數字邏輯電路實驗與能力訓練 9787030325730 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉一清 著

圖書標籤:

• 數字邏輯電路
• 實驗
• 能力訓練
• 電子技術
• 高等教育
• 教材
• 9787030325730
• 電路分析
• 邏輯設計
• 計算機基礎

店鋪： 琅琅圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030325730

商品編碼：29631967970

包裝：平裝

齣版時間：2011-11-01

圖書基本信息
圖書名稱	數字邏輯電路實驗與能力訓練	作者	劉一清
定價	28.00元	齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030325730	齣版日期	2011-11-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.222Kg

內容簡介

《數字邏輯電路實驗與能力訓練》編寫以培養中國未來的工程師為目的，注重理論聯係實踐及培養實驗技能。各章節按照理解基本概念-掌握基本方法-培養基本技能-提高綜閤設計能力這一思想進行編排，由淺人深，引導學生在動手中理解概念，在動手中掌握方法，在動手中學會邏輯思維。 　　全書共六章，包括基本儀器的實驗、基本門電路外部特性的實驗和研究、組閤邏輯電路實驗、脈衝電路實驗、時序電路的分析與設計實驗、數字電路綜閤設計，書後有附錄和參考文獻。 　　《數字邏輯電路實驗與能力訓練》可作為電類專業（電子工程、電信工程、電機工程、計算機工程和通信工程）大學本科生的實驗教材。

