可编程逻辑器件基础 董海青 9787302287988 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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董海青 著

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店铺： 天乐图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302287988

商品编码：29377059449

包装：平装

出版时间：2012-08-01

基本信息

书名：可编程逻辑器件基础

定价：25.00元

作者：董海青

出版社：清华大学出版社

出版日期：2012-08-01

ISBN：9787302287988

字数：

页码：

版次：5

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书主要包括器件、工具、语言、单元电路和实例五个部分。器件部分主要介绍了目前常用的可编程逻辑器件及其发展；工具部分主要介绍了仿真工具ModelSim、综合工具XilinxISE和开发板；语言部分详细介绍了VerilogHDL的基本语法、程序结构等；单元电路部分主要介绍了组合逻辑电路和时序逻辑电路的VerilogHDL设计和仿真验证；实例部分主要介绍了基于开发板的复杂数字系统的基本设计和验证。
　　《21世纪高职高专电子信息类实用规划教材：可编程逻辑器件基础》可作为高职高专微电子技术、电子线路设计、通信技术等相关专业的教材用书，同时也可以作为从事FPGA设计的相关从业人员的参考用书。

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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《数字电子技术基础》 内容概述： 本书系统地阐述了数字电子技术的基本原理、电路设计方法与实际应用。全书共分为十四章，循序渐进地引导读者掌握数字逻辑的核心概念，从最基础的数制和逻辑运算，逐步深入到组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计与分析，并涵盖了数字系统常用集成电路（如存储器、微处理器接口等）的原理和应用。本书注重理论与实践相结合，通过大量实例和典型电路分析，帮助读者建立扎实的数字电子技术理论基础，并培养独立分析和设计数字电路的能力。 第一部分：数字电子技术基础 第一章：数制与编码 本章首先介绍二进制、八进制、十进制和十六进制等常用数制，详细讲解不同数制之间的转换方法，包括整数和小数的转换。在此基础上，深入讲解计算机中常用的编码方式，包括无符号整数、带符号整数（原码、反码、补码）的表示方法，以及BCD码、ASCII码、海明码等编码的原理和作用。理解数制和编码是掌握后续数字逻辑内容的基础。 第二章：逻辑代数基础 本章是数字电子技术的理论核心。详细介绍逻辑代数（布尔代数）的基本概念，包括逻辑变量、逻辑函数、逻辑运算（与、或、非、异或、同或）及其性质（交换律、结合律、分配律、吸收律、对偶性等）。讲解逻辑函数的最小项和最大项展开式，以及最小项之和、最大项之积的标准形式。重点介绍逻辑函数的简化方法，包括卡诺图法（Karnaugh map）和代数化简法，以及对于多输出逻辑函数的简化技巧。 第三章：逻辑门电路 本章介绍构成数字电路最基本单元——逻辑门电路。详细讲解基本逻辑门（与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门）的逻辑功能、电路符号、真值表和实现原理。介绍TTL（晶体管-晶体管逻辑）和CMOS（互补金属氧化物半导体）两种主流逻辑系列的主要特点、性能指标（如噪声容许度、传播延迟、功耗）和逻辑电平。讲解TTL和CMOS门电路的结构与工作原理，以及两种逻辑系列的兼容性问题。 第四章：组合逻辑电路 本章将前面学到的逻辑门电路和逻辑代数知识应用到组合逻辑电路的设计与分析中。详细介绍组合逻辑电路的定义及其特点：输出仅取决于当前输入。讲解组合逻辑电路的分析方法（从电路图推导逻辑函数）和设计方法（从逻辑功能要求设计电路）。重点讲解常用组合逻辑电路模块，包括数据选择器（Multiplexer）、数据分配器（Demultiplexer）、编码器（Encoder）、译码器（Decoder）及其应用。详细介绍加法器（半加器、全加器）、减法器、比较器、奇偶校验电路等算术逻辑电路的设计原理与应用。 第二部分：时序逻辑电路与集成电路 第五章：触发器 本章介绍构成时序逻辑电路的基本单元——触发器（Flip-Flop）。触发器是具有记忆功能的电路，其输出不仅取决于当前输入，还取决于之前的状态。详细讲解基本触发器（SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器）的逻辑功能、电路结构、触发方式（电平触发、边沿触发）和激励表。重点讲解主从触发器和带异步置位/置零功能的触发器。分析不同触发器的优缺点及其适用场合。 第六章：时序逻辑电路分析与设计 本章在触发器的基础上，进一步讲解时序逻辑电路的分析和设计。详细介绍时序逻辑电路的特点：输出与输入以及电路的“状态”有关。讲解同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路的区别。详细讲解时序逻辑电路的分析方法：建立状态表、状态图和状态方程。讲解时序逻辑电路的设计方法：根据状态图或状态表设计电路。重点介绍两种基本模型：摩尔（Moore）型状态机和米利（Mealy）型状态机，以及它们的转换。 第七章：常用时序逻辑电路模块 本章介绍几种重要的、常用的时序逻辑电路模块，它们是构建复杂数字系统的基础。