數字邏輯電路測試與設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李玲 著

圖書標籤:

• 數字邏輯電路
• 測試
• 設計
• 電子工程
• 計算機科學
• 電路分析
• 數字係統
• FPGA
• Verilog
• VHDL

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111270249

商品編碼：29692068549

包裝：平裝

齣版時間：2009-07-01

基本信息

書名：數字邏輯電路測試與設計

定價：27.00元

作者：李玲

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2009-07-01

ISBN：9787111270249

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.599kg

編輯推薦

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理念的行進性：充分體現任務、實踐導嚮的課程思想；項目的代錶性：5個項目覆蓋組閤邏輯電路、時序邏輯電路、可編程邏輯器件（CPLD）應用、AD/DA基本原理及應用等知識；任務的操作性：40個任務由淺入深講解小規模、中規模及大規模器件構成的數字集成電路的分析與設計方法；體例的科學性：用“讀一讀”、“做一做”和“想一想”把理論、實踐和提高融於一體。

內容提要

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本書根據教育部關於高職高專人纔培養目標的要求，以工作任務的方式將相關知識點融人在完成工作任務所的工作項目中，使學生掌握必要的基本理論知識，並使學生的實踐能力、職業技能、分析問題和解決問題的能力不斷提高。
　　本書共有5個項目：加法計算器的設計與測試，闡述瞭邏輯代數的基本知識及組閤邏輯電路分析與設計的基本方法；搶答器的設計與製作，介紹瞭常用中規模集成電路的邏輯功能和使用方法；計數器的設計與測試，介紹瞭觸發器的基本知識、簡單時序電路的分析和設計方法、集成計數器的基本知識；數字鍾的設計與製作，介紹瞭CPLD基本知識及如何用CPLD器件設計簡單數字電路的基本方法；簡易數字電壓錶的設計與製作，融入瞭A／D、D／A轉換器件的基本知識介紹。
　　本書適閤於高職高專電子技術、電子與信息技術、通信技術、自動控製和機電等專。業學生使用，也可供從事電子、信息技術的有關人員參考。

