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师亚莉，陈东著 著

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• 实验指导

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115284235

商品编码：29666728176

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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《电子产品电路板设计入门》 内容简介 本书旨在为电子爱好者、初学者以及希望系统学习电子产品电路板设计的读者提供一份全面而实用的入门指南。从基础的电子元器件知识，到绘制原理图、PCB布局布线，再到实际的焊接与测试，本书将循序渐进地带领读者掌握电子产品从概念到成型的全过程。我们力求以最直观、最易懂的方式，帮助读者建立扎实的电路板设计理念，培养解决实际问题的能力，最终能够独立设计并制作出属于自己的电子作品。 第一章：电子元器件基础 在开始电路板设计之前，深入理解构成电子电路的基本单元至关重要。本章将详细介绍各类常用电子元器件的原理、特性、型号以及在电路中的作用。 电阻器： 学习电阻的分类（固定电阻、可变电阻）、阻值计算、功率选择以及贴片与插件电阻的区别。理解欧姆定律在电路设计中的基础应用。 电容器： 掌握电容器的分类（电解电容、陶瓷电容、钽电容等）、容值、耐压值以及在滤波、耦合、旁路等电路中的作用。 电感器： 介绍电感器的原理、电感量、自感与互感，以及在滤波、振荡电路中的应用。 二极管： 学习二极管的基本特性（单向导电性）、不同类型（普通二极管、稳压二极管、整流二极管、发光二极管LED）及其在电路中的应用，例如整流、限压、指示等。 三极管（晶体管）： 深入理解三极管的结构（NPN、PNP）、工作原理（放大、开关）、不同放大模式（共发射极、共集电极、共基极）以及在放大电路、开关电路中的应用。 场效应管（MOSFET）： 介绍MOSFET的工作原理、类型（N沟道、P沟道）以及其在功率驱动、开关电源等领域的优势。 集成电路（IC）： 简要介绍集成电路的基本概念，重点介绍运算放大器（Op-Amp）的基本构成和常用应用（如反相比例、同相比例、加法、减法器），以及常用逻辑门电路（如与门、或门、非门、异或门）的功能。 其他元器件： 触及一些常用的连接器（如USB、JST）、传感器（如温度传感器、光敏电阻）、晶振（Quartz Crystal Oscillator）等。 第二章：电路原理图绘制 电路原理图是电子设计的蓝图，清晰准确的原理图是后续PCB设计的基础。本章将引导读者掌握一款主流的电子设计自动化（EDA）软件，并在此软件中进行原理图的设计。 EDA软件介绍： 简要介绍KiCad、Altium Designer、Eagle等主流EDA软件的特点和选择。本书将以KiCad为例进行教学，因为其免费开源、功能强大且拥有活跃的社区支持，非常适合初学者。 软件界面与基本操作： 学习KiCad的安装、界面布局、导航以及常用菜单功能。 元器件库的创建与管理： 学习如何从零开始创建新的元器件符号，或者从现有的库中选择并导入元器件。理解元器件符号（Symbol）与封装（Footprint）的概念及联系。 绘制原理图符号： 详细讲解如何根据元器件的电气特性绘制标准的原理图符号，包括引脚命名、图形绘制、属性设置等。 原理图设计流程： 放置元器件： 从库中选择并放置所需的电子元器件。 连接导线： 使用导线（Wire）连接元器件的引脚，构成电路连接。 添加网络标签（Net Label）： 使用网络标签清晰地标识电路中的不同信号线，简化复杂连线。 