電工電子EDA實踐教程 第2版 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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孟濤 著

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店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111381662

商品編碼：29594824619

包裝：平裝

齣版時間：2012-06-01

基本信息

書名：電工電子EDA實踐教程 第2版

定價：30.00元

作者：孟濤

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2012-06-01

ISBN：9787111381662

字數：

頁碼：

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.681kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書書由從事多年實踐教學的教師編寫，側重於對學生實踐操作能力及綜閤設計能力的培養。
　　本書主要內容包括電工、電子電路的計算機仿真，可編程邏輯器件及其編程軟件的仿真實踐。具體內容有OrCAD PSpice157軟件與電路仿真、Multisim 10軟件仿真應用、可編程邏輯器件及其編程軟件QuartusⅡ10.1介紹、基於OrCADPSpice的電路與電工學仿真實驗、電子技術的Multisim仿真實驗、基於QuartusⅡ軟件的可編程邏輯器件開發與設計實驗。
　　本書可作為高等院校電類和非電類本科生“電路”、“電子學”和“電工學”課程的實驗教材，也可供相關專業的工程技術及科研人員參考使用。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《數字電路設計入門與實踐》 內容簡介： 本書是一本麵嚮初學者和工程師的數字電路設計入門書籍，係統地介紹瞭數字電路的基本原理、設計方法和實踐應用。全書共分為八章，從最基礎的邏輯門電路講起，逐步深入到組閤邏輯電路、時序邏輯電路、存儲器、可編程邏輯器件（PLD）以及硬件描述語言（HDL）在數字電路設計中的應用。本書注重理論與實踐相結閤，通過豐富的實例和實驗，幫助讀者掌握數字電路的設計、分析和實現能力。 第一章 邏輯門與布爾代數基礎 本章旨在為讀者建立堅實的數字電路理論基礎。首先，我們將介紹數字信號與模擬信號的區彆，以及數字電路的基本組成單元——邏輯門（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）。通過直觀的圖示和錶格，清晰地闡述每種邏輯門的工作原理和邏輯功能。 隨後，我們將深入探討布爾代數，這是理解和簡化數字邏輯電路的數學工具。我們將介紹布爾代數的基本公理和定理，如交換律、結閤律、分配律、德摩根定律等。通過實際例子，演示如何使用布爾代數來化簡邏輯錶達式，從而優化電路設計，減少元器件數量和提高電路性能。 本章還將介紹卡諾圖（Karnaugh Map）作為一種圖形化的布爾代數化簡方法。卡諾圖能夠直觀地展示邏輯函數的輸入輸齣關係，並提供瞭一種係統性的化簡步驟，尤其適用於變量較少的邏輯函數。我們將通過多個實例，詳細講解卡諾圖的繪製和使用方法，幫助讀者熟練掌握這一重要的邏輯化簡技巧。 第二章 組閤邏輯電路設計 組閤邏輯電路由一係列邏輯門組成，其輸齣僅取決於當前輸入信號的組閤，而與過去的輸入無關。本章將專注於組閤邏輯電路的設計方法。 我們將從最基本的組閤邏輯電路入手，如編碼器（Encoder）和譯碼器（Decoder）。通過分析其功能和真值錶，講解如何使用邏輯門搭建這些電路。例如，我們將設計一個8綫-3綫優先編碼器，以及一個3綫-8綫譯碼器，並分析它們在數據選擇、地址解碼等實際應用中的作用。 接著，我們將介紹數據選擇器（Multiplexer, MUX）和數據分配器（Demultiplexer, DEMUX）。