数字电子技术实验指导书/高等学校教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容简介

　　《数字电子技术实验指导书/高等学校教材》为电子技术基础课程系列教材之一，全书共包括五大模块：数字电路基础实验、NI Multisim 12使用指南、数字电路仿真实验、VHDL语言仿真实验和附录。实验类型有基本的验证性实验，也有综合性、设计性和创新性实验。
　　数字电路基础实验使学生了解电子元器件、集成芯片的外特性，通过实验搭接电路来掌握电子电路的测试方法，并通过预习要求中的问题加深对理论知识的理解；数字电路仿真实验是借助于Multisim12仿真平台对电子电路进行辅助设计和辅助分析；VHDL语言仿真实验为学生后续课程学习做必要铺垫；附录中介绍了集成电路的基本知识、集成逻辑电路的连接和驱动、集成逻辑门电路新旧图形符号对照以及常用数字集成电路型号及引脚图。
　　《数字电子技术实验指导书/高等学校教材》采用实验报告原始数据便携式设计，学生做完实验可以将实验原始数据、实验波形等直接填写在原始数据记录处，然后裁下贴在上交的实验报告中，节省时间，适用性强。
　　《数字电子技术实验指导书/高等学校教材》可作为高等院校电气工程及其自动化、电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、自动化、测控技术与仪器、计算机科学与技术、软件工程等专业的本、专科教材，同时也可作为参加各类电子设计竞赛学生自学的参考书，以及相关工程技术人员的参考书。

内页插图

目录

数字电子技术实验基本要求

第一章 数字电子技术实验的基本过程

第二章 常用电子仪器仪表
2.1 示波器
2.2 信号发生器
2.3 数字万用表
2.4 面包板
2.5 数字实验箱

第三章 数字电路基础实验
实验一 TTL门电路的逻辑功能测试及其应用
实验二 TTL门电路参数特性测试
实验三 编码器、译码器和数据选择器
实验四 中规模集成电路的应用
实验五 触发器及其应用
实验六 触发器构成的计数器
实验七 集成计数器及其应用
实验八 移位寄存器及其应用
实验九 555定时器及其应用
实验十 D/A和A/D转换器

第四章 N IMultisim12使用指南
4.1 NI Multisim12简介
4.2 Multisim12的基本操作界面
4.3 元器件库
4.4 仪器仪表库
4.5 Multisim12的基本操作

第五章 数字电路仿真实验
实验一 TTL门电路的逻辑变换
实验二 半加器和全加器
实验三 血型关系检测电路的设计
实验四 计数、译码和显示电路
实验五 交通控制器的设计
实验六 集成计数器的应用
实验七 移位寄存器的应用
实验八 脉冲边沿检测电路
实验九 脉冲信号的产生与整形
实验十 D/A与A/D转换电路

第六章 VHDL语言仿真实验
实验一 简单门电路设计
实验二 D触发器的设计

附录A 集成电路简介
附录B 集成逻辑电路的连接和驱动
附录C 集成逻辑门电路新、旧图形符号对照
附录D 集成触发器瓤、旧图形符号对照
附录E 常用数字集成电路型号及引脚图

