Multisim12电路设计及应用 王冠华卢庆龄作 9787118093575 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：Multisim12电路设计及应用

定价：39.00元

作者：王冠华卢庆龄作

出版社：国防工业出版社

出版日期：2014-04-01

ISBN：9787118093575

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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王冠华等编著的《Multisim12电路设计及应用》共分9章。其中，章介绍Multisiml2的背景和用户初次使用Multisiml2所必须进行的基本操作，在此基础上还结合实例对Multisiml2的所有菜单项进行了介绍，较为复杂的功能项在其余的章节中进行介绍；第2章介绍Multisiml2为用户提供的虚拟分析的方法，着重介绍仿真分析的参数设置和对仿真结果的处理；第3章介绍Multisiml2为用户提供的虚拟仿真仪器，在结合实例介绍仿真仪器使用的同时，让读者体会到Multisiml2为用户提供的虚拟分析方法和虚拟仿真仪器在本质上是相同的；第4～8章介绍Multisiml2在电路分析、模拟电子线路、数字电子线路、高频电子线路、MCU电路的电路设计和仿真分析时的应用，其中所选取的例子不单纯是为了说明各类电子线路的仿真分析，也是为了说明Multisiml2的一些较为复杂的菜单项的使用方法，还是对第2章内容上的补充；第9章介绍：EWB相关的PCB软件UItiboardl2的使用，对将Multisiml2和Ultiboardl2联合起来进行电路仿真设计和PCB制作的方法进行了简要的说明。
　　 《Multisim12电路设计及应用》选取的例子简单实用，并带有必要的电路原理解释，目的是让读者能够迅速地掌握Multisiml2的基本使用方法，便于读者自学。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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数字电路设计与实践：原理、方法与工具 本书旨在为读者提供一个全面而深入的数字电路设计与实践的理论框架和实践指导。我们将从数字电路的基础概念出发，逐步深入到复杂逻辑的设计、实现与优化，并结合现代EDA（电子设计自动化）工具，引导读者掌握从概念到实际产品的完整流程。本书强调理论与实践相结合，通过大量的实例分析和实验指导，帮助读者建立扎实的数字电路设计能力。 第一部分：数字电路基础理论 本部分将系统梳理数字电路的核心概念和基本原理，为后续深入学习打下坚实基础。 第一章：数字信号与逻辑门 数字信号的特性： 阐述数字信号与模拟信号的根本区别，包括离散性、完备性、抗干扰性等。介绍二进制数制、码制（如ASCII码、BCD码）及其在数字系统中的应用。 基本逻辑门电路： 详细介绍AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR等基本逻辑门的功能、真值表、逻辑符号及电路实现（以MOSFET为例）。 布尔代数与逻辑化简： 讲解布尔代数的基本定理、公理和运算规则。介绍卡诺图（Karnaugh Map）和Quine-McCluskey方法等逻辑化简技术，以及如何利用逻辑化简优化电路性能、降低成本。 组合逻辑电路： 引入组合逻辑电路的概念，即输出仅取决于当前输入的逻辑电路。讲解常见组合逻辑电路的设计，如译码器（Decoder）、编码器（Encoder）、多路选择器（Multiplexer）、数据分配器（Demultiplexer）、加法器（Adder）、减法器（Subtractor）等。详细分析这些电路的工作原理、设计步骤和应用场景。 第二章：时序逻辑电路 时序逻辑电路的概念： 区分组合逻辑与时序逻辑，强调时序逻辑电路输出不仅取决于当前输入，还与过去的状态有关。