電子電路CAD項目化教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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蘭建華 著

圖書標籤:

• 電子電路
• CAD
• 項目化教程
• 電路設計
• EDA
• 仿真
• 實踐
• Altium Designer
• Proteus
• 電路原理

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111387572

商品編碼：29729496004

包裝：平裝

齣版時間：2012-08-01

基本信息

書名:電子電路CAD項目化教程

定價：22.00元

售價：15.0元,便宜7.0元,摺扣68

作者:蘭建華

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2012-08-01

ISBN：9787111387572

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.281kg

編輯推薦

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內容提要

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為方便教學，《電子電路CAD項目化教程》配有課程標準，課程整體教學設計、單元教學設計，課程考核方案、具體各個項目過程的考核方案以及習題解答和電子課件等，還配有客觀的過程評價體係，凡選用本書作為授課教材的老師均可來電索取，谘詢電話：010—88379564。本書可作為中等和高等職業院校電子、電氣類相關專業的教材，也可作為從事電子産品設計的技術人員和愛好者的參考書。

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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《數字邏輯設計與Verilog HDL實戰》 內容簡介 本書以數字邏輯設計的核心概念為起點，深入淺齣地講解瞭數字電路的基本原理、設計方法與實現技術。全書緊密圍繞“實踐”展開，通過大量的Verilog HDL（硬件描述語言）實例，引導讀者掌握從概念到實際硬件的轉化過程。本書內容詳實，邏輯清晰，旨在培養讀者紮實的數字邏輯設計功底和解決實際工程問題的能力，是高校電子信息類、計算機類專業的學生及數字邏輯設計從業人員的理想參考書。 第一部分：數字邏輯基礎與Verilog HDL入門 第一章：數字邏輯世界的基石 本章將帶領讀者走進數字邏輯的殿堂，揭示其在現代電子係統中的核心地位。我們將從最基本的概念講起，例如模擬信號與數字信號的區彆，為什麼數字信號在信息處理和傳輸中占據主導地位。接著，我們將深入探討數字邏輯的基本單位——比特，以及如何用邏輯門來構建更復雜的邏輯功能。 二進製數係統與編碼： 詳細介紹二進製數的錶示方法、運算規則（加法、減法、乘法、除法）及其在計算機係統中的應用。講解常用的編碼方式，如格雷碼、BCD碼、ASCII碼等，以及它們的特點和適用場景。 邏輯門電路： 介紹基本的邏輯門，包括AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR門，闡述它們的邏輯功能、真值錶和基本圖形符號。通過簡單的組閤電路示例，展示邏輯門如何實現基本的邏輯運算。 布爾代數與邏輯簡化： 深入講解布爾代數的基本公理、定理和性質，如交換律、結閤律、分配律、德摩根定理等。介紹邏輯函數最小化（化簡）的方法，包括卡諾圖（Karnaugh Map）和布爾代數化簡法，強調化簡對於降低電路復雜度、提高性能和降低功耗的重要性。 組閤邏輯電路分析與設計： 講解組閤邏輯電路的基本結構、工作原理以及分析方法。通過實例，如譯碼器（Decoder）、編碼器（Encoder）、多路選擇器（Multiplexer）、數據分配器（Demultiplexer）等，演示如何分析已有的組閤邏輯電路，並設計實現特定功能的組閤邏輯電路。 第二章：Verilog HDL——數字電路的編程語言 本章是本書的重頭戲，將詳細介紹Verilog HDL，一種功能強大的硬件描述語言。Verilog HDL使得工程師能夠用文本的方式描述數字硬件的設計，從而進行仿真驗證和綜閤生成實際電路。 Verilog HDL簡介與基本語法： 介紹Verilog HDL的曆史、特點以及其在數字設計流程中的作用。講解Verilog HDL的基本語法結構，包括模塊（module）、端口（port）、數據類型（reg, wire, integer等）、運算符、賦值語句（blocking and non-blocking assignment）、條件語句（if-else, case）、循環語句（for, while）等。 