數字邏輯課程設計實訓教程 師亞莉,陳東著 9787115284235 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

基本信息

書名：數字邏輯課程設計實訓教程

定價：29.80元

作者：師亞莉,陳東著

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2013-02-01

ISBN：9787115284235

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.359kg

編輯推薦

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本書實用性強，力求幫助學生將理論知識與設計實踐融會貫通，提升實踐操作能力

內容提要

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《21世紀高等院校信息與通信工程規劃教材：數字邏輯課程設計實訓教程》深入淺齣地介紹數字邏輯係統設計的基礎知識、基本理論和基本方法，指導學生循序漸進地獨立完成數字邏輯係統的設計，並結閤EDA技術，介紹*的數字係統設計方法。以Multisim10.0、QuartusⅡ軟件為平颱，介紹瞭FPGA/CPLD器件、Verilog硬件描述語言等現代數字係統設計的相關知識，以大量經過驗證的數字設計實例為依據，係統闡述瞭數字係統設計的方法與技術。《21世紀高等院校信息與通信工程規劃教材：數字邏輯課程設計實訓教程》緊密聯係教學實際，著眼於實用，實例豐富，並瞄準電子綫路設計領域主流的設計思想和技術，能夠將學生的純理論知識轉化為更有意義的實踐能力，有利於擴展學生的視野和培養學生的獨立研究能力。《21世紀高等院校信息與通信工程規劃教材：數字邏輯課程設計實訓教程》可供高等院校電子類專業作為實訓教材使用，也可供相關行業從業人員參考。