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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《電路分析基礎：從原理到應用》 內容簡介 《電路分析基礎：從原理到應用》是一部深入淺齣的電路理論專著，旨在為讀者構建紮實而全麵的電路分析知識體係。本書不涉及數字邏輯電路的特定測試與設計內容，而是將重點聚焦於電路分析最根本、最核心的原理，並引申至廣泛的工程實踐應用。全書結構嚴謹，邏輯清晰，語言生動，力求讓不同背景的讀者都能輕鬆理解並掌握電路分析的精髓。 第一章 緒論：電路世界的基石 本章將從最基本的概念齣發，為讀者鋪設通往電路分析殿堂的階梯。我們將首先定義“電路”這一核心概念，解釋電路的組成要素，如電源、負載、連接導綫等，並闡述它們在電路中所扮演的角色。在此基礎上，我們將引入電荷、電流、電壓、電阻、電容、電感等基本物理量，逐一解析它們的定義、單位及其內在聯係。本書將以直觀的方式解釋這些基本量的物理意義，例如，電流是電荷的定嚮移動，電壓是單位電荷在電場中移動時獲得的能量，電阻是材料對電流阻礙作用的度量。 緊接著，我們將探討電路分析的幾個基本定律：歐姆定律和基爾霍夫定律。歐姆定律是電路分析中最基本、最核心的規律之一，我們將詳細闡述其內容、適用範圍以及在不同電路元件中的具體體現。基爾霍夫定律，包括基爾霍夫電流定律（KCL）和基爾霍夫電壓定律（KVL），是分析復雜電路不可或缺的工具。我們將通過豐富的圖示和實例，清晰地解釋這兩個定律的物理依據，並演示如何利用它們來建立電路的方程組。例如，KCL可以形象地理解為“節點處流入的電流之和等於流齣的電流之和”，而KVL則可以類比為“沿著閉閤迴路一周，電勢的變化量之和為零”。 此外，本章還將簡要介紹電路分析的目標和基本方法。我們將說明，電路分析的根本目的在於預測電路在給定激勵下的響應，例如，求解電路中的電壓和電流。我們將初步介紹幾種常用的分析方法，為後續章節的深入學習打下基礎。 第二章 直流電路分析：穩態與瞬態 在掌握瞭基本的電路概念和定律之後，本章將深入探討直流電路的分析。直流電路是指電流方嚮和大小保持不變的電路，它是電路分析的入門和基礎。 首先，我們將詳細介紹電路的綫性與非綫性特性。綫性電路的特點是其電壓和電流之間的關係滿足綫性疊加原理，分析起來相對簡單。非綫性電路則更為復雜，但卻在許多實際應用中扮演著重要角色。本書將著重講解綫性直流電路的分析方法，並為理解非綫性電路打下理論基礎。 接著，我們將係統講解一係列重要的直流電路分析技術。其中包括： 節點電壓法： 這種方法通過選擇節點作為參考點，並列齣各非參考節點的KCL方程來求解電路中的電壓。我們將詳細闡述如何正確選取參考節點，並一步步演示求解過程，幫助讀者熟練掌握。 網孔電流法： 與節點電壓法相對應，網孔電流法通過選取網孔（或迴路）來定義虛擬的網孔電流，並列齣各網孔的KVL方程來求解。我們將分析網孔電流法的適用條件和求解步驟，並與節點電壓法進行比較，幫助讀者理解其優劣。 電源變換： 我們將介紹電壓源與電流源之間的等效變換關係，這對於簡化電路結構，方便分析至關重要。例如，一個串聯有電阻的電壓源可以等效為一個並聯有相同電阻的電流源，反之亦然。 戴維寜定理與諾頓定理： 這兩個定理是化簡復雜綫性電阻電路的強大工具。戴維寜定理可以將任意一個綫性二端網絡的復雜電路等效為一個簡單的電壓源與一個串聯電阻的組閤；諾頓定理則可以將該網絡等效為一個簡單的電流源與一個並聯電阻的組閤。我們將詳細推導這兩個定理的原理，並提供大量實例，演示如何應用它們來大幅簡化電路分析。 疊加定理： 對於綫性電路，疊加定理允許我們將電路分解為多個子電路，每個子電路隻包含一個獨立電源，然後將各子電路的響應疊加起來，得到總的響應。我們將解釋該定理的適用條件和具體應用方法。 除瞭穩態分析，本章還將引入直流電路的瞬態分析。雖然直流電路的穩態非常直觀，但當電路中引入開關或者發生突變時，電路中的電壓和電流會經曆一個過渡過程，即瞬態過程。我們將重點分析RLC電路的零輸入響應和零狀態響應。 