数字电路设计与项目实践

数字电路设计与项目实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学
作者:陶洪 编
出品人:
页数:274
译者:
出版时间:2011-1
价格:32.00元
装帧:
isbn号码:9787302238041
丛书系列:
图书标签:
  • 电子设计
  • 数字电路
  • 电路设计
  • FPGA
  • Verilog
  • VHDL
  • 数字逻辑
  • 项目实践
  • 电子工程
  • 嵌入式系统
  • 可编程逻辑器件
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具体描述

《数字电路设计与项目实践》是在基于工作过程的教学改革实践的基础上,遵循高职教育“理论够用,实践为重”的特点,按照教学、认知规律而编写的。教材所选内容都是作者日常教学资料的积累,非常实用。本教材分上、下两篇,上篇为数字电路设计基础。主要内容是数字电路基本概念、基本电路、分析设计一般方法和仿真软件、常用工具仪器的使用。下篇为数字电路项目实践。以增强学生应用知识的能力,训练学生从事电子信息行业的基本技能,培养学生团队意识、操作规范等职业素养为主要目标。载体是数字电子钟产品,按数字电子钟的设计、生产过程组织编写,涉及数字电子钟的分析、设计、安装、调试、维修等,编写时首先介绍数字电子钟的整体设计思想、各主要功能模块,然后按各模块展开。整个过程体现了“由简单到复杂,局部到整体”的原则。