模塊化設計與層次化結構： 強調模塊化設計的重要性，講解如何創建和實例化模塊，以及如何構建層次化的設計結構，這對於管理大型復雜的設計至關重要。 數據流建模： 介紹使用assign語句描述組閤邏輯電路的數據流模型，演示如何用Verilog HDL直接映射布爾錶達式和邏輯門。 行為級建模： 講解使用always塊進行行為級建模，包括組閤邏輯always塊（always @()）和時序邏輯always塊（always @(posedge clk)）。詳細介紹在always塊中如何使用阻塞賦值和非阻塞賦值，以及它們在不同場景下的作用。 常用組件的Verilog HDL描述： 通過具體實例，演示如何使用Verilog HDL描述常見的數字邏輯組件，如加法器、減法器、寄存器（Register）、移位寄存器（Shift Register）、計數器（Counter）、有限狀態機（FSM）等。 參數化設計與生成結構（Generate Statements）： 介紹如何使用parameter關鍵字實現參數化設計，提高代碼的可重用性。講解generate語句，實現根據參數條件生成不同的電路結構。 第二部分：核心數字電路模塊設計與實現 第三章：時序邏輯電路設計 本章將深入探討時序邏輯電路，它是數字係統中存儲和處理序列信息的基礎。我們將重點關注觸發器、寄存器、計數器和有限狀態機等關鍵時序電路。 觸發器（Flip-Flops）： 介紹各種類型的觸發器，包括D觸發器、T觸發器、JK觸發器、SR觸發器，講解它們的結構、工作原理、時序特性（建立時間setup time，保持時間hold time）和狀態轉換圖。 寄存器（Registers）： 講解寄存器的基本概念，包括並行加載、串行加載、移位寄存器等。通過Verilog HDL實例，演示如何實現不同功能的寄存器，如數據存儲、移位操作。 計數器（Counters）： 詳細介紹同步計數器和異步計數器的設計。講解如何設計各種模數的計數器（如模10計數器、模16計數器），以及如何實現可控的加/減計數器。 狀態機（Finite State Machines - FSMs）： 深入講解有限狀態機的理論和設計方法。介紹Mealy型和Moore型狀態機的區彆，以及如何進行狀態圖、狀態錶的設計。重點講解使用Verilog HDL實現狀態機的三種方法：純組閤邏輯實現、帶寄存器的狀態編碼實現，以及采用寄存器和組閤邏輯分離的結構。通過實例，如序列檢測器、交通燈控製器等，鞏固狀態機的設計與實現。 第四章：存儲器接口與總綫通信 本章將聚焦於數字係統中至關重要的存儲器接口和總綫通信技術，這對於構建功能完善的數字係統至關重要。 存儲器基礎： 介紹隨機訪問存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM）的基本原理、結構和類型，如SRAM、DRAM、Flash ROM等。 RAM設計與接口： 講解如何使用Verilog HDL設計單端口RAM、雙端口RAM。演示如何實現RAM的讀寫時序，以及與CPU或其他模塊的接口設計。 ROM設計與接口： 講解ROM的讀操作原理，以及如何使用Verilog HDL描述ROM的初始化內容，並實現其讀接口。 總綫協議基礎： 介紹常見的總綫協議，如I2C、SPI、UART等，講解它們的工作原理、信號時序和通信方式。 總綫接口實現： 通過Verilog HDL實例，演示如何設計和實現這些常見總綫的接口電路，使設計能夠與外部設備進行有效通信。 第三部分：高級設計技術與項目實踐 第五章：異步電路設計與時鍾域交叉 隨著設計規模的增大和性能要求的提高，異步電路和多時鍾域係統逐漸成為重要的研究和設計方嚮。本章將介紹相關的設計概念和處理方法。 異步電路的基本概念： 介紹異步電路與同步電路的區彆，以及異步電路的優點（如潛在的更高性能、更低的功耗）和挑戰。 互鎖（Handshaking）機製： 講解用於實現異步通信的各種互鎖協議，如兩相握手、四相握手等。 數據路徑與控製路徑： 介紹異步電路中的數據路徑和控製路徑設計。 時鍾域交叉（Clock Domain Crossing - CDC）問題： 詳細分析時鍾域交叉帶來的問題，如亞穩態（Metastability）、數據丟失等。 CDC解決方法： 介紹常用的CDC同步技巧，如握手協議、雙寄存器同步器、FIFO等，並通過Verilog HDL實例演示其實現。 第六章：FPGA設計流程與綜閤 本章將引領讀者全麵瞭解將Verilog HDL設計轉化為實際硬件的FPGA（Field-Programmable Gate Array）設計流程。 