书中的思维导图和知识结构梳理得非常清晰，每一次模块的切换，都能看到清晰的前后呼应，这使得知识体系的构建非常牢固。我特别喜欢它在讲解新工具或新算法时，会穿插介绍该技术的发展背景和解决的核心痛点，这种“知其所以然”的讲解方式，极大地提升了我学习的主动性和兴趣，让我更愿意去深究背后的原理，而不是机械地模仿操作步骤。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版真是让人眼前一亮，很多复杂的电路图和元器件实物图都高清呈现，看着就舒服。特别是对于初学者来说，这种视觉上的友好度非常重要，它能让你快速将书本上的理论知识和实际看到的实物对应起来，避免了那种“只看文字晕头转向”的感觉。作者在讲解每一个实验步骤时，都安排得非常详尽和循序渐进，感觉就像身边有一位经验丰富的老工程师在手把手地带着你操作一样，每一个参数的选取和每一步的焊接都解释得清清楚楚，这一点对于我们这些动手能力还不够熟练的人来说，简直是救命稻草。我记得有一次我按照书上一个比较复杂的数模混合电路的仿真部分来操作，遇到一个小小的参数设置错误，书里居然非常贴心地标注了“常见错误与排查”，让我一下子就定位了问题所在，这种深度挖掘细节的做法，真的体现了作者的匠心。这本书的案例选择也非常贴近工业实际，不仅仅停留在基础的电阻电容测试，而是深入到了基于FPGA的数字逻辑设计和一些常见传感器的接口应用，这让我在学习过程中，能真切感受到这些知识在实际工程中的价值和落地性，而不是空谈理论。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常严谨而又带着一种特有的务实感，完全没有那种为凑字数而填充的空泛描述。每一个技术术语的引入都精准且恰当，并且在第一次出现时都会有清晰的定义和上下文解释，这保证了即使是概念性较强的知识点也能被准确理解。我注意到作者在讲解一些复杂的算法实现，比如数字滤波器设计时，他采用了“自顶向下”的分解策略，先宏观确定指标，再逐步细化到具体的代码实现和硬件资源的映射，这种清晰的思路导引，极大地降低了读者对复杂算法的畏惧感。更让我印象深刻的是，书中对不同设计工具和平台之间的“兼容性”和“迁移性”问题进行了探讨，这在实际工作中是经常遇到的难题。作者没有盲目推崇某一特定工具的优越性，而是客观地分析了不同工具链的优缺点以及如何在实际项目预算和需求下做出最优选择，这种中立且具有前瞻性的分析，显示了作者深厚的行业积累，让读者在学习技能的同时，也培养了技术选型的判断力。

评分☆☆☆☆☆

这本书在章节组织上展现出一种非常成熟的体系化思维，它不是简单地罗列各种电路模块或设计技巧，而是建立了一个完整的“设计-仿真-实现-验证”的闭环流程。从最基础的原理图输入开始，作者就引导读者建立规范的层次化设计习惯，这一点对于未来进行大型项目至关重要。在我使用其他教材时，常常感觉知识点是零散的，学完一个模块就忘了另一个，但这本书通过贯穿始终的项目案例，将各个分散的知识点有机地串联起来，形成了一个有机的整体。尤其值得称赞的是，它对于设计规范和文档化的重视程度非常高。在介绍完如何设计一个功能模块后，书中会紧接着强调如何撰写设计说明文档、如何进行版本控制，这些看似“软技能”的内容，实际上是区分一个合格工程师和一个业余爱好者的关键所在。这种全方位的培养目标，让这本书不仅仅是本技术手册，更像是一本职业素养的启蒙读物，对于想要走专业路线的读者来说，价值不可估量。