數據選擇器能夠根據選擇信號從多個輸入中選擇一個信號輸齣，在信號路由和多路復用方麵有著廣泛應用。我們將設計一個4選1數據選擇器，並展示如何利用它來實現復雜的邏輯功能。數據分配器則與之相反，將一個輸入信號路由到多個輸齣中的一個。 加法器（Adder）和減法器（Subtractor）是組閤邏輯電路中非常重要的一類電路，用於實現算術運算。本章將介紹半加器、全加器以及串行加法器、並行加法器的設計原理。通過理解這些電路，讀者將對數字係統中算術運算的實現方式有一個深入的認識。 此外，本章還將介紹比較器（Comparator）和異或門（XOR Gate）的應用。比較器用於判斷兩個二進製數的相對大小，而異或門在奇偶校驗、數據加密等方麵發揮著重要作用。我們將通過具體設計實例，展示這些電路的功能和應用場景。 第三章 時序邏輯電路基礎 與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前的輸入，還取決於電路過去的狀態。這使得時序邏輯電路能夠存儲信息，實現記憶功能，是構建復雜數字係統的基礎。本章將介紹時序邏輯電路的基本概念和組成單元。 我們將首先介紹觸發器（Flip-Flop），這是時序邏輯電路中最基本的狀態存儲單元。我們將詳細介紹SR觸發器、JK觸發器、D觸發器和T觸發器的工作原理，包括它們的邏輯圖、激勵錶、狀態轉換圖以及時序特性。我們將重點講解這些觸發器的不同觸發方式（如電平觸發和邊沿觸發）以及它們在電路設計中的作用。 接著，我們將介紹鎖存器（Latch），它與觸發器類似，但通常是電平觸發的。我們將講解基本的透明鎖存器和門控鎖存器。 在本章的後半部分，我們將引入時鍾（Clock）的概念，它是同步時序邏輯電路的核心。時鍾信號為電路提供統一的節拍，確保所有狀態變化在特定時刻發生。我們將討論時鍾信號的産生、分配以及時鍾信號對時序邏輯電路性能的影響。 第四章 時序邏輯電路的設計與應用 在掌握瞭觸發器的基本原理後，本章將進一步探討時序邏輯電路的設計方法和典型應用。 我們將重點介紹寄存器（Register），它是若乾個觸發器的組閤，用於存儲多個數據位。我們將講解移位寄存器（Shift Register）的結構和工作原理，包括其在串行-並行數據轉換、數據延遲等方麵的應用。例如，我們將設計一個四位串行輸入並行輸齣（SIPO）移位寄存器。 計數器（Counter）是時序邏輯電路的另一類重要應用。我們將介紹同步計數器和異步計數器（也稱為行波計數器）的設計。我們將從簡單的二進製計數器開始，逐步介紹加法計數器、減法計數器、可置零計數器、可預置計數器等。通過實例，我們將展示計數器在頻率分頻、數字顯示、狀態機控製等方麵的作用。 此外，本章還將介紹有限狀態機（Finite State Machine, FSM）的設計。FSM是描述係統行為的強大工具，廣泛應用於控製電路、序列發生器等。我們將介紹摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型狀態機的區彆，並演示如何根據狀態轉換圖設計FSM電路，包括狀態編碼、次態邏輯和輸齣邏輯的設計。 第五章 存儲器 存儲器是數字係統中存儲信息的核心部件。本章將深入介紹各種類型的存儲器。 我們將首先介紹隨機存取存儲器（Random Access Memory, RAM）。我們將區分靜態隨機存取存儲器（SRAM）和動態隨機存取存儲器（DRAM）的基本原理、結構特點和性能差異。我們將講解RAM的讀寫操作時序，以及如何通過邏輯電路來控製RAM的讀寫過程。 接著，我們將介紹隻讀存儲器（Read-Only Memory, ROM）。我們將講解掩膜ROM（MROM）、可編程ROM（PROM）、可擦除可編程ROM（EPROM）和電可擦除可編程ROM（EEPROM）的工作原理和區彆。我們將重點介紹ROM在存儲固定程序、查找錶等方麵的應用。 此外，本章還將簡要介紹閃存（Flash Memory）等現代存儲技術，並討論存儲器在嵌入式係統、計算機主闆等領域的典型應用。 第六章 可編程邏輯器件（PLD） 可編程邏輯器件（PLD）是現代數字電路設計中不可或缺的器件，它們允許用戶根據需求對其內部邏輯進行編程，從而實現靈活的硬件設計。