數字電子技術實驗指導書/高等學校教材 下載 mobi epub pdf 電子書 2026

內容簡介

　　《數字電子技術實驗指導書/高等學校教材》為電子技術基礎課程係列教材之一，全書共包括五大模塊：數字電路基礎實驗、NI Multisim 12使用指南、數字電路仿真實驗、VHDL語言仿真實驗和附錄。實驗類型有基本的驗證性實驗，也有綜閤性、設計性和創新性實驗。
　　數字電路基礎實驗使學生瞭解電子元器件、集成芯片的外特性，通過實驗搭接電路來掌握電子電路的測試方法，並通過預習要求中的問題加深對理論知識的理解；數字電路仿真實驗是藉助於Multisim12仿真平颱對電子電路進行輔助設計和輔助分析；VHDL語言仿真實驗為學生後續課程學習做必要鋪墊；附錄中介紹瞭集成電路的基本知識、集成邏輯電路的連接和驅動、集成邏輯門電路新舊圖形符號對照以及常用數字集成電路型號及引腳圖。
　　《數字電子技術實驗指導書/高等學校教材》采用實驗報告原始數據便攜式設計，學生做完實驗可以將實驗原始數據、實驗波形等直接填寫在原始數據記錄處，然後裁下貼在上交的實驗報告中，節省時間，適用性強。
　　《數字電子技術實驗指導書/高等學校教材》可作為高等院校電氣工程及其自動化、電子信息工程、電子科學與技術、通信工程、自動化、測控技術與儀器、計算機科學與技術、軟件工程等專業的本、專科教材，同時也可作為參加各類電子設計競賽學生自學的參考書，以及相關工程技術人員的參考書。

內頁插圖

目錄

數字電子技術實驗基本要求

第一章 數字電子技術實驗的基本過程

第二章 常用電子儀器儀錶
2.1 示波器
2.2 信號發生器
2.3 數字萬用錶
2.4 麵包闆
2.5 數字實驗箱

第三章 數字電路基礎實驗
實驗一 TTL門電路的邏輯功能測試及其應用
實驗二 TTL門電路參數特性測試
實驗三 編碼器、譯碼器和數據選擇器
實驗四 中規模集成電路的應用
實驗五 觸發器及其應用
實驗六 觸發器構成的計數器
實驗七 集成計數器及其應用
實驗八 移位寄存器及其應用
實驗九 555定時器及其應用
實驗十 D/A和A/D轉換器

第四章 N IMultisim12使用指南
4.1 NI Multisim12簡介
4.2 Multisim12的基本操作界麵
4.3 元器件庫
4.4 儀器儀錶庫
4.5 Multisim12的基本操作

第五章 數字電路仿真實驗
實驗一 TTL門電路的邏輯變換
實驗二 半加器和全加器
實驗三 血型關係檢測電路的設計
實驗四 計數、譯碼和顯示電路
實驗五 交通控製器的設計
實驗六 集成計數器的應用
實驗七 移位寄存器的應用
實驗八 脈衝邊沿檢測電路
實驗九 脈衝信號的産生與整形
實驗十 D/A與A/D轉換電路

第六章 VHDL語言仿真實驗
實驗一 簡單門電路設計
實驗二 D觸發器的設計

附錄A 集成電路簡介
附錄B 集成邏輯電路的連接和驅動
附錄C 集成邏輯門電路新、舊圖形符號對照
附錄D 集成觸發器瓤、舊圖形符號對照
附錄E 常用數字集成電路型號及引腳圖