介绍触发器（Flip-Flop）作为时序逻辑电路的基本单元，包括SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器等，分析它们的逻辑功能、时序特性（建立时间、保持时间、传播延迟）和电路实现。 寄存器（Register）： 讲解寄存器的构成（由多个触发器组成）及其功能，包括数据存储、并行加载、并行输出等。介绍移位寄存器（Shift Register）的结构和工作方式，如串入串出（SISO）、串入并出（SIPO）、并入串出（PISO）、并入并出（PIPO）等，并分析其在数据传输、定时控制等方面的应用。 计数器（Counter）： 介绍计数器的基本原理，包括异步计数器（Ripple Counter）和同步计数器（Synchronous Counter）的设计。详细分析二进制计数器、十进制计数器（BCD Counter）、任意模数计数器（Mod-N Counter）的设计方法。讲解计数器的应用，如分频、定时、状态机控制等。 有限状态机（Finite State Machine, FSM）： 引入有限状态机的概念，包括摩尔（Mealy）型和米利（Moore）型状态机的区别。讲解状态图、状态表的设计方法，以及如何将状态机转化为硬件电路。分析状态机在控制器设计、序列检测等复杂逻辑控制中的应用。 第三章：半导体器件与逻辑家族 基本半导体器件： 简要回顾二极管、三极管（BJT）、场效应管（MOSFET）的基本工作原理，以及它们如何构成逻辑门电路。 TTL（Transistor-Transistor Logic）逻辑家族： 介绍TTL逻辑电平标准、基本门电路的TTL实现（如与非门），分析其电气特性（如噪声容限、功耗、传输延迟）和驱动能力。 CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）逻辑家族： 重点介绍CMOS逻辑电路的优势（如低功耗、高集成度）。分析CMOS反相器、与非门、或非门等基本电路的结构和工作原理。讲解CMOS的逻辑电平、扇入/扇出、噪声容限等特性。 其他逻辑家族： 简要介绍ECL（Emitter-Coupled Logic）、NMOS等其他逻辑家族，并分析其特点和适用范围。 逻辑电平转换与接口： 讲解不同逻辑家族之间进行信号交互时遇到的电平不匹配问题，以及如何设计电平转换电路，确保信号的正确传输。 第二部分：数字系统设计与EDA工具应用 本部分将从系统级设计出发，介绍使用现代EDA工具进行复杂数字系统设计的方法和流程。 第四章：硬件描述语言（HDL） HDL概述： 介绍硬件描述语言（HDL）在数字系统设计中的重要性，包括其描述硬件结构、行为和时序的能力。 Verilog HDL入门： 学习Verilog的基本语法，包括模块（module）、端口（port）、赋值语句（assign, always）、数据类型（reg, wire）、运算符等。 Verilog描述组合逻辑： 演示如何使用Verilog描述组合逻辑电路，如加法器、译码器、多路选择器等，重点讲解`assign`语句和`always @()`块的使用。 Verilog描述时序逻辑： 讲解如何使用Verilog描述触发器、寄存器、计数器等时序逻辑电路，重点关注`always @(posedge clk or negedge reset)`等敏感列表和时钟同步设计。 Verilog描述有限状态机： 演示如何使用Verilog实现状态机，包括状态寄存器、状态转换逻辑和输出逻辑的设计。 VHDL简介（可选）： 简要介绍VHDL语言的特点和基本语法，为读者提供更多选择。 第五章：EDA工具与仿真 EDA工具概述： 介绍EDA（Electronic Design Automation）工具在数字电路设计中的作用，包括代码编辑、综合、仿真、布局布线等。 主流FPGA/ASIC设计流程： 详细介绍一个典型的FPGA或ASIC设计流程，包括需求分析、架构设计、HDL编码、功能仿真、综合、时序仿真、实现（布局布线）等关键步骤。 功能仿真： 讲解仿真（Simulation）在验证电路逻辑功能正确性中的作用。学习编写测试激励（Testbench），对HDL代码进行功能仿真，并分析仿真结果。 综合（Synthesis）： 介绍逻辑综合的概念，即HDL代码到门级网表（Netlist）的转换过程。