计算机电路基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:魏则燊 编

出品人:

页数:285

译者:

出版时间:2008-1

价格:26.00元

装帧:

isbn号码:9787302167075

丛书系列:

图书标签:

• 电路基础
• 模拟电路
• 数字电路
• 电子技术
• 计算机硬件
• 电路分析
• 基础电子学
• 电路原理
• 电子工程
• 高等教育

好的，这是一份关于一本名为《数字系统设计与应用》的图书简介，旨在详细描述其内容，且不涉及《计算机电路基础》的相关主题。 --- 《数字系统设计与应用》图书简介 作者： [此处可填入作者姓名，例如：王明，李华] 出版社： [此处可填入出版社名称，例如：科技文献出版社] 出版时间： [此处可填入年份，例如：2023年] 内容概述 《数字系统设计与应用》是一本全面、深入探讨现代数字逻辑设计、系统实现与应用开发的专业教材与参考手册。本书旨在为电子工程、计算机科学、自动化以及相关工程领域的学生、工程师和研究人员提供一个坚实的理论基础和丰富的实践指导。全书结构清晰，从最基本的数字逻辑概念出发，逐步深入到复杂系统的设计、验证与实现，覆盖了从硬件描述语言（HDL）编程到现代FPGA/ASIC设计流程的完整链条。 本书的独特之处在于其理论深度与工程实践的紧密结合。我们不仅详细阐述了布尔代数、逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路的数学原理和硬件实现方法，更侧重于如何利用现代设计工具和方法学，高效地构建出满足特定功能和性能要求的复杂数字系统。 第一部分：数字逻辑基础与设计方法 本书的开篇部分（第1章至第4章）致力于构建坚实的数字逻辑理论基石。 第1章：数制、编码与代数基础 本章首先回顾了二进制、八进制、十六进制等常用数制及其相互转换，这是理解所有数字系统的先决条件。随后，详细介绍了各种编码方案，包括BCD码、格雷码、七段显示编码等，并深入探讨了它们在数据表示中的应用。在此基础上，系统地复习了布尔代数的基本公理、定理以及最小项和最大项的概念。着重讲解了如何运用布尔代数对复杂逻辑表达式进行化简，为后续的电路设计奠定数学基础。 第2章：组合逻辑电路的设计与分析 本章聚焦于不含存储元件的组合逻辑电路。内容涵盖了逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的工作原理和实现。关键内容包括使用卡诺图（K-Map）和奎因-麦克拉斯基（Quine-McCluskey, Q-M）方法进行逻辑函数的化简。随后，本书详细介绍了多功能组合逻辑芯片的应用，如编码器、译码器、数据选择器（MUX）和数据分配器（DEMUX）。特别关注了算术逻辑单元的设计，包括半加器、全加器、串行加法器以及乘法器的基本结构和优化。 第3章：时序逻辑电路与存储元件 时序逻辑电路是实现具有“记忆”功能的数字系统的核心。本章详细解析了基本存储单元：锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop，包括SR, D, JK, T型）。重点讨论了时钟控时机制，包括主从结构和边沿触发的概念。随后，内容扩展到寄存器、移位寄存器以及各种计数器（异步、同步、环形、Johnson计数器）的设计与应用。对不同类型触发器在状态转移图（State Diagram）和状态表（State Table）下的行为分析是本章的重点。 第4章：有限状态机（FSM）的设计与实现 本章将组合逻辑与时序逻辑有机结合，系统阐述了有限状态机的理论和设计流程。我们将FSM模型分解为Moore模型和Mealy模型，并详细对比两者的特性和适用场景。设计步骤包括需求分析、状态图绘制、状态化简、状态分配、以及最终的电路实现。本章包含了多个复杂的FSM设计实例，如序列检测器、自动售货机控制器等，帮助读者掌握从抽象概念到具体硬件逻辑的转化过程。 第二部分：硬件描述语言与系统建模 现代数字系统设计高度依赖硬件描述语言（HDL）。本部分（第5章至第7章）专注于VHDL和Verilog语言的教学与应用。 第5章：Verilog HDL 基础与结构化建模 本章介绍Verilog语言的语法、数据类型和基本结构（模块、端口定义）。我们将重点教授如何使用行为级（Behavioral）、数据流级（Dataflow）和结构级（Structural）三种不同的抽象层次来描述数字电路。通过大量的代码实例，读者将学会如何准确地描述组合逻辑和时序逻辑。本章还将涉及如何编写测试平台（Testbench）进行初步的功能仿真。 第6章：VHDL 语言与高级建模 本章针对VHDL语言进行系统讲解，包括实体（Entity）、架构（Architecture）的定义、标准库的使用以及并发语句与顺序语句的有效运用。VHDL在描述复杂并发行为方面的优势将被突出展示。重点内容包括如何使用进程（Process）来描述时序行为，以及如何利用生成（Generate）语句实现参数化模块设计。 第7章：高级抽象与系统级描述 本章超越了门级或寄存器传输级（RTL）的描述，引入了更高抽象层次的建模技术。讨论了如何使用HDL描述复杂的算术运算单元（如CORDIC算法的实现）、总线接口逻辑以及并行处理结构。本章还介绍了如何使用SystemVerilog进行更高效的验证环境搭建，包括随机激励和断言（Assertion）的使用。 第三部分：中大规模可编程逻辑器件与系统实现 本书的后半部分（第8章至第10章）将理论和语言转化为实际的硬件产品，侧重于FPGA和CPLD的使用。 第8章：可编程逻辑器件（PLD）原理 本章详细介绍了可编程逻辑器件的内部结构，包括紫外可擦除可编程只读存储器（EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）以及Flash技术。深入剖析了CPLD（复杂可编程逻辑器件）的宏单元结构和可编程逻辑阵列，并对比了FPGA（现场可编程门阵列）的基于查找表（LUT）的资源分配机制。理解这些底层结构是高效利用资源的关键。 第9章：FPGA设计流程与工具链 本章是实践操作的核心。系统讲解了从RTL代码到最终下载比特流的完整FPGA设计流程，包括综合（Synthesis）、布局布线（Place & Route）以及时序约束（Timing Constraints）。我们详细介绍了如何设置和分析静态时序分析（STA）报告，确保设计满足频率要求。本章提供了一套完整的基于主流FPGA开发平台（如Xilinx Vivado或Intel Quartus Prime）的操作指南。 第10章：常见数字系统模块与接口设计 本章通过实际项目案例，展示如何利用前述知识构建完整的子系统。内容包括： 1. 存储器接口逻辑： 设计SRAM和SDRAM的控制逻辑，包括地址译码和读写时序控制。 2. 标准通信接口： 实现UART（通用异步收发传输器）的发送和接收模块，以及SPI或I2C总线的主机控制器。 3. 高速数据处理： 设计流水线结构以提高运算吞吐量，并介绍有限脉冲响应（FIR）滤波器的硬件实现。 学习目标 完成本书的学习后，读者将能够： 1. 熟练掌握数字逻辑的基本原理、化简方法和电路构建能力。 2. 精通使用Verilog或VHDL语言描述和仿真复杂的数字电路。 3. 理解现代FPGA/CPLD器件的内部架构和设计约束。 4. 独立完成从系统需求分析到硬件实现和验证的整个数字系统设计流程。 5. 具备优化设计以满足特定时序和资源限制的能力。 适用对象 本书适合作为高等院校电子信息类专业本科高年级或研究生阶段的数字逻辑设计、数字系统实验或FPGA设计课程的教材。同时，也是希望从软件开发转向硬件加速或嵌入式系统硬件设计的工程师的理想参考资料。 ---

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