电工电子EDA实践教程 第2版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

基本信息

书名：电工电子EDA实践教程 第2版

定价：30.00元

作者：孟涛

出版社：机械工业出版社

出版日期：2012-06-01

ISBN：9787111381662

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.681kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书书由从事多年实践教学的教师编写，侧重于对学生实践操作能力及综合设计能力的培养。
　　本书主要内容包括电工、电子电路的计算机仿真，可编程逻辑器件及其编程软件的仿真实践。具体内容有OrCAD PSpice157软件与电路仿真、Multisim 10软件仿真应用、可编程逻辑器件及其编程软件QuartusⅡ10.1介绍、基于OrCADPSpice的电路与电工学仿真实验、电子技术的Multisim仿真实验、基于QuartusⅡ软件的可编程逻辑器件开发与设计实验。
　　本书可作为高等院校电类和非电类本科生“电路”、“电子学”和“电工学”课程的实验教材，也可供相关专业的工程技术及科研人员参考使用。

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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《数字电路设计入门与实践》 内容简介： 本书是一本面向初学者和工程师的数字电路设计入门书籍，系统地介绍了数字电路的基本原理、设计方法和实践应用。全书共分为八章，从最基础的逻辑门电路讲起，逐步深入到组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器、可编程逻辑器件（PLD）以及硬件描述语言（HDL）在数字电路设计中的应用。本书注重理论与实践相结合，通过丰富的实例和实验，帮助读者掌握数字电路的设计、分析和实现能力。 第一章 逻辑门与布尔代数基础 本章旨在为读者建立坚实的数字电路理论基础。首先，我们将介绍数字信号与模拟信号的区别，以及数字电路的基本组成单元——逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）。通过直观的图示和表格，清晰地阐述每种逻辑门的工作原理和逻辑功能。 随后，我们将深入探讨布尔代数，这是理解和简化数字逻辑电路的数学工具。我们将介绍布尔代数的基本公理和定理，如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等。通过实际例子，演示如何使用布尔代数来化简逻辑表达式，从而优化电路设计，减少元器件数量和提高电路性能。 本章还将介绍卡诺图（Karnaugh Map）作为一种图形化的布尔代数化简方法。卡诺图能够直观地展示逻辑函数的输入输出关系，并提供了一种系统性的化简步骤，尤其适用于变量较少的逻辑函数。我们将通过多个实例，详细讲解卡诺图的绘制和使用方法，帮助读者熟练掌握这一重要的逻辑化简技巧。 第二章 组合逻辑电路设计 组合逻辑电路由一系列逻辑门组成，其输出仅取决于当前输入信号的组合，而与过去的输入无关。本章将专注于组合逻辑电路的设计方法。 我们将从最基本的组合逻辑电路入手，如编码器（Encoder）和译码器（Decoder）。通过分析其功能和真值表，讲解如何使用逻辑门搭建这些电路。例如，我们将设计一个8线-3线优先编码器，以及一个3线-8线译码器，并分析它们在数据选择、地址解码等实际应用中的作用。 接着，我们将介绍数据选择器（Multiplexer, MUX）和数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）。数据选择器能够根据选择信号从多个输入中选择一个信号输出，在信号路由和多路复用方面有着广泛应用。我们将设计一个4选1数据选择器，并展示如何利用它来实现复杂的逻辑功能。数据分配器则与之相反，将一个输入信号路由到多个输出中的一个。 加法器（Adder）和减法器（Subtractor）是组合逻辑电路中非常重要的一类电路，用于实现算术运算。本章将介绍半加器、全加器以及串行加法器、并行加法器的设计原理。通过理解这些电路，读者将对数字系统中算术运算的实现方式有一个深入的认识。 此外，本章还将介绍比较器（Comparator）和异或门（XOR Gate）的应用。比较器用于判断两个二进制数的相对大小，而异或门在奇偶校验、数据加密等方面发挥着重要作用。我们将通过具体设计实例，展示这些电路的功能和应用场景。 第三章 时序逻辑电路基础 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还取决于电路过去的状态。这使得时序逻辑电路能够存储信息，实现记忆功能，是构建复杂数字系统的基础。本章将介绍时序逻辑电路的基本概念和组成单元。 我们将首先介绍触发器（Flip-Flop），这是时序逻辑电路中最基本的状态存储单元。我们将详细介绍SR触发器、JK触发器、D触发器和T触发器的工作原理，包括它们的逻辑图、激励表、状态转换图以及时序特性。我们将重点讲解这些触发器的不同触发方式（如电平触发和边沿触发）以及它们在电路设计中的作用。 接着，我们将介绍锁存器（Latch），它与触发器类似，但通常是电平触发的。我们将讲解基本的透明锁存器和门控锁存器。 在本章的后半部分，我们将引入时钟（Clock）的概念，它是同步时序逻辑电路的核心。