參考文獻

《數字電路設計與實現：從原理到實踐》 內容概要： 本書旨在為高等院校的電子工程、通信工程、自動化以及相關專業的學生提供一套係統、深入的數字電路設計與實現教程。全書共分為三個主要部分：理論基礎、設計方法與工具，以及實踐應用。 第一部分：數字電路理論基礎 本部分將帶領讀者迴顧並深入理解數字電路的核心概念。 緒論： 簡要介紹數字電路在現代電子係統中的地位和重要性，以及學習數字電路設計的必要性。強調數字信號的優勢，為後續內容鋪墊。 數製與編碼： 詳細闡述二進製、八進製、十進製和十六進製數製之間的轉換方法，並深入講解各種常用的編碼方式，如ASCII碼、BCD碼、格雷碼等，以及它們在數據錶示和處理中的應用。 邏輯門與邏輯代數： 深入介紹基本邏輯門（與門、或門、非門）的工作原理、邏輯符號和真值錶。在此基礎上，係統講解邏輯代數（布爾代數）的基本定理、公理和公式，包括德摩根定律、分配律、吸收律等，並通過大量實例演示如何運用邏輯代數進行邏輯化簡。 組閤邏輯電路： 詳細講解組閤邏輯電路的設計流程，包括真值錶建立、卡諾圖化簡、代數化簡等方法。重點分析各種常用組閤邏輯電路的功能和設計，如編碼器、譯碼器、多路選擇器（MUX）、數據分配器（DEMUX）、加法器（半加器、全加器）、減法器、比較器、掎變器等。同時，會介紹組閤邏輯電路的冒險現象及其解決方法。 時序邏輯電路： 引入時序邏輯電路的概念，區分組閤邏輯與時序邏輯的根本區彆。詳細講解觸發器（SR觸發器、D觸發器、JK觸發器、T觸發器）的工作原理、狀態轉換圖和狀態轉換錶，以及同步和異步觸發器的特性。在此基礎上，深入講解各種時序邏輯電路的構成，包括寄存器（移位寄存器、並行輸入並行輸齣寄存器等）、計數器（行波進位計數器、同步計數器、減法計數器、任意模計數器）的設計與應用。 有限狀態機（FSM）： 引入有限狀態機的概念，講解其組成部分（狀態寄存器、組閤邏輯、輸齣邏輯）。重點闡述Mealy型和Moore型有限狀態機的區彆與聯係，以及它們的分析與設計方法。通過實例演示狀態圖和狀態錶的繪製，以及如何將其轉換為實際的邏輯電路。 存儲器： 介紹各種類型的存儲器，包括RAM（SRAM、DRAM）和ROM（PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory）的基本原理、結構和應用。重點講解存儲器的地址譯碼、讀寫操作時序以及如何與CPU接口。 第二部分：數字電路設計方法與工具 本部分將聚焦於現代數字電路的設計流程和常用的EDA（Electronic Design Automation）工具。 硬件描述語言（HDL）： 重點介紹Verilog HDL和VHDL兩種主流的硬件描述語言。 Verilog HDL： 詳細講解Verilog的基本語法，包括模塊定義、信號類型（wire, reg, integer等）、運算符、數據類型、結構語句（assign, always, initial）、過程塊、門級建模、數據流建模、行為級建模等。通過大量實際電路的設計實例，演示如何使用Verilog描述組閤邏輯和時序邏輯電路，並進行仿真驗證。 VHDL： 簡要介紹VHDL的語法結構，包括實體（entity）、結構（architecture）、信號（signal）、變量（variable）、常量（constant）、進程（process）、並發語句等。展示VHDL在描述數字邏輯電路方麵的能力，並與Verilog進行對比。 EDA工具鏈： 介紹常用的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設計流程）等。 邏輯綜閤： 講解邏輯綜閤的概念，即HDL代碼到門級網錶的轉換過程。介紹綜閤工具的基本流程和常用選項，以及如何優化綜閤結果，提高電路性能和降低資源消耗。 布局布綫（Place and Route）： 闡述布局布綫在FPGA和ASIC設計中的作用，即邏輯門和寄存器在物理器件上的映射和連接。介紹布局布綫的基本流程和目標，以及如何影響時序和功耗。 仿真與時序分析： 強調仿真在設計驗證中的重要性，包括功能仿真和時序仿真。介紹仿真波形圖的解讀，以及時序分析報告（setup time, hold time, clock skew等）的分析，以確保設計的正確性和可靠性。 FPGA（Field-Programmable Gate Array）基礎： 介紹FPGA的基本結構，包括邏輯單元（LE/CLB）、輸入輸齣塊（IOB）、片內存儲器（Block RAM）、DSP Slice等。講解FPGA的開發流程，包括代碼編寫、綜閤、適配、生成比特流、下載配置。通過實例演示如何在FPGA平颱上實現數字邏輯功能。 CPLD（Complex Programmable Logic Device）： 簡要介紹CPLD的特點和與FPGA的異同，以及其在中小規模邏輯設計中的應用。 第三部分：數字電路實踐應用 本部分將通過一係列貼近實際的案例，展示數字電路在不同領域的應用，並指導讀者進行實際的電路設計與實現。 運算器的設計： 以算術邏輯單元（ALU）的設計為例，講解如何集成加法器、減法器、邏輯運算等功能，並通過HDL代碼實現，然後在FPGA平颱上驗證。 控製器設計： 以簡單的狀態機控製器為例，講解如何根據輸入信號和當前狀態生成控製信號，完成特定任務，如交通信號燈控製器、流水綫控製邏輯等。 數據通路設計： 介紹簡單數據通路的概念，例如一個簡化的CPU數據通路，包括寄存器組、ALU、多路選擇器等，並講解它們之間的連接和控製。 通信接口設計： 介紹一些常見的數字通信接口，如UART（通用異步收發器）的設計與實現，用於串行數據的發送和接收。 存儲器接口設計： 演示如何設計一個簡單的接口，用於連接外部存儲器（如SDRAM）或內部SRAM。 項目實戰： 設計並實現一個具有一定復雜度的數字係統，例如一個簡單的數字時鍾、一個數碼管顯示器控製器、一個簡易的數字濾波器等。詳細講解設計思路、HDL代碼、仿真步驟和FPGA實現過程。 低功耗設計與高可靠性設計概述： 簡要介紹在數字電路設計中需要考慮的功耗和可靠性問題，以及一些基本的優化策略。 未來發展趨勢： 簡要展望數字電路設計的未來方嚮，如SoC（System on Chip）設計、嵌入式係統、人工智能硬件加速等。 學習目標： 通過學習本書，讀者將能夠： 紮實掌握數字邏輯電路的基本理論和分析方法。 熟練運用邏輯代數進行電路化簡和分析。 掌握組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計方法。 理解有限狀態機的概念，並能進行分析與設計。 熟悉硬件描述語言（Verilog HDL）的基本語法和應用。 瞭解EDA工具鏈的基本流程，包括綜閤、仿真和時序分析。 掌握FPGA開發的基本流程，能夠將設計的數字電路部署到FPGA開發闆上。 具備獨立設計和實現簡單數字係統的能力。 為進一步學習更高級的數字係統設計打下堅實的基礎。 本書內容豐富，理論與實踐相結閤，配有大量的實例和練習題，旨在幫助讀者全麵掌握數字電子技術的核心知識，培養解決實際問題的能力。