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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數字邏輯：從原理到應用的實踐之路 這是一本深入淺齣的數字邏輯設計實訓教程，旨在引領讀者從零開始，逐步掌握數字邏輯電路的設計、分析與實現技術。本書結閤理論講解與豐富的實訓項目，以清晰的邏輯脈絡和詳實的操作指導，幫助讀者夯實數字邏輯基礎，培養實際工程應用能力，為後續更復雜的數字係統設計打下堅實根基。 一、 核心理念：理論與實踐的完美融閤 本書的編寫宗旨是打破理論學習與工程實踐之間的壁壘。我們深知，枯燥的理論公式和抽象的概念往往難以被初學者完全理解和掌握。因此，本書在每一個理論章節之後，都緊密配閤相應的實訓項目，通過動手操作，將抽象的概念具象化，讓讀者在實踐中領悟理論精髓。這種“學以緻用”的學習模式，能夠極大地激發學習興趣，提高學習效率，使讀者不僅知其然，更知其所以然。 二、 內容框架：循序漸進，覆蓋全麵 本書內容編排遵循數字邏輯學科的內在邏輯，由淺入深，層層遞進，確保讀者能夠建立起清晰的知識體係： 第一部分：數字邏輯基礎（理論與初步實踐） 緒論： 簡要介紹數字邏輯在現代電子技術和計算機科學中的地位和作用，勾勒齣數字邏輯設計的整體圖景，激發讀者對數字世界的好奇心和探索欲。 數製與編碼： 詳細講解二進製、八進製、十進製、十六進製等數製轉換，以及BCD碼、ASCII碼、餘3碼等常用編碼的原理和應用。通過簡單的編碼轉換練習，讓讀者初步熟悉數字錶示的基本方法。 邏輯門電路： 深入剖析最基本的邏輯門電路（與門、或門、非門），闡述其邏輯功能和真值錶。結閤簡易集成電路芯片（如TTL係列或CMOS係列），通過搭建最簡單的邏輯門電路，驗證其邏輯功能，感受硬件實現的魅力。 組閤邏輯電路： 基本定理與公式： 詳細介紹布爾代數的基本定理（如交換律、結閤律、分配律、德摩根定理等），以及卡諾圖（Karnaugh Map）等簡化邏輯函數的方法。通過大量例題，引導讀者掌握邏輯函數的化簡技巧，理解化簡的意義——降低電路復雜度，提高集成度。 常用組閤邏輯模塊： 逐一介紹並講解編碼器、譯碼器、多路選擇器（MUX）、數據分配器（DEMUX）、加法器（半加器、全加器）、比較器等基本組閤邏輯模塊的原理、結構和應用。 實訓項目： LED流水燈控製： 設計一個簡單的狀態機，通過組閤邏輯控製LED按照預設的順序閃爍，這是初學者接觸邏輯設計和狀態控製的絕佳起點。 簡易電子密碼鎖： 利用多路選擇器和組閤邏輯實現一個簡單的密碼輸入與驗證係統，需要理解輸入信號的組閤邏輯判斷。 組閤邏輯函數實現： 使用邏輯門芯片，根據給定的布爾錶達式，搭建齣對應的組閤邏輯電路，並用萬用錶或示波器驗證輸齣。 加法器/減法器電路： 搭建一個8位二進製加法器或減法器，理解其多位級聯原理。 第二部分：時序邏輯電路（動態世界的大門） 時序邏輯電路基礎： 引入“狀態”和“時鍾”的概念，解釋時序邏輯電路與組閤邏輯電路的根本區彆。重點講解觸發器（Flip-Flop）——D觸發器、T觸發器、JK觸發器、SR觸發器，深入剖析它們的存儲原理、觸發方式（電平觸發、邊沿觸發）和時序特性。 實訓項目： 單穩態觸發器應用： 利用觸發器實現一個脈衝發生器，産生特定寬度的脈衝信號。 簡單的狀態顯示： 使用觸發器存儲狀態信息，並驅動數碼管顯示當前狀態。 寄存器與計數器： 寄存器： 介紹移位寄存器（串入串齣、串入並齣、並入串齣、並入並齣）及其在數據傳輸和處理中的應用。 計數器： 詳細講解同步計數器（二進製、十進製、任意進製）和異步計數器（行波計數器）的工作原理。分析它們的優缺點及適用場閤。 實訓項目： LED計數器： 設計一個16進製（0-F）或10進製（0-9）的LED計數器，學習如何利用計數器驅動數碼管顯示。 移位寄存器數據傳輸： 模擬串行通信中的數據移位過程，將並行數據轉換為串行數據輸齣，或將串行數據轉換為並行數據輸入。 定時器應用： 利用計數器和分頻器實現一個簡單的定時器，例如秒錶或計時器。 狀態機設計（有限狀態機 FSM）： 摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型狀態機： 深入講解兩種狀態機的概念、狀態轉移圖、狀態轉移錶的設計方法，以及如何根據狀態機描述設計時序邏輯電路。這是掌握復雜數字係統設計的核心技術。 實訓項目： 交通信號燈控製器： 設計一個能夠模擬真實交通信號燈（紅、黃、綠）的控製器，需要根據時間或外部信號進行狀態轉移。 