RL電路的瞬態分析： 我們將研究RL電路在接入直流電源或斷開電源後的電流變化規律，引入時間常數$ au = L/R$的概念，解釋其物理意義以及如何利用它來預測電流的上升和下降過程。 RC電路的瞬態分析： 類似地，我們將分析RC電路中電容器的充電和放電過程，引入時間常數$ au = RC$，並揭示其在描述電容器電壓變化中的作用。 RLC電路的瞬態分析： 這一部分將更具挑戰性，我們將分析RLC電路的二階微分方程，探討其阻尼特性，區分過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼等不同情況，並分析不同阻尼狀態下電路的響應特點。 第三章 正弦穩態交流電路分析： phasor 的魔法 本章將把分析的焦點轉移到交流電路，尤其是正弦穩態交流電路。交流電路在現代電力係統中扮演著至關重要的角色，而正弦穩態是分析交流電路中最常見且重要的一種工作狀態。 我們將首先引入交流電的基本概念，包括周期、頻率、幅值、相位以及初相位。我們將解釋它們如何描述一個正弦信號的特性。 核心內容將是Phasor（相量）的概念。相量是一種數學工具，它將時域中的正弦函數轉化為復數域中的一個固定值（一個復數），從而極大地簡化瞭交流電路的分析。我們將詳細解釋如何將正弦函數轉換為相量，以及如何進行相量運算（加、減、乘、除）。 在此基礎上，我們將重新審視電路元件在交流電路中的特性： 電阻（R）在交流電路中： 電阻的阻抗仍然是R，與頻率無關。 電感（L）在交流電路中： 電感的感抗為 $X_L = omega L = 2pi f L$，它與頻率成正比。我們將解釋感抗是如何阻礙電流變化的。 電容（C）在交流電路中： 電容的容抗為 $X_C = 1/(omega C) = 1/(2pi f C)$，它與頻率成反比。我們將解釋容抗是如何阻礙電壓變化的。 我們還將引入阻抗（Impedance, Z）和導納（Admittance, Y）的概念。阻抗是電路對交流電流的整體阻礙作用，它是一個復數，包含瞭電阻和電抗（感抗和容抗）兩部分。導納則是阻抗的倒數，錶示電路對交流電流的允許程度。我們將詳細講解如何計算串聯和並聯阻抗的等效阻抗。 掌握瞭相量和阻抗之後，我們將把直流電路中的分析方法遷移到交流電路中： 相量節點電壓法與相量網孔電流法： 我們將展示如何利用相量來求解交流電路中的電壓和電流。 交流電路中的戴維寜定理與諾頓定理： 這些定理在交流電路中同樣適用，隻是需要使用相量和復數阻抗。 交流電路中的功率分析： 功率是交流電路分析中一個非常重要的概念。我們將區分瞬時功率、平均功率（有功功率）、無功功率和視在功率，並介紹功率因數的概念及其重要性。我們將利用相量來計算這些功率。 諧振電路： 當電路中同時存在電感和電容時，可能會齣現諧振現象。我們將分析RLC串聯諧振和並聯諧振的條件、特點，並解釋諧振在一些實際應用中的重要作用，例如選頻電路。 第四章 動態電路的穩態分析：傅裏葉級數與拉普拉斯變換 在前麵的章節中，我們主要討論瞭直流電路的穩態和瞬態，以及正弦穩態交流電路。本章將進一步擴展分析的範圍，探討更一般形式的動態電路分析。 首先，我們將引入傅裏葉級數。傅裏葉級數可以將周期性的非正弦信號分解為一係列正弦信號（基波和各次諧波）的疊加。我們將學習如何利用傅裏葉級數來分析由非正弦周期信號激勵的電路。這意味著，我們可以將一個復雜周期信號的電路分析問題，轉化為一係列簡單正弦穩態分析問題的疊加。我們將講解傅裏葉級數的係數求解方法，以及如何將分解得到的各次諧波的響應疊加起來。 接著，我們將介紹拉普拉斯變換。拉普拉斯變換是一種強大的數學工具，可以將時域中的微分方程轉化為復頻域（s域）中的代數方程。這一轉化極大地簡化瞭動態電路的分析。我們將詳細講解拉普拉斯變換的定義、性質，以及如何進行反拉普拉斯變換，將s域的解轉換迴時域。 通過拉普拉斯變換，我們可以： 統一分析直流和交流電路： 拉普拉斯變換能夠將直流信號和正弦信號都包含在內，從而實現對不同類型信號激勵下的電路進行統一分析。 簡化瞬態分析： 拉普拉斯變換可以將復雜的微分方程轉化為代數方程，使求解更加方便。 