详细讲解寄存器（Register）的作用及其不同类型（并行输入并行输出、移位寄存器等）。讲解计数器（Counter）的原理与分类：同步计数器、异步计数器、加法计数器、减法计数器、可预置计数器、环形计数器、扭转环形计数器等。详细介绍移位寄存器（Shift Register）的功能及其应用，如串-并转换、数码显示驱动等。 第八章：半导体存储器 本章介绍数字系统中不可或缺的存储器单元。详细讲解存储器的基本概念，包括存储单元、存储容量、地址线、数据线、读/写控制信号。重点讲解随机存取存储器（RAM）的原理，包括静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）的结构、读写过程和特点。详细讲解只读存储器（ROM）的原理，包括掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦可编程ROM（EPROM）和电可擦可编程ROM（EEPROM）的特点和应用。介绍Flash存储器的原理及其优势。 第九章：集成电路工艺与TTL、CMOS逻辑系列 本章从更宏观的视角介绍集成电路（IC）的制造工艺和主流逻辑系列。简要介绍半导体集成电路的制造过程，包括硅片制造、光刻、外延、扩散、离子注入、金属化等关键步骤。深入讲解TTL（晶体管-晶体管逻辑）和CMOS（互补金属氧化物半导体）两种主流逻辑系列的基本结构、工作原理、性能指标（如速度、功耗、噪声容许度、扇出能力）以及优缺点。讨论不同逻辑系列的兼容性问题和选择原则。 第三部分：数字系统的设计与应用 第十章：脉冲波形发生器与定时器 本章介绍如何产生和利用脉冲波形。讲解RC弛豫振荡器、施密特触发器振荡器等产生脉冲信号的电路。详细讲解555定时器集成电路的功能和工作模式（单稳态、多谐振荡、双稳态），以及如何利用555定时器构建各种脉冲发生器和定时电路，并给出实际应用案例。 第十一章：可编程逻辑器件（PLD）基础 本章介绍可编程逻辑器件（PLD）的基本概念和类型。详细讲解PLD的优势：高度集成、设计灵活、开发周期短。介绍几种主要的PLD结构，包括可编程只读存储器（PROM）、可编程阵列逻辑（PAL）、可编程通用阵列逻辑（GAL）和现场可编程门阵列（FPGA）的基本原理和结构特点。解释宏单元（Macrocell）和逻辑阵列（Logic Array）的概念。 第十二章：硬件描述语言（HDL）简介 本章为深入学习PLD和FPGA设计打下基础。介绍硬件描述语言（HDL）的概念及其在数字系统设计中的重要作用。重点介绍Verilog HDL或VHDL（任选其一或都介绍）的基本语法和结构，包括数据类型、运算符、行为描述语句（assign, always）、结构描述语句（module, port）和实例化。讲解如何使用HDL描述组合逻辑电路和时序逻辑电路，以及如何进行仿真和综合。 第十三章：微处理器接口技术 本章介绍数字系统与微处理器的交互。讲解微处理器的基本工作原理（取指、译码、执行）。详细介绍微处理器与存储器和I/O设备之间的接口设计，包括地址总线、数据总线、控制总线的作用。讲解存储器映射I/O和I/O映射I/O的两种方式。介绍常用的接口芯片，如并行接口（8255）、串行接口（8250）等，以及它们在实际系统中的应用。 第十四章：数字系统常用模块与实例 本章通过一些实际的应用实例，巩固前面所学的知识，并展示数字电子技术的广泛应用。可能包括： 数码显示与驱动： 介绍LED数码管的原理，以及如何使用译码器和驱动电路来显示数字。 简单数据采集系统： 介绍如何使用ADC（模数转换器）和微控制器构建一个简单的数据采集系统。 简单的数字控制系统： 介绍如何使用数字逻辑电路实现简单的开关量控制。 其他实际应用： 如简单的电子时钟、计数显示等。 本书通过由浅入深的讲解、清晰的图示和丰富的实例，旨在为读者构建坚实的数字电子技术知识体系，使其能够理解、分析和设计各类数字电子系统。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量简直让人眼前一亮，那种纸张的质感拿在手里就觉得很舒服，不像有些教材拿到手里灰蒙蒙的，看着就提不起精神。书里的图表设计得非常清晰直观，即便是初次接触这类概念的读者，也能很快抓住重点。特别是那些复杂的电路图和时序逻辑的示意图，色彩的运用和布局的精心安排，使得抽象的概念变得可视化了许多。我特别喜欢它在章节开头和结尾设置的“学习目标”和“本章小结”，这就像一位耐心的老师在时刻提醒你学习的脉络，让你在深入细节之前心中有数，读完之后又能迅速回顾关键知识点。而且，书中的术语注释非常到位，遇到不熟悉的缩写或者专业名词，几乎都能在旁边的脚注或者专门的术语表中找到解释，极大地减少了查阅其他资料的麻烦，这对于自学来说简直是福音。总而言之，从阅读体验的物理层面来说，这本书的设计者绝对是花了不少心思的，让人愿意一页一页地翻下去，而不是仅仅把它当作一本冰冷的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论深度和工程实践的结合上做得非常出色，不是那种只停留在概念层面空谈的教材。作者在讲解每一个基本逻辑单元的设计原理时，都会紧密地联系到实际的硬件实现细节，比如门级电路的优化、功耗的考量，甚至是如何在不同的FPGA架构上进行映射。我尤其欣赏它对状态机的描述，不仅仅是简单的状态转移图，而是深入到了编码的最佳实践，比如格雷码和独热码在不同场景下的适用性分析，这对于想写出高效且易于调试的HDL代码的工程师来说，提供了非常宝贵的参考。更难得的是，书中穿插了大量的“陷阱”和“常见错误”分析，这些经验性的总结，往往是学校课堂上学不到的，却是进入职场后必须面对的“坑”。这些内容使得这本书的知识体系非常扎实，读完之后，你不仅知道“是什么”，更知道“为什么”要这样做，以及“如何”做得更好。