本章將介紹PLD的基本概念、分類和工作原理。 我們將首先介紹通用陣列邏輯（Generic Array Logic, GAL）和現場可編程門陣列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）的基本結構。我們將分析GAL的輸入/輸齣宏單元、乘積項陣列和或陣列的工作方式，以及如何通過編程來配置其邏輯功能。 隨後，我們將重點介紹FPGA。我們將講解FPGA的基本組成單元，如可配置邏輯塊（CLB）、可編程互連資源、輸入/輸齣塊（IOB）等。我們將闡述FPGA如何通過配置位流來實現用戶自定義的數字邏輯功能。 本章還將討論PLD的編程流程，包括邏輯設計、綜閤、布局布綫和下載編程等關鍵步驟。通過對PLD的學習，讀者將能夠理解現代數字硬件設計的靈活性和可重構性。 第七章 硬件描述語言（HDL）入門 硬件描述語言（HDL）是用於描述數字電路行為和結構的編程語言。它極大地提高瞭數字電路設計的效率和可維護性。本章將介紹最常用的HDL——Verilog HDL的入門知識。 我們將從Verilog HDL的基本語法開始，包括模塊（module）、端口（port）、數據類型（reg, wire）、賦值語句（assign, always）等。我們將通過簡單的邏輯門電路和組閤邏輯電路實例，演示如何使用Verilog HDL來描述硬件。 接著，我們將介紹如何使用Verilog HDL來描述時序邏輯電路，包括觸發器、寄存器和計數器的設計。我們將講解如何使用always塊和時鍾信號來創建時序邏輯。 本章還將介紹Verilog HDL中的結構化描述和行為級描述，以及仿真（simulation）的基本概念和流程。通過學習Verilog HDL，讀者將能夠為後續更復雜的硬件設計和FPGA開發打下堅實的基礎。 第八章 EDA工具鏈與實踐 本章旨在引導讀者瞭解電子設計自動化（EDA）工具鏈在數字電路設計中的實際應用。我們將介紹典型的EDA工具的組成和功能，並以一個具體的綜閤性項目為例，演示從設計到實現的完整流程。 我們將簡要介紹邏輯綜閤工具，它能將HDL代碼轉換為門級網錶。我們還將介紹實現工具，負責將網錶映射到目標硬件（如FPGA）的資源上，並進行布局布綫。最後，我們將討論仿真工具在驗證設計正確性方麵的重要性。 我們將選擇一個包含組閤邏輯和時序邏輯的典型項目，例如一個簡單的計算器或一個狀態機控製器。我們將指導讀者使用HDL語言編寫設計代碼，然後利用EDA工具進行仿真、綜閤、實現，並最終生成可下載到FPGA開發闆的配置文件。 通過本章的學習，讀者將能夠初步掌握使用EDA工具進行數字電路設計的整個流程，並將前麵章節學到的理論知識付諸實踐，從而提升解決實際工程問題的能力。 總結 《數字電路設計入門與實踐》旨在為讀者提供一個全麵而係統的數字電路設計學習路徑。從最基礎的邏輯門原理到復雜的FPGA實現，本書層層遞進，理論講解清晰，實例豐富，實踐指導性強。本書適閤電子工程、計算機科學等相關專業的學生，以及希望提升數字電路設計技能的工程師作為參考和學習資料。通過本書的學習，讀者將能夠紮實掌握數字電路的設計精髓，並具備獨立完成數字係統設計任務的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書在章節組織上展現齣一種非常成熟的體係化思維，它不是簡單地羅列各種電路模塊或設計技巧，而是建立瞭一個完整的“設計-仿真-實現-驗證”的閉環流程。從最基礎的原理圖輸入開始，作者就引導讀者建立規範的層次化設計習慣，這一點對於未來進行大型項目至關重要。在我使用其他教材時，常常感覺知識點是零散的，學完一個模塊就忘瞭另一個，但這本書通過貫穿始終的項目案例，將各個分散的知識點有機地串聯起來，形成瞭一個有機的整體。尤其值得稱贊的是，它對於設計規範和文檔化的重視程度非常高。在介紹完如何設計一個功能模塊後，書中會緊接著強調如何撰寫設計說明文檔、如何進行版本控製，這些看似“軟技能”的內容，實際上是區分一個閤格工程師和一個業餘愛好者的關鍵所在。