簡易自動售貨機邏輯： 設計一個能識彆簡單硬幣組閤並作齣相應反應（如齣貨或退幣）的狀態機。 數據串行接收與處理： 設計一個能夠接收串行數據的狀態機，當接收到特定起始位和數據位後，將其轉換為並行數據進行後續處理。 第三部分：硬件描述語言（HDL）與FPGA/CPLD設計（現代設計方法） 硬件描述語言（Verilog HDL 或 VHDL）： 引入硬件描述語言的概念，闡述其在現代數字邏輯設計中的重要性。重點講解 Verilog HDL 的基本語法、數據類型、運算符、行為級建模、數據流建模以及結構級建模。 實訓項目： HDL語言實現組閤邏輯： 使用 Verilog HDL 重新實現之前通過門級電路實現的組閤邏輯功能，例如加法器、譯碼器，對比仿真結果與硬件實現。 HDL語言實現時序邏輯： 使用 Verilog HDL 實現觸發器、寄存器、計數器等時序邏輯模塊，並進行仿真驗證。 FPGA/CPLD簡介與開發流程： 介紹現場可編程門陣列（FPGA）和復雜可編程邏輯器件（CPLD）的基本結構、工作原理和優勢。詳細講解使用 FPGA/CPLD 進行數字邏輯設計的典型流程：代碼編寫、仿真、綜閤、布局布綫、下載與調試。 實訓項目： FPGA/CPLD上的LED閃爍： 使用 Verilog HDL 編寫代碼，將一個簡單的LED閃爍程序下載到 FPGA/CPLD 開發闆上運行，這是初次接觸FPGA/CPLD的入門項目。 FPGA/CPLD上的交通信號燈控製器： 將之前設計的交通信號燈控製器邏輯用 Verilog HDL 實現，並在FPGA/CPLD上驗證其功能。 FPGA/CPLD上的計數器與顯示： 在FPGA/CPLD上實現一個帶有數碼管顯示的計數器，學習如何驅動外部設備。 簡單的CPU指令模擬： （進階項目）設計一個包含簡單指令集（如加法、減法、加載、存儲）的CPU核心邏輯，並在FPGA/CPLD上進行模擬和驗證，初步體驗微處理器設計。 第四部分：實際應用與進階主題 存儲器接口： 簡要介紹SRAM、DRAM等存儲器的基本工作原理和接口時序，探討如何將外部存儲器與處理器進行連接。 時鍾與復位： 深入討論時鍾信號的産生、分配和同步/異步復位信號的設計，以及在復雜係統中處理時鍾域交叉問題的重要性。 數字係統設計實例： 結閤前麵所學知識，分析一些典型的數字係統設計案例，如簡單的數據采集係統、簡單的通信接口等，展示如何將分散的邏輯模塊組閤成一個完整的係統。 設計調試技巧： 分享在實際硬件設計過程中，常見的調試方法和技巧，例如利用邏輯分析儀、示波器進行信號分析，以及硬件仿真和在綫仿真（In-Circuit Debugging）的應用。 三、 特色與亮點 1. 豐富的實訓平颱支持： 本書提供瞭多種實訓方案，從最基礎的萬用闆搭建到使用常見的FPGA/CPLD開發闆，讀者可以根據自身條件選擇閤適的平颱進行實踐。每一個實訓項目都配有詳細的實驗步驟、電路圖（或HDL代碼）、預期結果和注意事項。 2. 循序漸進的難度梯度： 從最簡單的邏輯門到復雜的FPGA/CPLD設計，本書將內容劃分為多個層次，確保不同基礎的讀者都能找到適閤自己的學習路徑，並在學習過程中不斷挑戰自我。 3. 清晰易懂的講解風格： 采用生動形象的比喻和圖文並茂的講解方式，將抽象的數字邏輯概念變得易於理解。避免使用過於專業化和晦澀的術語，力求讓每一位讀者都能輕鬆入門。 4. 貼近工程實踐： 本書不僅講解理論，更注重培養讀者解決實際工程問題的能力。所選取的實訓項目均具有一定的代錶性和實用性，能夠讓讀者在解決實際問題的過程中，提升設計思維和工程素養。 5. 理論與代碼的結閤： 在進入HDL部分後，本書將理論知識與Verilog HDL代碼編寫緊密結閤，通過對比仿真結果與理論預期，加深讀者對硬件描述語言與實際硬件之間關係的理解。 四、 目標讀者 高校電子工程、計算機科學、自動化等相關專業的本科生和研究生。 從事嵌入式係統開發、數字電路設計、FPGA/CPLD開發的工程師。 對數字邏輯設計感興趣的業餘愛好者和自學者。 五、 學習本書，您將獲得 紮實的數字邏輯理論基礎。 熟練掌握組閤邏輯和時序邏輯電路的設計方法。 深入理解硬件描述語言（Verilog HDL）的應用。 掌握使用FPGA/CPLD進行數字係統設計的技能。 提升獨立分析和解決復雜數字邏輯問題的能力。 為進一步學習數字信號處理、微處理器設計、SoC係統設計等高端技術奠定堅實基礎。 本書不僅是一本教材，更是一本實踐指南。我們相信，通過本書的學習和實踐，讀者一定能夠成功踏上數字邏輯設計的精彩旅程，並在這個充滿活力的領域中有所建樹。