时钟信号为电路提供统一的节拍，确保所有状态变化在特定时刻发生。我们将讨论时钟信号的产生、分配以及时钟信号对时序逻辑电路性能的影响。 第四章 时序逻辑电路的设计与应用 在掌握了触发器的基本原理后，本章将进一步探讨时序逻辑电路的设计方法和典型应用。 我们将重点介绍寄存器（Register），它是若干个触发器的组合，用于存储多个数据位。我们将讲解移位寄存器（Shift Register）的结构和工作原理，包括其在串行-并行数据转换、数据延迟等方面的应用。例如，我们将设计一个四位串行输入并行输出（SIPO）移位寄存器。 计数器（Counter）是时序逻辑电路的另一类重要应用。我们将介绍同步计数器和异步计数器（也称为行波计数器）的设计。我们将从简单的二进制计数器开始，逐步介绍加法计数器、减法计数器、可置零计数器、可预置计数器等。通过实例，我们将展示计数器在频率分频、数字显示、状态机控制等方面的作用。 此外，本章还将介绍有限状态机（Finite State Machine, FSM）的设计。FSM是描述系统行为的强大工具，广泛应用于控制电路、序列发生器等。我们将介绍摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型状态机的区别，并演示如何根据状态转换图设计FSM电路，包括状态编码、次态逻辑和输出逻辑的设计。 第五章 存储器 存储器是数字系统中存储信息的核心部件。本章将深入介绍各种类型的存储器。 我们将首先介绍随机存取存储器（Random Access Memory, RAM）。我们将区分静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）的基本原理、结构特点和性能差异。我们将讲解RAM的读写操作时序，以及如何通过逻辑电路来控制RAM的读写过程。 接着，我们将介绍只读存储器（Read-Only Memory, ROM）。我们将讲解掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）和电可擦除可编程ROM（EEPROM）的工作原理和区别。我们将重点介绍ROM在存储固定程序、查找表等方面的应用。 此外，本章还将简要介绍闪存（Flash Memory）等现代存储技术，并讨论存储器在嵌入式系统、计算机主板等领域的典型应用。 第六章 可编程逻辑器件（PLD） 可编程逻辑器件（PLD）是现代数字电路设计中不可或缺的器件，它们允许用户根据需求对其内部逻辑进行编程，从而实现灵活的硬件设计。本章将介绍PLD的基本概念、分类和工作原理。 我们将首先介绍通用阵列逻辑（Generic Array Logic, GAL）和现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）的基本结构。我们将分析GAL的输入/输出宏单元、乘积项阵列和或阵列的工作方式，以及如何通过编程来配置其逻辑功能。 随后，我们将重点介绍FPGA。我们将讲解FPGA的基本组成单元，如可配置逻辑块（CLB）、可编程互连资源、输入/输出块（IOB）等。我们将阐述FPGA如何通过配置位流来实现用户自定义的数字逻辑功能。 本章还将讨论PLD的编程流程，包括逻辑设计、综合、布局布线和下载编程等关键步骤。通过对PLD的学习，读者将能够理解现代数字硬件设计的灵活性和可重构性。 第七章 硬件描述语言（HDL）入门 硬件描述语言（HDL）是用于描述数字电路行为和结构的编程语言。它极大地提高了数字电路设计的效率和可维护性。本章将介绍最常用的HDL——Verilog HDL的入门知识。 我们将从Verilog HDL的基本语法开始，包括模块（module）、端口（port）、数据类型（reg, wire）、赋值语句（assign, always）等。我们将通过简单的逻辑门电路和组合逻辑电路实例，演示如何使用Verilog HDL来描述硬件。 接着，我们将介绍如何使用Verilog HDL来描述时序逻辑电路，包括触发器、寄存器和计数器的设计。我们将讲解如何使用always块和时钟信号来创建时序逻辑。 本章还将介绍Verilog HDL中的结构化描述和行为级描述，以及仿真（simulation）的基本概念和流程。通过学习Verilog HDL，读者将能够为后续更复杂的硬件设计和FPGA开发打下坚实的基础。 第八章 EDA工具链与实践 本章旨在引导读者了解电子设计自动化（EDA）工具链在数字电路设计中的实际应用。我们将介绍典型的EDA工具的组成和功能，并以一个具体的综合性项目为例，演示从设计到实现的完整流程。 我们将简要介绍逻辑综合工具，它能将HDL代码转换为门级网表。我们还将介绍实现工具，负责将网表映射到目标硬件（如FPGA）的资源上，并进行布局布线。最后，我们将讨论仿真工具在验证设计正确性方面的重要性。 我们将选择一个包含组合逻辑和时序逻辑的典型项目，例如一个简单的计算器或一个状态机控制器。我们将指导读者使用HDL语言编写设计代码，然后利用EDA工具进行仿真、综合、实现，并最终生成可下载到FPGA开发板的配置文件。 通过本章的学习，读者将能够初步掌握使用EDA工具进行数字电路设计的整个流程，并将前面章节学到的理论知识付诸实践，从而提升解决实际工程问题的能力。 总结 《数字电路设计入门与实践》旨在为读者提供一个全面而系统的数字电路设计学习路径。从最基础的逻辑门原理到复杂的FPGA实现，本书层层递进，理论讲解清晰，实例丰富，实践指导性强。本书适合电子工程、计算机科学等相关专业的学生，以及希望提升数字电路设计技能的工程师作为参考和学习资料。通过本书的学习，读者将能够扎实掌握数字电路的设计精髓，并具备独立完成数字系统设计任务的能力。