這種全方位的培養目標，讓這本書不僅僅是本技術手冊，更像是一本職業素養的啓濛讀物，對於想要走專業路綫的讀者來說，價值不可估量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版真是讓人眼前一亮，很多復雜的電路圖和元器件實物圖都高清呈現，看著就舒服。特彆是對於初學者來說，這種視覺上的友好度非常重要，它能讓你快速將書本上的理論知識和實際看到的實物對應起來，避免瞭那種“隻看文字暈頭轉嚮”的感覺。作者在講解每一個實驗步驟時，都安排得非常詳盡和循序漸進，感覺就像身邊有一位經驗豐富的老工程師在手把手地帶著你操作一樣，每一個參數的選取和每一步的焊接都解釋得清清楚楚，這一點對於我們這些動手能力還不夠熟練的人來說，簡直是救命稻草。我記得有一次我按照書上一個比較復雜的數模混閤電路的仿真部分來操作，遇到一個小小的參數設置錯誤，書裏居然非常貼心地標注瞭“常見錯誤與排查”，讓我一下子就定位瞭問題所在，這種深度挖掘細節的做法，真的體現瞭作者的匠心。這本書的案例選擇也非常貼近工業實際，不僅僅停留在基礎的電阻電容測試，而是深入到瞭基於FPGA的數字邏輯設計和一些常見傳感器的接口應用，這讓我在學習過程中，能真切感受到這些知識在實際工程中的價值和落地性，而不是空談理論。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常嚴謹而又帶著一種特有的務實感，完全沒有那種為湊字數而填充的空泛描述。每一個技術術語的引入都精準且恰當，並且在第一次齣現時都會有清晰的定義和上下文解釋，這保證瞭即使是概念性較強的知識點也能被準確理解。我注意到作者在講解一些復雜的算法實現，比如數字濾波器設計時，他采用瞭“自頂嚮下”的分解策略，先宏觀確定指標，再逐步細化到具體的代碼實現和硬件資源的映射，這種清晰的思路導引，極大地降低瞭讀者對復雜算法的畏懼感。更讓我印象深刻的是，書中對不同設計工具和平颱之間的“兼容性”和“遷移性”問題進行瞭探討，這在實際工作中是經常遇到的難題。作者沒有盲目推崇某一特定工具的優越性，而是客觀地分析瞭不同工具鏈的優缺點以及如何在實際項目預算和需求下做齣最優選擇，這種中立且具有前瞻性的分析，顯示瞭作者深厚的行業積纍，讓讀者在學習技能的同時，也培養瞭技術選型的判斷力。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的理論深度和廣度都超齣瞭我預期的“入門級”教材範疇，它在基礎的晶體管和運算放大器理論講解之後，迅速地跳轉到瞭現代電子設計流程的實際應用層麵，這一點我很欣賞。它沒有在那些過於陳舊、如今在EDA工具下已經很少手動計算的公式上浪費篇幅，而是集中火力講解瞭如何有效地使用軟件工具鏈來驗證和實現設計。例如，關於PCB布局布綫那一章節，它不僅僅是教你怎麼畫綫，而是深入探討瞭信號完整性、電源完整性等高級議題，並且是用一種非常工程化的語言來闡述的，而不是晦澀的物理學公式堆砌。閱讀體驗中，我深刻體會到作者是在努力彌閤“學校教學”與“工廠實踐”之間的鴻溝。書中的思維導圖和知識結構梳理得非常清晰，每一次模塊的切換，都能看到清晰的前後呼應，這使得知識體係的構建非常牢固。我特彆喜歡它在講解新工具或新算法時，會穿插介紹該技術的發展背景和解決的核心痛點，這種“知其所以然”的講解方式，極大地提升瞭我學習的主動性和興趣，讓我更願意去深究背後的原理，而不是機械地模仿操作步驟。

評分☆☆☆☆☆

閱讀過程中，我發現這本書的更新迭代做得相當到位，它明顯吸收瞭近些年電子設計領域的新興技術和前沿趨勢。比如，它對低功耗設計原則的討論，以及在嵌入式係統設計中如何利用現代EDA工具進行功耗預測和優化，這些內容在很多老版本教材中是找不到的。書中所選用的示例代碼和腳本語言版本也都是最新的，保證瞭讀者在跟著書本進行實踐操作時，不會因為工具版本過舊而産生編譯錯誤或功能失效的問題，這極大地保障瞭學習的連貫性。對於涉及軟件協同設計的章節，作者在講解硬件描述語言（HDL）與高級編程語言接口（如Python或MATLAB）的交互時，給齣瞭非常實際的對接方案和調試技巧，這正是當前係統級設計越來越重要的一個切入點。總而言之，這本書給我的感覺是，它不僅僅是在教授“怎麼做”，更是在引導讀者去思考“為什麼這麼做”以及“未來該怎麼發展”，其知識的深度和時效性，完全對得起“實踐教程”這個名稱。