添加电源与地符号： 正确放置电源（VCC、+5V等）和地（GND）符号。 添加注释与文本： 编写文字说明、元器件编号、参数等，增强原理图的可读性。 使用总线（Bus）： 对于多条同类信号线（如数据总线），学习使用总线来简化绘制。 原理图检查（ERC - Electrical Rule Check）： 运行ERC工具，检查原理图中的电气连接错误，如未连接的引脚、短路等。 元器件封装的关联： 学习如何为绘制的原理图符号关联相应的PCB封装，这是生成PCB文件的关键一步。 第三章：PCB布局与布线 原理图完成后，下一步就是将其转化为实际的电路板。本章将深入探讨PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）的设计，包括元器件的物理布局和导线的连接。 PCB设计软件界面与基本操作： 学习KiCad的PCB Layout editor的使用，包括视图切换、工具栏、菜单等。 PCB封装的导入与编辑： 学习如何导入元器件的PCB封装，并根据实际需要进行修改，例如调整焊盘（Pad）大小、形状、丝印信息等。 PCB设计流程： 导入原理图网络表（Netlist）： 从原理图生成网络表，这是PCB设计与原理图之间数据交换的桥梁。 设置PCB板框： 定义PCB的物理尺寸、形状以及安装孔的位置。 放置元器件： 布局原则： 学习如何根据电路功能、信号流向、元器件散热、连接方便性等原则进行元器件的物理布局。 分组放置： 将功能相似或联系紧密的元器件进行分组放置，如电源部分、信号处理部分等。 关键元器件优先： 优先放置接口、电源、CPU等关键元器件。 散热考虑： 对于发热量大的元器件，要预留散热空间或采用散热措施。 布线： 布线层设置： 学习多层PCB的设计，包括顶层（Top Layer）、底层（Bottom Layer）以及中间的内层（Inner Layers）。 导线（Track）绘制： 使用导线连接元器件的焊盘，实现电气连接。 导线宽度选择： 根据电流大小、信号类型等因素，选择合适的导线宽度，保证信号传输和电流承载能力。 过孔（Via）： 学习使用过孔在不同层之间进行连接。 差分线、电源线、地线处理： 掌握特殊信号线（如差分信号、高速信号）的布线技巧，以及电源线和地线的合理铺设，以减少噪声干扰。 蛇形线（Serpentine Trace）： 用于等长布线，以确保信号的同步到达。 避让与重叠： 学习如何在布线过程中避免导线重叠和交叉，保持布线整洁。 规则驱动布线： 学习设置设计规则（Design Rules），如最小线宽、最小间距、最大过孔尺寸等，并在布线过程中遵守规则。 覆铜（Copper Pour / Fill）： 学习在PCB板上铺设大面积的铜箔，用于接地或电源连接，以改善电磁兼容性（EMC）和散热。 丝印层（Silkscreen Layer）： 添加元器件的位号、公司Logo、功能指示等丝印信息，方便后续的焊接和识别。 DRC检查（Design Rule Check）： 运行DRC工具，检查PCB设计是否符合预设的设计规则，如间距、线宽、过孔等。 第四章：Gerber文件生成与PCB制作 完成PCB布局布线后，需要生成标准的Gerber文件，供PCB工厂进行加工。本章将讲解Gerber文件的生成过程，以及实际的PCB制作与焊接。 Gerber文件介绍： 了解Gerber文件格式（RS-274X）及其在PCB制造中的作用。 生成Gerber文件： 生成各层文件： 学习在EDA软件中生成铜层、阻焊层（Solder Mask）、丝印层、钻孔文件（Drill File）等各个层面的Gerber文件。 生成钻孔文件（Excellon）： 解释钻孔文件的重要性，用于指导钻孔机在PCB上钻出通孔和盲孔。 检查Gerber文件： 建议使用Gerber Viewer工具对生成的Gerber文件进行最终检查，确保所有层信息准确无误。 