《数字电路设计与项目实践》可作为高职院校、中职院校电子信息类专业的教材或教学参考用书。

现代通信原理与应用 简介 本书系统深入地探讨了现代通信系统的基础理论、关键技术和实际应用。内容涵盖了从信号的数学表示、调制解调技术,到信道编码、多址接入以及现代无线通信系统架构等多个方面。本书旨在为读者提供一个全面而扎实的通信原理知识体系,使其能够理解和掌握当前信息社会中无处不在的通信技术背后的科学原理与工程实践。 本书的特色在于理论与实践的紧密结合。每一章节都力求在严谨的数学推导基础上,结合实际的工程案例进行分析和说明。我们着重讲解了当前主流通信技术,如OFDM(正交频分复用)、MIMO(多输入多输出)系统的基本原理及其在4G/5G网络中的应用。 第一章 绪论与信号基础 本章首先界定了“通信”的概念,回顾了信息论的奠基性工作,特别是香农定理对通信系统容量的理论极限的阐述。随后,重点回顾了信号与系统的基础知识,包括信号的分类(连续/离散、确定性/随机性)、傅里叶分析(傅里叶级数与变换)、拉普拉斯变换和Z变换在系统分析中的作用。 核心内容集中在随机过程理论。详细介绍了平稳随机过程、高斯过程的特性,以及功率谱密度(PSD)的概念及其在噪声分析中的重要性。通过对白噪声和带限噪声的深入分析,为后续的调制和解调性能分析奠定理论基础。 第二章 模拟调制技术 本章专注于传统的模拟通信系统,探讨了幅度调制(AM)、角度调制(FM和PM)的原理、实现和性能评估。 在AM部分,详细分析了标准调幅(DSB-AM)、双边带抑制载波(DSB-SC)和单边带(SSB)的生成与解调方法。特别讨论了包络检波、相干解调的电路实现和抗噪声性能的比较。 对于角度调制,深入分析了调频(FM)和调相(PM)的调制指数、带宽估计,并对比了它们的优劣。重点讲解了接收端锁定放大器(PLL)在解调FM信号中的关键作用,以及相干解调器的工作原理。本章通过具体的电路结构图和性能曲线图,清晰展示了不同模拟调制方案在信噪比(SNR)下的表现差异。 第三章 数字基带传输 数字通信是现代通信的基石。本章从信息量化和编码开始,介绍了PCM(脉冲编码调制)的原理,包括采样定理、量化误差的控制。 随后,深入探讨了基带信号的传输特性。关键内容包括:码间串扰(ISI)的产生机制、奈奎斯特滤波器的设计目标及其实现(如升余弦滤波器)。本章详细阐述了最佳判决接收器的理论基础,即匹配滤波器(Matched Filter)的设计及其在限带信道中实现最大信噪比的重要性。此外,还引入了均衡器的概念,用于补偿信道带来的失真。 第四章 数字调制技术与带通传输 本章将基带信号转化为适合在射频或中频信道上传输的带通信号。系统地介绍了主要的数字调制方案: 1. 振幅键控(ASK):包括双态(OOK)和多电平ASK。 2. 频移键控(FSK):连续相频移键控(CPFSK)和非连续相频移键控(NCFSK)的相位特性分析。 3. 相移键控(PSK):重点分析了BPSK、QPSK的星座图、功率谱密度和解调原理。 4. M进制正交调幅(MQAM):作为高速率传输的核心技术,详细分析了星座图的布局、功率效率与抗衰落能力的权衡。 对于每种调制方式,本章都给出了在加性高斯白噪声(AWGN)信道下的误码率(BER)性能曲线,并着重比较了它们的功率效率和带宽效率。 第五章 信道编码技术 为了克服噪声和干扰对数字信息可靠性的影响,信道编码是必不可少的手段。本章从信息论的角度阐述了编码增益的意义。 系统介绍了代数编码技术,包括分组码(如汉明码、循环冗余校验码CRC)的编码与译码过程。重点分析了卷积码及其最佳译码算法——维特比(Viterbi)译码器的实现流程。此外,还引入了现代高效的迭代译码方法,如Turbo码和LDPC码(低密度奇偶校验码)的基本结构和性能优势,强调了它们如何逼近香农极限。 第六章 多址接入技术 随着用户数量的激增,如何共享有限的频谱资源成为核心挑战。本章详细对比和分析了三种主要的移动通信多址接入技术: 1. 频分多址(FDMA):传统模拟蜂窝系统的基础。 2. 时分多址(TDMA):分析了帧结构、时隙分配和同步问题。 3. 码分多址(CDMA):重点阐述了扩频技术(Spread Spectrum)的原理,特别是直接序列扩频(DSSS)的抗干扰特性、用户的正交性保持以及近远址效应。 本章还展望了OFDMA(正交频分多址)在4G/5G系统中的应用,解释了其如何通过资源块分配实现灵活的频谱利用。 第七章 现代无线信道与MIMO系统 无线信道与有线信道有本质区别,本章深入剖析了无线信道的复杂特性。内容包括: 1. 多径传播效应:瑞利衰落和莱斯衰落模型的建立。 2. 信道衰落对通信性能的影响:探讨了快衰落与慢衰落的判据,以及分集(Diversity)技术的原理(如时域、频域和空域分集)。 随后,引入了MIMO(多输入多输出)技术。详细解释了MIMO的信道矩阵表征、空间复用(Spatial Multiplexing)以提高数据速率、以及空时处理技术(如迫零ZF和迫估准最小二乘MMSE)在多天线系统中的应用,这是实现高速率无线通信的关键。 第八章 正交频分复用(OFDM)技术 OFDM已成为WLAN(Wi-Fi)、4G LTE、5G NR等现代宽带通信系统的核心技术。本章系统讲解了OFDM的原理: 1. IFFT/FFT的应用:如何用快速傅里叶变换实现并行数据传输,从而将信道脉冲响应展宽为符号间干扰较小的频率选择性衰落信道。 2. 循环前缀(CP)的插入:CP的作用在于消除符号间干扰和保护子载波间的正交性。 3. OFDM系统的关键挑战:高欧姆功率、载波频率偏移(CFO)的敏感性,以及相应的补偿与同步技术。 第九章 通信系统性能分析与仿真 本章旨在将前述理论应用于实际的系统级性能评估。读者将学习如何利用MATLAB/Simulink等工具建立通信系统的仿真模型。重点演示如何对不同调制方式、不同编码率的系统进行蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真,并与理论分析结果(如AWGN信道下的BER曲线)进行对比验证。最后,将综合讨论在实际复杂信道(如衰落信道)下,通过结合MIMO和编码技术,实现系统性能的优化设计。 结论与展望 本书总结了现代通信系统的基本构成和核心技术,并对未来发展趋势进行了展望,包括可见光通信(VLC)、太赫兹通信以及人工智能在通信网络优化中的潜力。本书适合作为通信工程、电子信息工程等专业的本科生和研究生教材,也是从事相关研发工作的工程师的重要参考资料。