解释综合工具的目标（面积、速度、功耗）和约束（Constraints）的作用。 静态时序分析（STA）： 讲解静态时序分析的原理，即不依赖于仿真，分析电路在最坏情况下能否满足时序要求。介绍时序约束（Timing Constraints）的重要性。 实现（Place & Route）： 介绍将综合后的门级网表映射到具体FPGA芯片或ASIC工艺库的过程。包括逻辑单元的放置（Placement）和布线（Routing）。 板级调试与验证： 简要介绍实际硬件调试中可能遇到的问题，以及如何结合在线逻辑分析仪等工具进行调试。 第六章：高级数字系统设计概念 流水线（Pipelining）： 介绍流水线技术如何提高电路的吞吐量（Throughput），分析流水线深度、气泡（Bubble）等概念。 片上总线与通信接口： 讲解常用的片上总线协议，如AXI、AHB、APM等，以及常见的通信接口标准，如UART、SPI、I2C等。 存储器接口设计： 介绍与SRAM、DRAM、Flash等存储器进行接口设计的方法，包括地址、数据、控制信号的时序和协议。 异步电路设计（可选）： 简要介绍异步电路的设计理念和优势，以及异步逻辑的挑战。 低功耗设计技术： 探讨在数字系统中实现低功耗的策略，如时钟门控（Clock Gating）、功率门控（Power Gating）、动态电压与频率调节（DVFS）等。 第三部分：实践应用与案例分析 本部分将通过具体的应用案例，展示数字电路设计原理的实际运用。 第七章：数据通路与控制器设计 数据通路（Datapath）设计： 讲解如何设计处理数据的硬件单元，如算术逻辑单元（ALU）、寄存器文件、多路选择器等。 控制器（Controller）设计： 讲解如何设计控制数据通路操作的逻辑单元，通常采用状态机实现。 CPU设计入门： 以一个简化的CPU模型为例，讲解数据通路和控制器的协同工作，如何执行指令，完成基本运算。 DMA（Direct Memory Access）控制器设计： 介绍DMA控制器的工作原理，如何实现CPU与外设之间的高效数据传输，以及相关的总线协议。 第八章：信号处理与嵌入式系统中的数字电路 数字滤波器设计： 讲解FIR（Finite Impulse Response）和IIR（Infinite Impulse Response）数字滤波器的工作原理，以及如何在硬件上实现。 DSP（Digital Signal Processor）基础： 介绍DSP的基本结构和常用指令集，以及其在音频、视频处理中的应用。 嵌入式系统中的数字接口： 讲解在嵌入式系统中常用的数字接口，如GPIO、ADC（Analog-to-Digital Converter）、DAC（Digital-to-Analog Converter）等，以及如何进行驱动和控制。 FPGA在嵌入式系统中的应用： 介绍FPGA如何作为嵌入式系统的核心，集成CPU、DSP、外设控制器等，实现高度定制化和高性能的解决方案。 第九章：工业级应用与进阶主题 ASIC设计流程与验证： 深入介绍ASIC（Application Specific Integrated Circuit）的设计流程，包括前端设计（RTL编码、综合、STA）、后端设计（布局布线、物理验证）和流片（Tape-out）。 硬件验证（Hardware Verification）： 探讨更高级的硬件验证技术，如UVM（Universal Verification Methodology）、断言（Assertions）、形式验证（Formal Verification）等，以确保设计的正确性和可靠性。 可重构计算与FPGA应用： 介绍FPGA的可重构特性，以及其在高性能计算、人工智能加速、通信等领域的广泛应用。 片上系统（SoC）设计： 讲解SoC的组成和设计方法，如何集成CPU、DSP、FPGA fabric、各种IP核以及外设接口，构建复杂的系统级芯片。 结论： 本书通过系统的理论讲解和丰富的实践指导，旨在培养读者独立进行数字电路设计和系统开发的能力。从基础逻辑门到复杂的SoC设计，我们力求为读者提供一条清晰的学习路径。掌握本书内容，读者将能够自信地迎接数字电路设计领域的各种挑战，并为未来的创新设计打下坚实基础。