参考文献

《数字电路设计与实现：从原理到实践》 内容概要： 本书旨在为高等院校的电子工程、通信工程、自动化以及相关专业的学生提供一套系统、深入的数字电路设计与实现教程。全书共分为三个主要部分：理论基础、设计方法与工具，以及实践应用。 第一部分：数字电路理论基础 本部分将带领读者回顾并深入理解数字电路的核心概念。 绪论： 简要介绍数字电路在现代电子系统中的地位和重要性，以及学习数字电路设计的必要性。强调数字信号的优势，为后续内容铺垫。 数制与编码： 详细阐述二进制、八进制、十进制和十六进制数制之间的转换方法，并深入讲解各种常用的编码方式，如ASCII码、BCD码、格雷码等，以及它们在数据表示和处理中的应用。 逻辑门与逻辑代数： 深入介绍基本逻辑门（与门、或门、非门）的工作原理、逻辑符号和真值表。在此基础上，系统讲解逻辑代数（布尔代数）的基本定理、公理和公式，包括德摩根定律、分配律、吸收律等，并通过大量实例演示如何运用逻辑代数进行逻辑化简。 组合逻辑电路： 详细讲解组合逻辑电路的设计流程，包括真值表建立、卡诺图化简、代数化简等方法。重点分析各种常用组合逻辑电路的功能和设计，如编码器、译码器、多路选择器（MUX）、数据分配器（DEMUX）、加法器（半加器、全加器）、减法器、比较器、掎变器等。同时，会介绍组合逻辑电路的冒险现象及其解决方法。 时序逻辑电路： 引入时序逻辑电路的概念，区分组合逻辑与时序逻辑的根本区别。详细讲解触发器（SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器）的工作原理、状态转换图和状态转换表，以及同步和异步触发器的特性。在此基础上，深入讲解各种时序逻辑电路的构成，包括寄存器（移位寄存器、并行输入并行输出寄存器等）、计数器（行波进位计数器、同步计数器、减法计数器、任意模计数器）的设计与应用。 有限状态机（FSM）： 引入有限状态机的概念，讲解其组成部分（状态寄存器、组合逻辑、输出逻辑）。重点阐述Mealy型和Moore型有限状态机的区别与联系，以及它们的分析与设计方法。通过实例演示状态图和状态表的绘制，以及如何将其转换为实际的逻辑电路。 存储器： 介绍各种类型的存储器，包括RAM（SRAM、DRAM）和ROM（PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory）的基本原理、结构和应用。重点讲解存储器的地址译码、读写操作时序以及如何与CPU接口。 第二部分：数字电路设计方法与工具 本部分将聚焦于现代数字电路的设计流程和常用的EDA（Electronic Design Automation）工具。 硬件描述语言（HDL）： 重点介绍Verilog HDL和VHDL两种主流的硬件描述语言。 Verilog HDL： 详细讲解Verilog的基本语法，包括模块定义、信号类型（wire, reg, integer等）、运算符、数据类型、结构语句（assign, always, initial）、过程块、门级建模、数据流建模、行为级建模等。通过大量实际电路的设计实例，演示如何使用Verilog描述组合逻辑和时序逻辑电路，并进行仿真验证。 VHDL： 简要介绍VHDL的语法结构，包括实体（entity）、结构（architecture）、信号（signal）、变量（variable）、常量（constant）、进程（process）、并发语句等。展示VHDL在描述数字逻辑电路方面的能力，并与Verilog进行对比。 EDA工具链： 介绍常用的EDA工具，如Quartus Prime（Altera/Intel FPGA）、Vivado（Xilinx/AMD FPGA）、ModelSim/QuestaSim（仿真器）、Synopsys VCS/VCS-MX（仿真器）、Cadence Genus/Innovus（ASIC设计流程）等。 逻辑综合： 讲解逻辑综合的概念，即HDL代码到门级网表的转换过程。介绍综合工具的基本流程和常用选项，以及如何优化综合结果，提高电路性能和降低资源消耗。 布局布线（Place and Route）： 阐述布局布线在FPGA和ASIC设计中的作用，即逻辑门和寄存器在物理器件上的映射和连接。介绍布局布线的基本流程和目标，以及如何影响时序和功耗。 仿真与时序分析： 强调仿真在设计验证中的重要性，包括功能仿真和时序仿真。介绍仿真波形图的解读，以及时序分析报告（setup time, hold time, clock skew等）的分析，以确保设计的正确性和可靠性。 FPGA（Field-Programmable Gate Array）基础： 介绍FPGA的基本结构，包括逻辑单元（LE/CLB）、输入输出块（IOB）、片内存储器（Block RAM）、DSP Slice等。讲解FPGA的开发流程，包括代码编写、综合、适配、生成比特流、下载配置。通过实例演示如何在FPGA平台上实现数字逻辑功能。 CPLD（Complex Programmable Logic Device）： 简要介绍CPLD的特点和与FPGA的异同，以及其在中小规模逻辑设计中的应用。 第三部分：数字电路实践应用 本部分将通过一系列贴近实际的案例，展示数字电路在不同领域的应用，并指导读者进行实际的电路设计与实现。 运算器的设计： 以算术逻辑单元（ALU）的设计为例，讲解如何集成加法器、减法器、逻辑运算等功能，并通过HDL代码实现，然后在FPGA平台上验证。 控制器设计： 以简单的状态机控制器为例，讲解如何根据输入信号和当前状态生成控制信号，完成特定任务，如交通信号灯控制器、流水线控制逻辑等。 数据通路设计： 介绍简单数据通路的概念，例如一个简化的CPU数据通路，包括寄存器组、ALU、多路选择器等，并讲解它们之间的连接和控制。 通信接口设计： 介绍一些常见的数字通信接口，如UART（通用异步收发器）的设计与实现，用于串行数据的发送和接收。 存储器接口设计： 演示如何设计一个简单的接口，用于连接外部存储器（如SDRAM）或内部SRAM。 项目实战： 设计并实现一个具有一定复杂度的数字系统，例如一个简单的数字时钟、一个数码管显示器控制器、一个简易的数字滤波器等。详细讲解设计思路、HDL代码、仿真步骤和FPGA实现过程。 低功耗设计与高可靠性设计概述： 简要介绍在数字电路设计中需要考虑的功耗和可靠性问题，以及一些基本的优化策略。 未来发展趋势： 简要展望数字电路设计的未来方向，如SoC（System on Chip）设计、嵌入式系统、人工智能硬件加速等。 学习目标： 通过学习本书，读者将能够： 扎实掌握数字逻辑电路的基本理论和分析方法。 熟练运用逻辑代数进行电路化简和分析。 掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。 理解有限状态机的概念，并能进行分析与设计。 熟悉硬件描述语言（Verilog HDL）的基本语法和应用。 了解EDA工具链的基本流程，包括综合、仿真和时序分析。 掌握FPGA开发的基本流程，能够将设计的数字电路部署到FPGA开发板上。 具备独立设计和实现简单数字系统的能力。 为进一步学习更高级的数字系统设计打下坚实的基础。 本书内容丰富，理论与实践相结合，配有大量的实例和练习题，旨在帮助读者全面掌握数字电子技术的核心知识，培养解决实际问题的能力。