PCB制作流程简介： 简要介绍PCB厂家根据Gerber文件进行生产的工艺流程，包括蚀刻、钻孔、电镀、阻焊、丝印、金手指等。 PCB表面处理： 介绍常见的PCB表面处理工艺，如HASL（热风整平）、ENIG（沉金）、OSP（有机保焊剂）等，以及它们对焊接性能和成本的影响。 第五章：元器件焊接与测试 拿到制作好的PCB板后，下一步就是将元器件焊接上去，并对电路进行测试，验证其功能。 焊接工具与材料： 电烙铁： 介绍不同类型电烙铁（恒温、调温）的选择和使用技巧。 焊锡丝： 讲解不同成分（如含铅、无铅）和直径的焊锡丝。 助焊剂/焊锡膏： 介绍助焊剂的作用和使用方法，以及焊锡膏在SMT（表面贴装技术）中的应用。 吸锡器/吸锡带： 学习如何去除多余焊锡或纠正焊接错误。 镊子/夹具： 用于固定和夹持微小元器件。 清洁剂/酒精： 用于焊接后的清洁。 焊接技术： 手工焊接（SMA - Soldering Manual Assembly）： 插件元器件焊接： 详细讲解插件元器件（如电阻、电容、三极管、IC座）的焊接步骤，包括引脚预处理、加热、送锡等。 贴片元器件焊接（SMT - Surface Mount Technology）： 单面焊接： 讲解如何先将元器件放在焊盘上，用烙铁固定一端，然后焊接另一端。 双面焊接： 介绍需要先焊接一面，再进行另一面的焊接。 热风枪焊接： 介绍热风枪在贴片元器件焊接中的应用，尤其是在大批量或困难焊接的场合。 焊接检查： 学习如何目视检查焊接点是否饱满、牢固，是否存在虚焊、短路、漏焊等问题。 测试仪器与方法： 万用表： 学习使用万用表测量电压、电流、电阻，进行简单的通断测试和元器件参数检测。 电源适配器/可调电源： 提供稳定的工作电源。 示波器（入门介绍）： 简要介绍示波器的基本功能，用于观察信号波形。 功能测试： 根据电路设计的功能，设计相应的测试方案，如输入特定信号，观察输出结果。 异常情况处理： 针对测试中出现的常见问题（如电路不工作、指示灯不亮、发热异常等），引导读者进行故障排查。 第六章：进阶实践与项目案例 在掌握了基础知识和技能后，本章将通过一些经典的实践项目，帮助读者巩固所学，并进一步提升设计能力。 LED闪烁电路设计： 设计一个基于555定时器或微控制器的LED闪烁电路，从原理图到PCB，再到实际焊接与编程。 简易音频放大器设计： 使用运算放大器或分立三极管设计一个简单的音频放大电路，体验模拟电路的设计过程。 DIY数码管显示时钟： 结合微控制器（如Arduino）和数码管，设计并制作一个显示时间的装置，学习嵌入式系统与外围电路的结合。 基于传感器的简单测量系统： 利用温度传感器、光敏传感器等，设计一个能够采集并显示环境数据的系统，了解传感器接口与数据处理。 PCB设计中的常见问题与解决策略： 总结在实际设计中可能遇到的各种挑战，例如高频信号干扰、电源噪声、散热不良、EMC问题等，并提供相应的解决方案。 持续学习资源推荐： 引导读者如何通过在线社区、技术博客、书籍等途径，不断更新知识，跟进行业发展。 本书特色 循序渐进，结构清晰： 内容从基础概念到高级实践，层层递进，适合不同水平的学习者。 理论与实践结合： 既有扎实的理论讲解，又包含大量的实践操作指导，让读者“看得懂，做得来”。 工具链完整： 以免费开源的KiCad EDA软件为主，降低学习门槛，提供完整的软件操作指南。 项目驱动学习： 通过一系列精心设计的项目案例，让读者在实践中巩固知识，培养解决实际问题的能力。 图文并茂，通俗易懂： 大量插图、图示和代码示例，使抽象的概念变得直观，语言力求简洁明了。 无论您是刚刚接触电子世界的爱好者，还是希望系统提升电路板设计技能的学生，亦或是希望将创意转化为实物的创客，《电子产品电路板设计入门》都将是您不可或缺的得力助手。让我们一起开启这段精彩的电子设计之旅！