FPGA架構與工作原理： 介紹FPGA的基本結構，包括邏輯單元（LUTs、Flip-Flops）、布綫資源、輸入輸齣塊（IOBs）等。 FPGA設計流程概述： 詳細介紹從RTL（Register Transfer Level）代碼編寫、仿真驗證、綜閤（Synthesis）、實現（Implementation：Place & Route）到比特流生成和下載的完整流程。 綜閤工具的使用： 介紹常用的FPGA綜閤工具（如Xilinx Vivado, Intel Quartus Prime）的基本使用方法。講解如何配置綜閤選項，以及綜閤工具如何將HDL代碼映射到FPGA的硬件資源上。 時序約束與分析： 講解時序約束（Timing Constraints）的重要性，如時鍾頻率、輸入/輸齣延遲等。介紹如何使用時序分析工具檢查設計的時序性能，以及如何根據時序報告進行優化。 約束文件（Constraints File）： 講解如何編寫和使用各種約束文件（如XDC, SDC），以指導綜閤和實現工具滿足設計要求。 第七章：嵌入式係統硬件設計基礎 本章將初步探討如何將數字邏輯設計與更復雜的嵌入式係統相結閤，為讀者提供一個初步的硬件設計視角。 微處理器/微控製器接口： 講解如何設計硬件模塊來與微處理器或微控製器進行數據交換和控製，如GPIO接口、中斷接口。 片上外設（On-Chip Peripherals）的使用： 介紹一些常見的片上外設，如定時器、ADC（模數轉換器）、DAC（數模轉換器）等，以及如何通過HDL代碼對其進行控製和數據交互。 DMA（Direct Memory Access）接口設計： 簡要介紹DMA的概念及其在提高係統性能中的作用，並探討其基本的接口設計思路。 簡單嵌入式係統構建示例： 通過一個簡單的示例，如設計一個LED控製器，通過FPGA上的一個簡易CPU核進行控製，或者通過UART與PC通信，演示硬件設計在嵌入式係統中的應用。 第八章：項目案例分析與實踐 本章將通過一係列精心設計的項目案例，將前麵章節所學的知識融會貫通，引導讀者進行實際的項目開發。 案例一：可編程數據發生器： 設計一個能夠根據用戶設定的參數生成特定序列數據（如正弦波、方波、任意波形）的硬件模塊，可用於測試其他係統。 案例二：圖像處理單元（簡易）： 實現一個簡單的圖像處理功能，例如圖像翻轉、灰度化或邊緣檢測的硬件加速單元。 案例三：簡單的CPU控製器： 設計一個簡化的CPU指令控製器，能夠解析並執行一組簡單的指令集。 案例四：SD卡接口控製器： 實現SD卡的SPI接口通信協議，能夠讀取SD卡中的數據。 每個項目案例都將包含： 項目需求分析： 明確項目目標和功能需求。 頂層設計與模塊劃分： 規劃整體架構，將復雜係統分解為更小的、易於管理的模塊。 Verilog HDL代碼實現： 提供詳細的Verilog HDL代碼，並進行講解。 仿真驗證策略： 設計完善的仿真測試平颱（Testbench），對每個模塊和整體係統進行充分驗證。 FPGA實現與闆級測試： 指導讀者將設計移植到FPGA開發闆上，並進行實際硬件測試。 附錄 Verilog HDL語法速查錶 常用FPGA開發闆介紹 參考資料與進一步學習資源 本書特色： 理論與實踐緊密結閤： 每一項理論知識的學習都伴隨著相應的Verilog HDL代碼實例，確保讀者能夠理論聯係實際。 循序漸進的設計方法： 從基礎的邏輯門到復雜的項目案例，層層遞進，逐步提升讀者的設計能力。 豐富的項目案例： 提供瞭多個具有代錶性的項目案例，涵蓋瞭數字邏輯設計的多個應用領域，讓讀者在實踐中學習。 強調工程化思維： 關注設計流程、驗證方法、時序分析等工程化要素，培養讀者解決實際工程問題的能力。 麵嚮未來技術： 涵蓋瞭如時鍾域交叉等當前和未來數字設計中日益重要的主題。 通過閱讀本書，讀者將能夠深刻理解數字邏輯設計的原理，熟練掌握Verilog HDL這一強大的硬件描述語言，並具備獨立完成數字電路設計、驗證和FPGA實現的能力，為從事相關技術領域的工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排結構，給我的感覺是極其“用戶友好”的。它沒有采用那種傳統教材的章節劃分方式，而是完全圍繞著“項目”來展開。這種敘事結構的好處是，讀者可以非常清晰地追蹤每一個知識點是如何融入到一個完整的係統設計中的。我發現自己不再需要為瞭理解一個特定的功能模塊而去翻閱好幾本書，因為書中的每一個部分都是相互關聯、層層遞進的。特彆是對於新手來說，從第一個簡單的項目開始，逐步過渡到涉及更復雜外設集成的項目，這種難度遞增的設計非常科學，避免瞭初學者因為接觸到過於龐大的係統而産生的畏難情緒。而且，每個項目結束後，都會有一個“總結與提升”的部分，這部分常常會引導讀者思考：“如果項目需求升級，你會如何改進現有設計？”這種引導式的學習方式，極大地激發瞭我的主動思考能力，讓我不再是被動地接收信息，而是主動地去探索解決方案。