引入係統函數（傳遞函數）的概念： 傳遞函數是描述綫性時不變係統輸入輸齣關係的復頻域函數，它揭示瞭係統的動態特性，是係統分析和設計的重要工具。 本章將通過大量實例，演示如何運用傅裏葉級數和拉普拉斯變換來分析各種類型的動態電路，包括含有各種激勵源和復雜元件組閤的電路。 第五章 三相電路分析：電力係統的基石 絕大多數的工業用電和大量的傢庭用電都采用三相供電係統。本章將深入研究三相電路的原理和分析方法。 我們將首先介紹三相電源的産生方式，包括星形連接和三角形連接。我們將詳細闡述三相電動勢的相位關係（120度相移），並解釋它們的時域和相量錶示。 接著，我們將分析三相負載的連接方式，包括星形負載和三角形負載。我們將詳細推導在不同連接方式下，三相電源與三相負載連接時，綫電壓、相電壓、綫電流和相電流之間的關係。 星形連接（Y）： 我們將講解綫電壓是相電壓的$sqrt{3}$倍，且綫電流等於相電流。 三角形連接（$Delta$）： 我們將講解綫電壓等於相電壓，而綫電流是相電流的$sqrt{3}$倍。 本章的重點還將放在功率的計算上。我們將推導三相電路的總有功功率、總無功功率和總視在功率的計算公式，並介紹功率因數在三相電路中的重要性。 此外，我們將討論三相不平衡電路的分析。雖然在理想情況下，三相電路應該是平衡的，但在實際應用中，由於負載的不對稱等原因，可能會齣現不平衡的情況。我們將介紹分析三相不平衡電路的基本方法。 第六章 非綫性電路基礎：超越綫性藩籬 本章將初步探討非綫性電路的概念和分析方法。雖然本書的前麵章節主要關注綫性電路，但非綫性電路在電子技術中無處不在，例如半導體器件（二極管、三極管）的工作就屬於非綫性範疇。 我們將首先定義非綫性電路，並解釋與綫性電路的主要區彆，即電壓-電流關係不滿足綫性疊加原理。 我們將以最簡單的非綫性元件——二極管——為例，深入分析其伏安特性麯綫，解釋正嚮導通、反嚮截止以及擊穿等現象。我們將介紹二極管的幾種基本模型，如理想二極管模型、恒壓源模型和指數模型，並演示如何利用這些模型來簡化非綫性電路的分析。 本書將不會深入到復雜的非綫性電路分析技術，但會為讀者打開一扇窗，讓他們瞭解非綫性電路的特性，並為未來更深入的學習打下基礎。例如，我們將簡要介紹二極管在整流電路中的應用，說明如何利用二極管將交流電轉換為脈動的直流電。 結論 《電路分析基礎：從原理到應用》力求提供一套係統、完整且易於理解的電路分析方法論。本書旨在培養讀者分析電路的邏輯思維能力，掌握解決各種電路問題的基本工具和技巧。通過對直流電路、交流穩態電路、動態電路以及三相電路的深入剖析，讀者將能夠理解電路的基本工作原理，並能夠將所學知識應用於各種工程實際問題中。本書不涉及特定領域的數字邏輯電路，而是緻力於構建讀者在電路分析領域最堅實的理論基礎，為他們未來在更專業方嚮的學習和研究奠定不可動搖的根基。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字邏輯電路測試與設計》的書籍，從目錄上看，似乎聚焦於一個非常具體且技術性極強的領域。我購買它主要是為瞭應對我工作中遇到的一個挑戰：如何高效地驗證和調試我們新開發的大規模集成電路中的邏輯部分。翻閱前幾章，它並沒有像我預期中那樣，隻是簡單羅列一些標準測試方法，而是深入探討瞭故障模型構建的精細之處，特彆是對延遲故障和靜態故障的建模，給齣瞭非常詳盡的數學描述和實際應用案例。這本書的作者顯然對這個領域有深刻的理解，他們沒有停留在理論層麵，而是將復雜的測試嚮量生成算法，比如基於掃描鏈的設計（DFT）的實現細節，以一種非常結構化的方式呈現齣來。尤其令我印象深刻的是，書中對邊界掃描（Boundary Scan，IEEE 1149.1標準）的應用分析，不僅講解瞭協議本身，還結閤瞭多芯片係統中的互聯測試策略，這對於我們設計復雜SoC時至關重要的。對於一個經驗豐富的硬件工程師來說，這本書更像是一本“高級參考手冊”，它提供的不僅僅是“怎麼做”，更是“為什麼這麼做”的底層邏輯，幫助我從根本上優化我們的測試流程，提升測試覆蓋率，減少瞭後期流片帶來的巨大風險。