作者簡介

目錄

編輯推薦

文摘

序言

《硬件設計基礎：原理、實踐與創新》 內容簡介 在當今信息技術飛速發展的時代，數字邏輯電路作為現代電子係統的基石，其重要性不言而喻。從微小的嵌入式設備到龐大的數據中心，數字邏輯電路無處不在，驅動著我們生活的方方麵麵。本書《硬件設計基礎：原理、實踐與創新》旨在為讀者提供一個全麵深入的數字邏輯電路學習體驗，涵蓋瞭從基礎概念到高級應用的全過程，並著重於培養讀者的實踐能力和創新思維。 第一部分：數字邏輯世界的基石 本部分將帶領讀者走進數字邏輯的奇妙世界，從最基本的概念入手，逐步建立對數字信號、邏輯門和布爾代數運算的深刻理解。 二進製的世界與編碼： 首先，我們將探討數字電路之所以稱為“數字”的根本原因——二進製數製。我們將學習二進製、十進製、十六進製之間的轉換，理解它們在計算機係統中的應用。接著，我們將深入瞭解各種編碼方式，包括BCD碼、ASCII碼、格雷碼等，瞭解它們如何錶示字符、數字以及其他信息，並分析它們在數據傳輸和存儲中的作用。 布爾代數的神奇： 布爾代數是數字邏輯設計的數學基礎。我們將詳細講解布爾代數的公理、定理和定律，並通過大量的實例演示如何運用這些工具來化簡邏輯錶達式，從而設計齣更高效、更精簡的邏輯電路。我們會強調代數化簡在降低硬件成本和提高電路性能中的關鍵作用。 邏輯門的王國： 邏輯門是構成一切數字電路的基本單元。我們將逐一介紹基本邏輯門，如與門（AND）、或門（OR）、非門（NOT），以及它們的組閤門，如與非門（NAND）、或非門（NOR）、異或門（XOR）、同或門（XNOR）。我們將通過真值錶、邏輯符號圖和時序圖等多種方式，清晰地展示每個邏輯門的邏輯功能和工作原理，並探討它們的實際應用場景。 組閤邏輯電路的構建： 基於邏輯門，我們可以構建功能復雜的組閤邏輯電路。本部分將詳細闡述如何設計和分析組閤邏輯電路，包括編碼器（Encoder）、譯碼器（Decoder）、數據選擇器（Multiplexer）、數據分配器（Demultiplexer）、加法器（Adder）、減法器（Subtractor）、比較器（Comparator）等。我們將學習如何根據需求設計這些電路，並通過實例展示其在數據處理、信號路由等方麵的應用。 第二部分：時序邏輯與狀態的演變 數字電路並非總是瞬間響應輸入變化，許多應用需要記憶和狀態的保持。本部分將深入探討時序邏輯電路，讓讀者理解電路如何隨時間變化而演進。 觸發器的奧秘： 觸發器是時序邏輯電路的核心存儲單元，能夠根據時鍾信號和輸入信號的狀態來存儲和翻轉數據。我們將詳細介紹各種類型的觸發器，如SR觸發器、D觸發器、JK觸發器、T觸發器，分析它們的結構、工作原理、時序特性（建立時間、保持時間、傳播延遲）以及它們在同步和異步設計中的區彆。 寄存器與移位寄存器： 寄存器由多個觸發器組成，用於存儲一組二進製數據。我們將講解不同結構的寄存器，如並行輸入並行輸齣（PIPO）、串行輸入並行輸齣（SIPO）、並行輸入串行輸齣（PISO）、串行輸入串行輸齣（SISO）寄存器，並重點分析移位寄存器的功能，如數據延遲、串行-並行轉換等，及其在數據傳輸和處理中的應用。 計數器的設計與應用： 計數器能夠記錄脈衝的個數，並在達到特定值時産生輸齣信號。我們將學習同步計數器和異步計數器的設計方法，包括加法計數器、減法計數器、任意進製計數器。我們將深入探討計數器在頻率分頻、定時器、數字顯示控製等方麵的廣泛應用。 有限狀態機（FSM）的建模與實現： 有限狀態機是一種強大的建模工具，用於描述和設計具有有限狀態集閤和狀態轉移規則的係統。我們將學習摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型有限狀態機的概念，掌握狀態圖、狀態錶的設計方法，並將其轉化為實際的數字邏輯電路。我們將通過實例，如交通信號燈控製器、自動售貨機控製等，展示FSM在控製係統設計中的威力。 第三部分：高級數字設計與集成 在本部分，我們將進一步拓展讀者的視野，介紹更高級的數字設計技術和現代集成電路設計流程。 可編程邏輯器件（PLD）： 隨著集成電路技術的發展，可編程邏輯器件（PLD）如PLA、PAL、CPLD和FPGA，已成為數字電路設計的主流。我們將深入解析它們的結構、工作原理、編程方法以及與傳統門陣列電路的區彆。我們將重點關注FPGA（現場可編程門陣列），介紹其基於查找錶（LUT）和可配置邏輯塊（CLB）的架構，以及如何使用硬件描述語言（HDL）進行高效設計。 硬件描述語言（HDL）： Verilog和VHDL是現代數字邏輯設計的標準語言。本部分將引導讀者學習其中一種或兩種HDL，掌握其語法、數據類型、行為建模和結構建模等關鍵概念。我們將演示如何使用HDL來描述組閤邏輯和時序邏輯電路，以及如何進行仿真和綜閤，從而加速設計驗證過程。 集成電路設計流程概述： 我們將簡要介紹從概念到最終芯片的整個集成電路設計流程，包括需求分析、架構設計、邏輯設計、物理設計（布局布綫）、驗證和製造。雖然本書不深入探討物理設計和製造細節，但瞭解整個流程有助於讀者對現代硬件開發的宏觀認識。 時序分析與優化： 在高速數字係統中，時序是設計的關鍵。我們將介紹時序分析的基本概念，如時鍾周期、時序違例（Setup Time Violation, Hold Time Violation）等，並探討一些基本的時序優化技術，以確保電路在高頻下穩定可靠地運行。 第四部分：實踐應用與創新探索 理論知識的學習離不開實踐的檢驗。本部分將提供豐富的實踐環節，鼓勵讀者將所學知識付諸實踐，並激發創新靈感。 實驗案例分析： 我們將精心設計一係列具有代錶性的實驗案例，涵蓋組閤邏輯電路設計（如邏輯功能演示、小型計算器）、時序邏輯電路設計（如移位寄存器應用、簡易計數器）、狀態機控製（如交通燈控製器）等。每個實驗案例都將提供詳細的實驗步驟、電路圖、預期結果以及分析討論，指導讀者獨立完成實驗。 EDA工具的使用： 實踐實驗離不開EDA（Electronic Design Automation）工具的支持。我們將介紹常用的EDA軟件，如Quartus Prime（針對Intel FPGA）或Vivado（針對AMD Xilinx FPGA），以及仿真工具（如ModelSim）。通過實際操作，讀者將學會如何使用這些工具進行原理圖設計、HDL代碼編寫、仿真、綜閤和下載，從而體驗完整的數字設計流程。 項目開發與創新： 在掌握瞭基本的設計技能後，本書將鼓勵讀者嘗試進行更具挑戰性的項目開發。我們將提供一些項目建議，如數據采集係統、簡單通信協議實現、小型遊戲機邏輯等，引導讀者獨立分析問題、設計解決方案、實現並測試自己的作品。同時，我們還將探討一些前沿的數字邏輯應用領域，如嵌入式係統、物聯網硬件、人工智能硬件加速等，激發讀者的創新思維，鼓勵他們探索更廣闊的硬件設計天地。 本書特點 循序漸進，知識體係完整： 從最基礎的概念齣發，逐步深入到高級主題，構建完整的數字邏輯電路知識體係。 理論與實踐緊密結閤： 理論講解深入淺齣，輔以豐富的實驗案例和EDA工具實踐，確保讀者能夠真正掌握所學知識。 強調能力培養： 不僅傳授知識，更注重培養讀者的分析問題、解決問題、設計電路和創新思維的能力。 語言生動，案例豐富： 采用清晰易懂的語言，配以大量的圖示和實例，使學習過程更輕鬆有趣。 麵嚮未來： 引入現代數字設計工具和技術，為讀者進入集成電路設計、嵌入式係統開發等領域打下堅實基礎。 適用對象 本書適閤電子工程、計算機科學、自動化等相關專業的本科生、研究生，以及對數字邏輯電路設計感興趣的工程師、技術人員和愛好者。無論您是初學者還是希望深化理解的進階者，都能從本書中獲益。 通過閱讀《硬件設計基礎：原理、實踐與創新》，您將掌握數字邏輯設計的核心技能，理解現代電子設備背後的運行機製，並為未來在硬件設計領域的創新和發展奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的邏輯嚴謹性和內容的覆蓋深度感到非常震撼。它並非僅僅羅列瞭基礎的邏輯門和組閤電路，而是係統性地構建瞭一個從最基本布爾代數原理到復雜時序邏輯網絡構建的完整知識體係。作者在講解D觸發器、JK觸發器等核心時序元件時，並沒有停留在其功能錶麵的描述，而是深入剖析瞭其內部狀態轉移的機製，甚至隱晦地提到瞭賽得效應（Latch-up）的潛在風險，這一點對於誌在深入理解數字係統底層運作的讀者來說，價值非凡。更難能可貴的是，書中穿插瞭大量“陷阱”分析和“常見錯誤”辨析，這些內容往往是其他教材為追求簡潔而略過的，但恰恰是我們在實際調試中遇到睏難的癥結所在。這種教學方法的精妙之處在於，它不僅告訴你“是什麼”，更告訴你“為什麼會錯”以及“如何避免錯誤”，從而培養瞭一種批判性的工程思維，讓人受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀簡直是一場視覺享受，拿到手的時候就感覺愛不釋手。紙張的質感非常上乘，厚實而光滑，油墨的印刷清晰銳利，即便是最細小的電路圖和時序波形，也能看得一清二楚，完全沒有那種廉價印刷品的粗糙感。我尤其欣賞作者在圖示設計上的用心，每一個元器件的符號都遵循瞭最新的行業標準，而且為瞭方便初學者理解，很多復雜的結構都配上瞭非常直觀的剖麵圖和三維示意圖，這比單純的文字描述要高效得多。翻開內頁，你會發現大量的留白處理得恰到好處，使得閱讀起來絲毫沒有壓迫感，眼睛可以得到充分的休息。裝訂方式也非常牢固，即便是頻繁地翻閱和在實驗颱上反復展開查找，書脊也沒有齣現鬆動或脫頁的跡象。總的來說，這本書的物理形態本身就體現瞭一種對知識的尊重和對讀者的關懷，讓人從觸覺和視覺上就對即將學習的內容産生瞭積極的期待，這種精心的製作水平，在同類教材中是相當少見的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值遠超齣一本普通的教材範疇，更像是一本係統的工程思維指南。我發現，它對如何進行“模塊化設計”的強調貫穿始終，從一開始的半加器到後續的CPU指令譯碼器，無不體現著自頂嚮下分解問題的設計哲學。作者非常重視“抽象層次”的轉換，清晰地展示瞭如何從物理門級電路抽象到寄存器傳輸級（RTL）描述，再到行為級建模的過程。這對於我們未來進入FPGA或ASIC設計領域至關重要。而且，書中對設計文檔的重要性也有獨特的見解，它不僅僅要求畫齣電路圖，還詳細闡述瞭如何撰寫規範的狀態轉移描述文檔和測試嚮量文檔，這些“軟技能”在實際的工業界協作中，往往比單純的電路知識更為稀缺和寶貴。這本書成功地將一門技術學科的教學，提升到瞭工程方法論的層麵，是值得反復研讀的寶典。

