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师亚莉，陈东著 著

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• 高等教育
• 实验指导

店铺： 炫丽之舞图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115284235

商品编码：29603319776

包装：平装

出版时间：2013-02-01

基本信息

书名：数字逻辑课程设计实训教程

定价：29.80元

作者：师亚莉,陈东著

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2013-02-01

ISBN：9787115284235

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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本书实用性强，力求帮助学生将理论知识与设计实践融会贯通，提升实践操作能力

内容提要

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《21世纪高等院校信息与通信工程规划教材：数字逻辑课程设计实训教程》深入浅出地介绍数字逻辑系统设计的基础知识、基本理论和基本方法，指导学生循序渐进地独立完成数字逻辑系统的设计，并结合EDA技术，介绍*的数字系统设计方法。以Multisim10.0、QuartusⅡ软件为平台，介绍了FPGA/CPLD器件、Verilog硬件描述语言等现代数字系统设计的相关知识，以大量经过验证的数字设计实例为依据，系统阐述了数字系统设计的方法与技术。《21世纪高等院校信息与通信工程规划教材：数字逻辑课程设计实训教程》紧密联系教学实际，着眼于实用，实例丰富，并瞄准电子线路设计领域主流的设计思想和技术，能够将学生的纯理论知识转化为更有意义的实践能力，有利于扩展学生的视野和培养学生的独立研究能力。《21世纪高等院校信息与通信工程规划教材：数字逻辑课程设计实训教程》可供高等院校电子类专业作为实训教材使用，也可供相关行业从业人员参考。