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，我購買《數字邏輯電路測試與設計》時，主要是衝著其標題中“設計”二字去的。我期望它能提供一些創新的電路設計方法論，比如如何利用特定的邏輯結構來簡化後續的測試過程，或者介紹一些前沿的低功耗設計中對測試引入的影響。這本書確實涉及瞭“設計可測試性”（Design for Testability, DFT），但它的側重點似乎完全倒嚮瞭“測試的自動化生成與應用”。書中花瞭大量的篇幅來介紹ATPG（Automatic Test Pattern Generation）算法的效率優化，以及如何處理非掃描電路中的路徑延遲問題。這對於我這位主要從事低功耗電路架構研究的人來說，隻能算是“相關閱讀材料”，而非核心參考。例如，書中對隨機測試（Random Testing）的性能分析非常透徹，用概率模型推導瞭所需的隨機嚮量數量，但對於如何設計齣天然抵抗隨機測試的電路特性，討論就顯得有些不足瞭。總而言之，它更像是一本關於“如何驗證已設計電路”的權威著作，而不是關於“如何設計齣易於驗證的電路”的實踐指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和印刷質量非常齣色，紙張厚實，圖錶清晰銳利，這在閱讀技術密集型書籍時至關重要。從內容結構上看，它非常嚴謹，章節之間的邏輯銜接如行雲流水，沒有生硬的跳躍感。我特彆欣賞作者在每一章末尾設置的“工業挑戰與前沿展望”部分，這使得原本枯燥的算法講解頓時有瞭鮮活的現實意義。比如，在討論芯片電磁輻射（EMC）對測試信號完整性的影響時，作者沒有迴避這個物理層麵的復雜性，而是提齣瞭在測試模式下進行信號調控的初步思路。這種將高層設計與底層物理實現相結閤的視角，在同類書籍中是相當罕見的。它不僅僅是關於0和1的邏輯堆疊，還微妙地觸及到瞭信號完整性、時序裕度和工藝變異帶來的不確定性，這讓我對數字測試的理解上升到瞭一個更全麵的係統工程層麵。雖然這些內容的篇幅占比不高，但它們如同點睛之筆，提升瞭整本書的深度和專業高度。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的期望是能幫助我這位剛入門的電子工程專業研究生快速建立起對現代數字係統驗證的宏觀認識。然而，實際閱讀體驗卻遠超我的預期，它更像是一本麵嚮資深工程師的“武功秘籍”，而非入門教材。書中對測試覆蓋率指標的闡述，比如MCDC（Modified Condition/Decision Coverage）的實現，涉及到瞭相當高深的編譯原理和代碼分析技術，我花瞭大量時間去理解那些證明覆蓋率的邏輯等價性轉換。初讀時，我常常需要頻繁地查閱其他關於有限狀態機理論和布爾代數優化的參考資料纔能跟上作者的思路。盡管挑戰性很大，但一旦理解瞭其中關鍵的章節，比如關於自測試（BIST）的結構優化，那種豁然開朗的感覺是無與倫比的。它似乎是把整個數字測試領域的頂尖學術成果和工業實踐經驗濃縮在瞭這幾百頁之內，閱讀過程是一種持續的智力攀登，它迫使我跳齣教科書上基礎的邏輯門級測試，去思考如何設計齣具有內在可測試性的電路結構，這對於我撰寫畢業論文選題方嚮的確定起到瞭決定性的引導作用。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度令我敬畏，但也帶來瞭閱讀上的門檻。對於一個習慣於使用標準EDA工具（如Synopsys TetraMAX或Mentor FastTest）來執行測試嚮量生成的工程師來說，這本書深入到算法實現層麵，會讓人産生一種“過度知識”的錯覺。例如，書中詳細推導瞭窮舉法測試算法的復雜度，並對比瞭各種啓發式搜索方法（如單激法與多激法）的優劣，這部分內容對於日常工作幾乎是用不到的——工具已經幫我們完成瞭這些。然而，正是這種底層深挖，讓我有機會去評估我們當前所用工具的局限性，以及在麵對下一代極大規模、異步或類比混閤信號集成電路時，現有工具鏈可能齣現的瓶頸。這本書迫使我從“工具使用者”轉變為“算法理解者”，盡管這部分內容略顯晦澀，需要結閤大量的數學背景知識，但它提供的“內功心法”的價值，遠超那些錶麵的操作指南。