评分☆☆☆☆☆

这本书的案例丰富性和多样性是它的一大亮点，简直是一本“袖珍项目集”。它没有局限于简单的加法器或计数器，而是引入了像有限脉冲发生器、数据握手协议模块、乃至简单的数字滤波器结构。这些案例不仅仅是理论的验证，更是对所学知识的综合运用能力的培养。最棒的是，几乎每一个重要的设计案例，都配有清晰的VHDL或Verilog代码示例，而且这些代码都保持了极高的可读性和模块化，是直接可以拿来参考或修改的“准成品”。对于那些正在准备技术面试或者希望通过项目来巩固知识的学习者来说，这些实例代码简直是无价之宝。它让我们看到，如何将抽象的逻辑图一步步转化为实际可综合的硬件描述语言，这种“从图到码”的转换过程，在书中得到了极佳的展示。

评分☆☆☆☆☆

与我之前看过的几本同类书籍相比，这本书的叙述风格显得格外沉稳且逻辑严密，作者的文字功底很深厚，行文之间透露着一种对学科的深刻理解，丝毫没有故作高深的晦涩感。它似乎很懂得读者的心理预期，总是在读者思维最活跃、最需要深入讲解的那个临界点，提供最精确、最恰到好处的解释。例如，在讲解时序分析时，它对建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的解释，完全避免了生硬的公式堆砌，而是通过一个动态的、逐步展开的场景模拟，让你自然而然地理解这两个关键参数在高速电路中的决定性作用。这种“引导式”的教学方法，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。对于那些希望建立系统性知识框架的读者，这本书无疑提供了一个非常坚固的底层地基，让人感觉每一步的攀登都踏实可靠。

评分☆☆☆☆☆

作为一个有着多年硬件经验的工程师来看，这本书最让我赞赏的一点是它对EDA工具链和综合流程的隐性指导。虽然它不是一本专门讲工具使用的手册，但从它对设计约束的强调，到对网表生成的原理性介绍，你能够清晰地感受到设计目标是如何一步步被转换为最终的物理实现。书中对综合和布局布线的“黑箱”操作进行了必要的剖析，让读者明白，仅仅写出能通过仿真验证的代码是不够的，还需要考虑硬件资源的消耗、时钟域的交叉处理以及潜在的竞争冒险等物理层面的问题。这种前瞻性的知识结构，使得读者在学习基础逻辑的同时，就已经具备了面向实际芯片设计的思维模式，避免了未来在项目后期才发现设计思路存在根本性缺陷的尴尬局面。这本书的价值，在于它真正教会了你如何像一个设计者一样思考问题。