作者简介

目录信息

上篇 数字电路设计基础——人门知识与常用工具 第1章 数制与码制 任务描述 1.1 数制 1.1.1 常用数制 1.1.2 不同数制转换 1.2 码制 1.2.1 8421BCD码 1.2.2 格雷码 1.3 知识拓展 1.3.1 基于位权的十进制数转二进制数 1.3.2 十进制的最早由来 1.3.3 六十进制起源 1.3.4 奇偶校验码 1.4 学习评估 第2章 仿真软件——proteus 第3章 基本逻辑门电路 第4章 逻辑函数及其化简 第5章 触发器 第6章 逻辑电路分析、设计 第7章 常用工具与仪器 下篇 数字电路项目实践——数字电子钟制作与调试 第8章 电子产品制作与调试概述 第9章 显示电路制作与调试 第10章 信号电路制作与调试 第11章 计时电路的制作与调试 第12章 校时电路制作与调试 第13章 报时电路制作与调试 附录 国标与仿真软件的图符对照表 参考文献
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读后感

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用户评价

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我对数字电路设计的兴趣由来已久,一直希望能找到一本既能深入讲解原理,又能指导实际操作的书籍。《数字电路设计与项目实践》这个书名,正好满足了我的这一愿望。我一直认为,学习数字电路,光靠死记硬背是远远不够的,关键在于理解其设计思想,并能在实际的项目中加以运用。 我希望这本书能够提供一个从基础到高级的完整学习框架。例如,在介绍完基本的逻辑门和组合逻辑后,能够详细讲解时序逻辑电路的设计,包括触发器、寄存器、计数器等。更令我期待的是“项目实践”部分,我希望书中能够提供一些具有代表性的项目案例,例如设计一个简单的RISC处理器,或者利用FPGA实现一个图像处理算法。我希望通过这些项目,能够学习到如何进行系统级的设计,如何使用硬件描述语言(如Verilog或VHDL)进行编程,以及如何进行仿真和验证。这本书的学习,对我来说,不仅仅是知识的积累,更是能力的提升,我希望能够真正做到学以致用。

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作为一名对电子工程领域充满热情的初学者,我一直在寻找一本能够系统性地引导我掌握数字电路设计精髓的书籍。《数字电路设计与项目实践》这个书名,如同一盏明灯,直接点亮了我对未来学习方向的期待。我深知,数字电路的设计不仅仅是理论知识的堆砌,更重要的是如何在实践中灵活运用这些知识,创造出真正有价值的产品。 我希望这本书能够提供一个循序渐进的学习路径。从最基础的逻辑门、布尔代数入手,逐步深入到组合逻辑、时序逻辑的设计,再到如何构建更复杂的数字系统,例如状态机、计数器、移位寄存器等。而“项目实践”部分,更是让我看到了将理论知识转化为实际能力的希望。我期待书中能够提供一些具体、可操作的项目案例,例如设计一个简单的计算器、一个交通灯控制器,或者是在FPGA上实现一个数据采集模块。通过这些实践项目,我希望能学习到如何进行系统级的设计,如何编写和调试硬件描述语言(如Verilog或VHDL),以及如何对设计进行仿真和验证。这种实践导向的学习方式,将极大地提升我的工程实践能力,为我未来的职业发展打下坚实的基础。

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这本书的名字听起来就很高大上,我一直想在数字电路这个领域有所建树,尤其是在实际的项目应用方面。我的专业方向就是偏向于硬件开发,所以对于能够将理论知识转化为实际产品的书籍一直非常期待。这本书的题目《数字电路设计与项目实践》正是我苦苦寻觅的那一本,它承诺了理论的深度和实践的广度,这种结合是我最看重的。我希望这本书不仅仅是介绍基本的逻辑门、组合逻辑、时序逻辑这些概念,更希望它能深入讲解如何运用这些知识去设计出更复杂的系统,例如微处理器、FPGA应用、或者一些嵌入式系统的核心模块。 而且,我特别关注“项目实践”这部分。我一直觉得学习数字电路,光看不练是远远不够的,关键在于动手去实现。我希望书中能够提供一些真实世界的项目案例,从需求分析、系统设计、模块划分,到具体的硬件实现,再到测试验证,能有一个完整的流程展示。最好能有一些从小规模的项目开始,逐步过渡到复杂项目的讲解,这样我就可以循序渐进地提升自己的能力。同时,如果书中能包含一些常用的EDA工具(比如Vivado, Quartus等)的使用指南,以及相关的Verilog/VHDL语言编程技巧,那简直是锦上添花了。我非常看重书籍的实用性,希望读完之后,我能立刻上手,解决实际工作中的问题,甚至能够独立完成一些小型设计。