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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探索二进制世界的奥秘：一本引导你深入数字逻辑设计实践的指南 你是否曾对计算机内部的精密运作感到好奇？那些看似复杂的电子元件是如何协同工作，处理海量信息，并最终实现我们日常使用的各种智能应用的？如果你渴望亲手构建属于自己的数字电路，理解逻辑门背后的原理，并将其应用于实际的设计挑战，那么这本书将是你踏入数字逻辑设计殿堂的理想伙伴。 本书并非仅仅停留在理论的陈述，而是以“实践”为核心，为你铺就了一条从基础概念到高级应用的坚实道路。我们将带领你一步步剥离数字世界的外衣，深入其最本质的构成——逻辑门。你会了解到，即使是最复杂的计算机系统，其根本也只是由一系列简单的“与”、“或”、“非”等基本逻辑门组合而成。本书将细致地讲解每一种逻辑门的工作原理，通过直观的图示和清晰的逻辑表达式，让你深刻理解它们的行为模式。 学习数字逻辑设计，“理论”是基础，但“实操”才是关键。本书最大的特色在于其丰富的实训项目和案例分析。我们将模拟真实的设计流程，让你有机会亲自动手，使用专业的EDA（Electronic Design Automation）工具，将你的设计构思转化为可执行的代码，并最终在仿真环境中进行验证。从简单的组合逻辑电路设计，如译码器、多路选择器、加法器，到更具挑战性的时序逻辑电路，如触发器、寄存器、计数器，本书都提供了详尽的步骤指导和丰富的练习题目。 想象一下，当你能够亲手设计一个简单的电子骰子，或者一个能够计数并显示数字的装置时，那种成就感将是无与伦比的。本书精心设计的实训项目，旨在让你在解决实际问题的过程中，巩固所学知识，培养解决复杂问题的能力。每一个项目都将从需求分析开始，引导你进行逻辑功能的设计，然后是硬件描述语言（HDL）的编写，最后是仿真和验证。你将学会如何使用Verilog或VHDL等行业标准语言，将你的逻辑设计转化为可编程硬件的指令。 “硬件描述语言”（HDL）是现代数字逻辑设计不可或缺的工具。本书不会仅仅停留在概念层面，而是会深入讲解HDL的语法和应用。你将学会如何使用HDL来描述逻辑门的功能，如何组合它们构建更复杂的模块，以及如何利用HDL进行模块化设计，提高设计效率和可维护性。本书将通过大量示例代码，演示HDL在各种电路设计中的实际应用，让你能够快速上手，并编写出高质量的设计代码。 在掌握了基本的逻辑单元和HDL编写能力后，我们将进一步引导你探索“组合逻辑电路”的设计。你将深入理解什么是组合逻辑，以及如何通过逻辑表达式和卡诺图等工具来优化电路设计。我们将学习如何设计和实现各种常见的组合逻辑模块，例如： 译码器（Decoder）： 如何将一个二进制输入转换为一个唯一的输出信号，在数据选择和地址译码中扮演重要角色。 多路选择器（Multiplexer）： 如何根据选择信号从多个输入中选择一个输出，是数据路由和信号选择的关键。 编码器（Encoder）： 与译码器相反，如何将多个输入信号编码成一个二进制输出。 加法器/减法器（Adder/Subtractor）： 构建实现算术运算的核心单元，是CPU的基本组成部分。 比较器（Comparator）： 如何比较两个二进制数的大小。 这些看似简单的模块，却是构建更复杂数字系统的基石。本书将通过循序渐进的练习，让你能够熟练掌握这些组合逻辑电路的设计方法。 随后，我们将进入“时序逻辑电路”的领域。与组合逻辑不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还与电路的“状态”有关，这通常由“时钟信号”来驱动。你将学习到： 触发器（Flip-Flop）： 最基本的时序逻辑单元，能够存储一位信息，是构建内存和寄存器的基础。我们将详细介绍SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器的工作原理及其应用。 寄存器（Register）： 由多个触发器组成，用于存储多位二进制数据。你将学会如何设计和实现不同位宽的寄存器，用于数据暂存和传输。 计数器（Counter）： 能够根据时钟信号对输入脉冲进行计数的电路。我们将探讨各种类型的计数器，如异步计数器、同步计数器、二进制计数器、十进制计数器等，并了解它们在频率分频、数字显示等方面的应用。 移位寄存器（Shift Register）： 能够将存储的数据进行左移或右移的电路，在数据串并转换、序列发生器等领域有广泛应用。 通过对这些时序逻辑电路的学习和实践，你将能够理解数据如何在电路中流动和存储，以及如何利用时钟信号来同步和控制数字系统的运行。 本书还特别关注“有限状态机（Finite State Machine, FSM）”的设计。FSM是描述和实现复杂数字系统行为的强大工具。你将学习如何使用状态图和状态表来描述系统的行为，并将其转化为HDL代码。从简单的序列探测器到更复杂的控制器，你将体验到FSM在模式识别、协议处理等方面的强大能力。 在深入实践的同时，本书同样重视“设计原则和方法”的传授。你将学习如何进行“逻辑优化”，以减小电路的面积、降低功耗和提高运行速度。我们将介绍各种优化技术，如布尔代数化简、卡诺图化简等，并展示如何在EDA工具中实现这些优化。此外，你还将了解到“异步复位”和“同步复位”的区别及其在设计中的重要性，以及“时钟域交叉”等需要特别注意的设计问题。 为了让你更好地理解设计过程，本书还包含了“实用的调试技巧和方法”。你将学习如何利用仿真工具的强大功能，如波形查看器、断点设置等，来查找和修复设计中的错误。理解“时序约束”的概念，以及如何设置时序约束来确保设计的可靠性，也是本书重点讲解的内容。 本书的最终目标是让你能够独立完成一个小型数字逻辑系统的设计。我们会引导你完成一个“综合性项目”，将之前学到的所有知识融会贯通。这个项目可能是一个简单的微处理器的一部分，一个数据采集系统，或者是一个定制化的控制模块。通过这个综合性项目的实践，你将能够全面体验数字逻辑设计的整个流程，并为未来更复杂的项目打下坚实的基础。 无论你是计算机科学、电子工程专业的学生，还是对数字逻辑设计充满热情的技术爱好者，本书都能为你提供宝贵的学习资源。它将帮助你构建起对数字世界深刻的理解，掌握实用的设计技能，并开启你探索更广阔数字领域的大门。准备好迎接挑战，用你的双手创造出属于你的数字奇迹吧！