評分☆☆☆☆☆

我個人最欣賞這本書在理論與實踐之間的平衡藝術。很多教材要麼過於偏重理論推導，導緻實驗操作時無從下手；要麼就是純粹的實驗手冊，缺乏對背後的原理進行深入挖掘。而這本教材似乎找到瞭一個完美的黃金分割點。每一章的理論講解後，緊接著就是一係列設計挑戰，這些挑戰的設計維度非常巧妙，它們並非是簡單的教材例題的重復，而是需要讀者將前幾章學到的知識進行有機組閤和創新應用纔能解決的。比如，書中有一個設計題要求實現一個簡單的交通信號燈控製器，它不僅需要處理紅綠黃的順序邏輯，還需要考慮行人請求的優先級仲裁電路，這迫使我們必須同時運用組閤邏輯、時序邏輯以及競爭冒險的消除技巧。這種“學以緻用，用以促學”的閉環設計，極大地增強瞭讀者的成就感和解決實際問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事風格極其貼近一位經驗豐富的老教授在跟你一對一交流，語氣沉穩而富有啓發性，完全沒有那種教科書式的刻闆和冷漠。特彆是在引入一些較難理解的概念，比如有限狀態機（FSM）的狀態最小化時，作者會突然切換到一種講故事的口吻，用一個非常生活化的比喻來解釋抽象的數學過程，一下子就讓晦澀的Karnaugh Map（卡諾圖）變得生動起來。這種“軟著陸”的過渡方式極大地降低瞭學習的心理門檻。此外，書中對一些曆史上的設計理念也有所涉獵，比如對RTL（寄存器傳輸級）和門級描述的哲學差異的探討，這種對學科發展脈絡的梳理，使得我們不僅僅是在學習工具，更是在理解數字電路設計思想的演變，從而能更好地適應未來技術迭代帶來的變化。