評分☆☆☆☆☆

初次翻閱這本書，我最直觀的感受就是它的“深度”和“廣度”拿捏得相當到位。很多教程在講到仿真分析的時候，往往隻停留在得到一個波形圖的層麵，但這本書卻深入探討瞭如何根據仿真結果去優化電路參數，甚至是如何預判實際焊接後可能齣現的寄生效應。這種對細節的關注，對於我這種希望未來能從事硬件研發工作的讀者來說，簡直是如虎添翼。它不僅僅教你如何使用工具，更重要的是培養你的工程思維。比如，在處理多層闆布綫時，書中提到的地綫和電源層劃分策略，以及如何處理阻抗匹配的問題，這些都是教科書裏很少會詳細提及的“實戰經驗”。閱讀過程中，我感覺自己仿佛在跟著一位經驗豐富的老工程師在學習，他會告訴你哪些是“最佳實踐”，哪些是“行業陷阱”。這種帶有強烈實踐導嚮的論述風格，讓這本書的價值遠超瞭一般的參考手冊，它更像是一本實戰手冊和經驗總結的完美結閤體。

評分☆☆☆☆☆

這本書在細節處理上的嚴謹性，真的讓我印象深刻，尤其是在處理麵嚮製造（DFM）和麵嚮裝配（DFA）的問題上。這通常是理論教程會忽略的“軟技能”。書中詳盡地說明瞭在PCB設計中，如何設置閤適的焊盤形狀、絲印層信息的規範化、以及如何避免因為設計不當導緻的加工睏難和成本增加。我特彆欣賞作者在介紹元器件封裝庫管理時的經驗分享，他強調瞭建立一個可復用、高精度的元器件庫對於提高設計效率的重要性。很多初學者往往輕視瞭封裝的工作，認為畫個方塊就行瞭，但這本書讓我明白瞭，一個錯誤的封裝定義可能導緻整個項目報廢。總而言之，這本書提供瞭一個從“能做齣來”到“做得好、做得規範”的轉變過程，它培養的不僅僅是操作技能，更是一種專業的設計素養，這纔是真正有價值的收獲。

評分☆☆☆☆☆

這本書，說實話，剛拿到手的時候我還有點將信將疑。畢竟現在市麵上的教程太多瞭，很多都是泛泛而談，或者把簡單的東西復雜化，讀起來特彆費勁。但是《電子電路CAD項目化教程》這本書，從一開始就給齣瞭一個非常清晰的路綫圖，讓人感覺踏實。它不是那種堆砌理論概念的書，而是真的帶你“動手做項目”。我印象最深的是它在講解基礎知識的時候，總是緊密結閤一個實際的小項目，比如設計一個簡單的電源管理模塊，或者一個基礎的信號處理電路。這種方式極大地提升瞭我的學習興趣，因為我能立刻看到理論知識在實際應用中的價值。而且，作者在軟件操作的講解上非常細緻，從原理圖的繪製規範到PCB布局的技巧，都有詳細的步驟說明，配圖也很清晰。對於我們這些想要從理論走嚮實踐的學習者來說，這本書無疑是打開瞭一扇實戰的大門，讓原本枯燥的CAD學習變得生動有趣起來。它成功地把設計流程串聯起來，讓我不再是零散地學習各個軟件功能，而是形成瞭一個完整的設計思維鏈條。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我過去嘗試過幾本聲稱是“項目化”的教材，但很多到頭來還是變成瞭軟件功能的羅列，離真正的項目實踐相去甚遠。然而，《電子電路CAD項目化教程》真正做到瞭“項目驅動”。它選取的案例貼近實際工業應用，而不是那種為瞭演示功能而硬湊齣來的玩具電路。比如，涉及到高速信號處理的部分，書中對信號完整性（SI）和電源完整性（PI）的初步介紹和在CAD中的體現，做得非常到位。這讓我理解到，現代電子設計遠不止是連通導綫那麼簡單，它涉及到電磁場和電磁波的傳播特性。更值得稱贊的是，它在各個設計階段——從概念設計、原理圖輸入、元器件封裝管理、到最終的 Gerber 文件輸齣——都給予瞭充分的關注。這種全流程覆蓋的視角，對於那些想獨立完成一個産品原型設計的人來說，是至關重要的。