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我一直深信,真正的数字电路设计能力,源于扎实的理论基础与丰富的实践经验的完美结合。《数字电路设计与项目实践》这个书名,正是这种理想的学习模式的完美诠释。我渴望的不仅仅是理解抽象的逻辑符号和时序图,更是希望能够深入到设计的本质,理解工程师们是如何将这些基础元素构建成支撑现代电子世界的复杂系统。 我期望这本书能够提供一个由浅入深、由表及里的学习体验。从对数字逻辑基本原理的清晰阐述,到如何运用这些原理设计出高效、可靠的组合逻辑和时序逻辑电路,例如加法器、译码器、寄存器等。更重要的是,“项目实践”这一部分,让我看到了将理论付诸实践的无限可能。我希望能跟随书中的指导,去完成一些具有代表性的工程项目,比如设计一个简单的微处理器控制器,或者在FPGA上实现一个实时信号处理模块。我期待书中能提供详细的项目规划、设计流程、代码示例以及调试经验分享,让我能够真正掌握从概念到实现的完整过程。

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我一直对数字电路领域抱有浓厚的兴趣,尤其是在理解其背后的设计原理以及如何将其应用于实际项目中。当我看到《数字电路设计与项目实践》这个书名时,我感到非常兴奋,因为它直接触及了我最渴望学习的两个方面。我一直认为,单纯的学习理论知识很难在工程实践中发挥作用,而缺乏理论指导的实践又容易走弯路。 我希望这本书能够提供一个系统性的学习路径,从数字电路的基础概念出发,逐步深入到更复杂的逻辑设计和系统集成。例如,我希望能学习到如何设计高性能的处理器架构,或者如何利用FPGA实现复杂的通信协议。更重要的是,“项目实践”这个部分让我充满了期待,我希望书中能够提供一些真实的项目案例,能够详细地展示从需求分析、架构设计、模块实现,到仿真验证和硬件部署的整个过程。我尤其关注书中是否会讲解一些在实际工程中常用的设计方法学,比如流水线技术、并行处理技术等。如果书中还能包含一些关于功耗优化、时序约束、以及可重构计算等高级主题的讨论,那将是对我非常有价值的学习资源。

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我一直认为,学习数字电路,尤其是那些真正能够运用到实际工程中的技术,关键在于理论与实践的深度结合。《数字电路设计与项目实践》这个书名,让我看到了这种可能性。我之前学习过一些基础的数字电路知识,比如逻辑门、组合逻辑、时序逻辑等,但总感觉缺乏一个清晰的脉络,不知道如何将这些零散的知识点构建成一个完整的系统。而“设计”和“实践”这两个词,恰恰点明了我所欠缺的。 我希望这本书能够提供一个从基础理论到高级设计的桥梁。例如,在介绍完基本的逻辑单元之后,能够循序渐进地讲解如何利用这些单元构建更复杂的模块,比如算术逻辑单元(ALU)、存储器单元、控制器等。我特别关注“项目实践”的部分,我希望书中能有详细的案例分析,能够展示如何将这些设计思路应用于实际项目中。比如,如何设计一个简单的嵌入式系统的核心逻辑,或者如何利用FPGA实现某个特定的功能。我期望书中能够包含一些关于硬件描述语言(HDL)如Verilog或VHDL的实际应用技巧,以及一些常见的调试方法和工具的介绍。读完这本书,我希望能真正掌握数字电路设计的流程,并且能够独立完成一些小型到中型的设计项目。