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计确实很别致，封面采用了哑光材质，拿在手里有一种扎实厚重的感觉，色彩搭配上选用了沉稳的深蓝色与亮眼的橙色线条进行点缀，虽然没有直接的图形元素，但整体的视觉冲击力却不弱。内页的纸张质感也相当出色，触感细腻，印刷清晰，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到疲劳。我特别欣赏作者在排版上的用心，字体大小和行间距的设置都非常科学，使得大段的文字看起来井井有条，逻辑性很强。尤其值得一提的是，书中的插图和图表部分，线条锐利，标注清晰，即便是复杂的电路图也能够一目了然。不过，有些章节的图例如果能增加一些彩色的部分来区分不同的信号流，可能在理解上会更加直观。整体来说，从物理层面而言，这本书绝对称得上是工艺精湛的出版物，让人在阅读过程中就能感受到对知识的尊重和对读者的关怀。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅时，我最大的感受是作者对基础概念的阐述达到了近乎“吹毛求疵”的细致程度。他对“布尔代数的基本公理”的引入，并非简单地罗列公式，而是巧妙地结合了实际开关电路的类比进行深入剖析，这种循序渐进的教学方法极大地降低了初学者的入门难度。书中对于逻辑门的基本工作原理的描述，尤其是在时序逻辑部分，采用了大量的动态流程图和状态转移图，这些图示的绘制功力深厚，仿佛能看到电流在芯片内部的真实流动轨迹。我发现，很多其他教材往往一笔带过或者用过于简化的语言描述的卡诺图化简技巧，在这本书里被拆解成了若干个可操作的步骤，每一步都有详尽的文字解释和对应的例题支撑，真正做到了手把手教学。这种对基础的“刨根问底”式的挖掘，为后续更复杂的系统设计打下了无比坚实的地基。

评分☆☆☆☆☆

这本书在实验设计环节的编排上，展现出了极强的实战导向性，这绝对是它区别于纯理论书籍的亮点所在。它没有停留在理论推导层面，而是直接将虚拟的实验平台搬到了读者的面前。例如，在设计一个加法器时，作者不仅给出了逻辑表达式，还提供了详细的元器件选型建议以及面包板的实际连接布局图。更重要的是，对于实验中可能出现的常见错误，比如时序竞争、反馈延迟等问题，书中专门辟出了一块“故障排除”专栏，这些经验性的指导对于我们这些在实验台上摸爬滚打的人来说，简直是无价之宝，能有效避免走很多弯路。我印象最深的是关于有限状态机（FSM）的案例，从需求分析到状态图、真值表，再到最终的VHDL代码实现，整个流程一气呵成，展现了一个完整工程项目的开发脉络。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格是极其严谨且带着一股“老派工程师”的务实精神的。作者在行文中很少使用花哨的形容词，所有的论述都围绕着“功能、效率、成本”这三大核心要素展开。在讨论存储器的组织结构时，他深入分析了不同存储单元（如SRAM与DRAM）在存取速度与功耗上的权衡，这种从系统架构层面去思考底层逻辑设计的方法，极大地拓宽了读者的视野。我尤其欣赏作者对于“规范化”的强调，书中对设计流程、文档撰写格式有着近乎苛刻的要求，这无疑是在培养读者未来进入工业界所需的职业素养。它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的前辈在耳边传授工程纪律，让人明白，一个优秀的数字系统，不仅要求功能正确，更要求设计过程的规范和可维护性。

评分☆☆☆☆☆

深入阅读后我发现，这本书的知识深度和广度令人惊喜，它巧妙地在基础与前沿之间搭建了一座坚固的桥梁。在讲解完经典的组合逻辑和时序逻辑之后，作者并未就此打住，而是很有前瞻性地引入了可编程逻辑器件（PLD）家族，特别是CPLD和FPGA的基本结构和设计流程。书中对硬件描述语言（HDL）的介绍，虽然篇幅不算铺天盖地，但选取的范例都是最核心、最能体现数字逻辑设计思想的部分，这避免了读者被复杂的语言语法细节所淹没。更让我感到意外的是，书中还探讨了低功耗设计的一些基本原则，比如时钟门控和状态编码优化等，这些内容通常在更高级的微电子设计课程中才会涉及。这种将传统理论与现代硬件实现技术无缝结合的处理方式，使得这本书的生命周期和适用范围得到了极大的延伸，可以说是面向未来的一本实用教程。