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，怎么说呢，带着一种老派工程师的严谨和一丝不苟，用词非常专业，基本上没有出现俚语或者不正式的表达，这一点对于学术参考价值来说是极大的加分项。它对复杂概念的拆解和重组能力非常出色，比如在谈到有限状态机（FSM）的设计时，它没有急于展示复杂的Mealy和Moore模型，而是先通过一个简单的交通信号灯控制系统作为引子，将状态的定义、转移条件的建立、输出的逻辑等环节一步步拆开来讲解。这种教学设计哲学，我认为是极其高明的，它遵循了人类认知的自然规律——从具体到抽象。每当我觉得自己快要跟不上思路的时候，作者总能适时地抛出一个巧妙的类比，比如用排队买票的比喻来解释竞争性输入对触发器的影响，一下子就让原本晦涩的电子信号逻辑变得具体可感。这本书的深度，绝对不是那种应付考试的“速成手册”能比拟的，它更像是一本需要你坐下来，泡上一杯咖啡，慢慢咀嚼才能品出其中真味的工具书。如果你只是想应付期末考试，这本书可能略显“过重”，但如果你的目标是真正理解数字系统的工作原理，那么它提供的知识密度是极高的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺抓人眼球的，那种带着一点复古未来感的蓝色调，让人立刻联想到电路板上的精密线条和电子元件的闪烁光芒。我翻开目录的时候，心里咯噔了一下，嚯，这内容排布得还真够密集的。第一章就直奔主题，讲起了布尔代数和逻辑门的基础，一点缓冲都没有，感觉像是直接被扔进了数字世界的“深水区”。作者的叙述方式非常直接，没有太多冗余的修饰词，就是教科书式的严谨。不过，对于我这种初次接触数字逻辑的“小白”来说，光是看文字描述那些逻辑表达式和真值表，大脑就开始高速运转，试图在脑海里构建出那些看不见的信号流动路径。我特别喜欢它在讲解组合逻辑电路时，那种层层递进的推导过程，虽然过程有点烧脑，但每推导完一步，那种“原来如此”的豁然开朗感，简直让人上瘾。特别是那个关于译码器和多路选择器的实例分析，写得极其细致，连同最小项和最大项的展开式都给得明明白白，感觉作者是真下了功夫去琢磨初学者容易卡壳的地方。只是，如果能多配一些动手实践的引导，哪怕是简单的面包板接线图示，可能体验会更上一层楼。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格在不同章节之间似乎有微妙的切换，这可能体现了不同作者或不同时间段的编写风格融合。尤其是在涉及偏向实际应用和系统集成的章节时，语气变得更为果断和强调工程实践。比如，在讨论大规模集成电路（LSI）的设计时，它不再局限于基本的逻辑门操作，而是开始探讨诸如功耗管理、时序约束以及如何避免竞争冒险（Hazards）等更高级的话题。作者强调，一个理想的逻辑设计必须在功能正确性和实际性能之间找到一个最佳平衡点。我对其中关于竞争冒险的分析印象深刻，作者不仅展示了如何识别这些问题，还清晰地说明了在组合逻辑中插入冗余项来消除它们的具体操作步骤。这部分内容对我来说是全新的视角，它让我明白，理论上正确的电路，在物理实现时可能因为门延迟的不一致而产生错误的瞬态信号。总而言之，这本书的价值在于，它成功地架设了一座从抽象的数学逻辑到具体的电子硬件实现的桥梁，让人在学习理论的同时，时刻保持对工程现实的警醒。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧质量相当不错，纸张的手感很扎实，油墨印得很清晰，即便是长时间盯着那些复杂的逻辑电路图看，眼睛也不容易感到疲劳。我尤其欣赏它在讲解时序逻辑部分时，那个对D触发器、JK触发器以及T触发器的详细解析。很多其他教材在这里往往是一笔带过，只给出状态转移方程就完事了，但这本书不同，它花了大量的篇幅去解释“边沿触发”的概念，并且配上了详尽的时序图，图上的高低电平变化画得非常精准，让人能直观地感受到时钟信号对系统状态的影响。读到讲解寄存器和计数器那几章时，我仿佛能听见内部时钟在“滴答滴答”地走动，那些数据流在寄存器之间快速搬运的场景在脑海中栩栩如生地展现出来。作者在描述计数器设计时，对于“进位传播延迟”这个实际工程问题也进行了讨论，这显示出作者不仅仅停留在理论层面，而是考虑到了电路在实际工作中的性能限制，这种务实的态度非常值得称赞。唯一的遗憾是，理论部分讲得这么透彻，如果能增加一个专门的章节，集中讨论一下如何利用FPGA或CPLD工具链来快速验证这些设计，那就更完美了，毕竟现在实践环节越来越依赖于硬件描述语言。

评分☆☆☆☆☆

我注意到这本书在介绍存储器结构时，篇幅相对独立且详尽，这一点在很多数字逻辑教材中是被简化处理的。作者详细阐述了SRAM和DRAM的基本读写原理，并且引入了动态随机存取存储器中“刷新”这一关键维护过程的必要性和实现方式。这部分内容不仅停留在“是什么”的层面，更深入到了“为什么会这样”的层面，比如解释了为什么SRAM需要六个晶体管而DRAM只需要一个电容和一个晶体管，以及这种结构差异如何直接导致了它们在速度和密度上的权衡取舍。读到这里，我感觉自己对整个计算机存储体系的底层架构有了更坚实的基础认知。此外，对于总线仲裁和内存地址解码的讲解，也显得异常清晰。作者特意加入了一个关于“奇偶校验码”的章节，用非常直观的例子说明了数据在传输过程中如何利用额外的校验位来检测并纠正错误。这不仅拓展了数字逻辑的应用边界，也让读者体会到在数据完整性方面所做的工程努力，让我对那些看似简单的“0”和“1”背后所承载的复杂工程智慧肃然起敬。