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作为一名在数字电路领域不断探索的学习者,我一直在寻找一本能够提供深度理论讲解并辅以丰富实践案例的教材。《数字电路设计与项目实践》这个书名,恰好精准地击中了我的需求痛点。我始终坚信,掌握数字电路的精髓,不仅在于理解其基本逻辑和时序,更在于如何将这些理论知识转化为能够解决实际问题的强大设计。 我希望这本书能够带领我一步步构建起坚实的数字系统设计能力。从对基本逻辑门和布尔代数的深刻理解,到如何巧妙地运用组合逻辑和时序逻辑构建复杂的电路模块,比如寄存器、计数器、移位寄存器等,再到如何将这些模块整合起来,设计出功能强大的微处理器、内存控制器,甚至是嵌入式系统的核心。尤其吸引我的是“项目实践”这部分,它预示着我能够跟随书中的指引,亲手完成一些具有挑战性的设计项目。我期待书中能够提供详细的项目步骤,包括需求分析、方案设计、代码实现(例如Verilog或VHDL)、仿真调试以及最终的硬件部署。这种实践导向的学习方式,将极大地提升我的工程实践能力,让我能够自信地应对未来在数字电路设计领域的种种挑战。

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作为一名对电子工程,特别是数字系统设计领域充满好奇心的学习者,我一直在寻找一本能够提供深度理论讲解并辅以丰富实践案例的教材。《数字电路设计与项目实践》这个书名,恰好精准地击中了我的需求痛点。我始终坚信,掌握数字电路的精髓,不仅在于理解其基本逻辑和时序,更在于如何将这些理论知识转化为能够解决实际问题的强大设计。 我期望这本书能够带领我一步步构建起坚实的数字系统设计能力。从对基本逻辑门和布尔代数的深刻理解,到如何巧妙地运用组合逻辑和时序逻辑构建复杂的电路模块,比如寄存器、计数器、移位寄存器等,再到如何将这些模块整合起来,设计出功能强大的微处理器、内存控制器,甚至是嵌入式系统的核心。尤其吸引我的是“项目实践”这部分,它预示着我能够跟随书中的指引,亲手完成一些具有挑战性的设计项目。我期待书中能够提供详细的项目步骤,包括需求分析、方案设计、代码实现(例如Verilog或VHDL)、仿真调试以及最终的硬件部署。这种实践导向的学习方式,将极大地提升我的工程实践能力,让我能够自信地应对未来在数字电路设计领域的种种挑战。

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作为一名对电子工程充满热情的学生,我一直在寻找一本能够真正帮助我理解数字电路核心精髓的书籍。当我看到《数字电路设计与项目实践》这个书名时,我立刻被它所吸引。我一直认为,学习数字电路不仅仅是记忆那些逻辑门和时序电路的原理,更重要的是理解它们是如何组合起来,形成复杂的计算单元,最终构建出我们日常生活中触手可及的各种电子设备。这本书的名字暗示了它会深入到设计的层面,并且强调实践的重要性,这正是我所需要的。 我非常期待书中能够提供一些关于数字系统设计的系统性方法论。例如,在设计一个大型系统时,如何进行顶层设计、模块划分、接口定义,以及如何进行验证和调试。我希望书中能有关于状态机设计、流水线设计、数据通路设计等经典设计模式的深入讲解,并且通过具体的例子来阐述这些模式的应用。此外,“项目实践”这部分更是让我心动,我希望它能涵盖一些具有代表性的项目,比如简单的CPU设计、控制器设计,甚至是FPGA上的图像处理模块。我希望通过学习这些项目,我能够掌握从抽象概念到具体实现的整个过程,提升我的工程实践能力,让我能够更好地应对未来的学习和工作挑战。

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我一直对数字电路设计的艺术深感着迷,但往往在理论学习和实际应用之间存在着一道难以逾越的鸿沟。《数字电路设计与项目实践》这个书名,在我看来,正是连接了这一鸿沟的桥梁。我渴望的不仅仅是了解数字逻辑门和时序图的定义,更是希望能够理解这些基本元素是如何被巧妙地组合起来,构建出支撑现代电子设备运行的复杂系统。 我希望这本书能够提供一个从宏观到微观的完整视角。例如,在介绍完基本逻辑元件后,我希望能深入了解如何设计出高效的算术逻辑单元(ALU),如何构建可靠的存储器接口,以及如何实现复杂的指令控制器。而“项目实践”这个关键词,更是让我看到了将理论付诸实践的希望。我期待书中能有详细的案例研究,能够展示如何将这些设计原则应用于实际的工程项目,比如设计一个简单的CPU、一个嵌入式系统的控制单元,或者是在FPGA上实现一个数据处理模块。我希望通过这些实践案例,我能够掌握从需求分析到最终实现的整个流程,并且能够熟练运用常用的硬件描述语言和设计工具。

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