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数字逻辑电路设计与实践


作者:
陈文智主编 施青松 董亚波 王总辉 洪奇军编著
定价:
69.00元
ISBN:
978-7-04-058365-6
版面字数:
740.000千字
开本:
特殊
全书页数:
暂无
装帧形式:
平装
重点项目:
暂无
出版时间:
2023-03-31
读者对象:
高等教育
一级分类:
计算机/教育技术类
二级分类:
计算机类专业核心课程
三级分类:
计算机组织与体系结构

本书为“基于系统能力培养的计算机专业课程建设研究”项目规划教材。本书定位于初学者的动手实践类数字系统基本实验和实践教材,带领读者一步步从门电路走向数字系统设计,最终实现以应用为目标的数字系统。

全书共6章,以数字电子技术基础知识点为核心,以计算机系统基本部件为向导,包含从基本门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路到综合设计和课程设计的全过程,并为后续功能计算机系统设计提供运算和接口部件。

第1章概述数字系统结构、实验环境、硬件实验的基本常识、EDA设计基础。第2章以晶体管、TTL芯片和VerilogHDL内置器件为例,设计基本门电路与应用。第3章采用兼容TTL功能芯片模式,用逻辑电路图描述或HDL结构化描述设计常用组合器件及其应用,并以此建立开放式数字系统测试环境;同时配以常用TTL芯片简单应用和参数测量实验。第4章采用兼容TTL功能芯片模式,设计触发器、常用复合器件和时序电路及其应用。第5章是综合设计,采用结构化行为描述实现数字系统测试环境的优化、寄存器传输控制、计算机系统标准接口等实例。第6章通过两个案例贯通前5章知识实践,提供简单交互和高级交互课程设计实现方法。

随书提供配套的电子讲稿、实验案例代码、EDA工具操作方法、实验及课程设计演示视频等教学资源。

本书可作为本科计算机类、电子类专业数字电路(逻辑)设计课程配套的实践教材,也可供有关技术人员参考。

  • 前辅文
  • 第1章 数字系统设计概述
    • 1.1 什么是数字系统
      • 1.1.1 数字系统基本结构
      • 1.1.2 组合电路
      • 1.1.3 时序电路
      • 1.1.4 寄存器传输控制
    • 1.2 实验过程与科学发现
      • 1.2.1 实验过程与科学发现
      • 1.2.2 使用本书进行实验教学的意义和目的
      • 1.2.3 合理选择实验工具和平台
    • 1.3 实验平台和环境
      • 1.3.1 XC7K160T FPGA内部资源
      • 1.3.2 SWORD V2开发平台板级资源
      • 1.3.3 计算机软硬件课程贯通教学实验系统
      • 1.3.4 常用测试数据
    • 1.4 基本电子器件
      • 1.4.1 电阻器
      • 1.4.2 电容器
      • 1.4.3 二极管
      • 1.4.4 三极管
    • 1.5 硬件实验的基本常识
      • 1.5.1 常用数字集成电路
      • 1.5.2 数字集成电路要点
      • 1.5.3 数字系统输入交互
      • 1.5.4 数字系统输出交互
      • 1.5.5 常用电路装配工具
    • 1.6 数字系统设计过程
      • 1.6.1 传统数字系统设计过程
      • 1.6.2 现代EDA设计开发流程
      • 1.6.3 数字系统电路的测试与调试
    • 1.7 可编程逻辑器件
      • 1.7.1 复杂可编程逻辑器件
      • 1.7.2 现场可编程门阵列
      • 1.7.3 硬件描述语言简介
    • 1.8 初涉Verilog HDL
      • 1.8.1 Verilog HDL主要描述形式
      • 1.8.2 Verilog HDL模块结构
      • 1.8.3 结构化描述
      • 1.8.4 数据流描述
      • 1.8.5 行为描述
      • 1.8.6 混合设计描述
      • 1.8.7 设计时序仿真
      • 1.8.8 简单存储器描述
  • 第2章 基本门电路设计
    • 2.1 基本门电路实现
      • 2.1.1 基本与门电路实现
      • 2.1.2 基本或门电路实现
      • 2.1.3 基本非门电路实现
      • 2.1.4 与非门实现
    • 2.2 电子电路操作基本规范
      • 2.2.1 数据统计与实验报告要点
      • 2.2.2 实验预习、复习与思考
    • 2.3 HDL内置门电路
      • 2.3.1 多输入门及实例语句
      • 2.3.2 多输出门及实例语句
      • 2.3.3 三态门及实例语句
      • 2.3.4 MOS开关及实例语句
      • 2.3.5 双向开关及实例语句
    • 2.4 HDL描述实现组合逻辑门
      • 2.4.1 异或门设计
      • 2.4.2 操作与实现
    • 2.5 原理图描述实现组合逻辑门
      • 2.5.1 楼道灯控制设计
      • 2.5.2 操作与实现
    • 2.6 HDL过程块描述
      • 2.6.1 HDL赋值语句
      • 2.6.2 楼道灯延时控制器设计
      • 2.6.3 操作与实现
      • 2.6.4 通用分频器设计实现
    • 2.7 集成逻辑门电路参数与测试
      • 2.7.1 TTL与非门电路结构
      • 2.7.2 基本门电路主要参数
      • 2.7.3 集成门电路封装
      • 2.7.4 测量电路
    • 2.8 三态门和集电极开路门
      • 2.8.1 三态门原理
      • 2.8.2 双向数据收发器及总线数据传输
      • 2.8.3 集电极开路门
      • 2.8.4 集电极开路门应用原型设计
  • 第3章 组合逻辑电路设计
    • 3.1 变量译码器设计及应用
      • 3.1.1 变量译码器原理
      • 3.1.2 门电路变量译码器实现
      • 3.1.3 实现FPGA变量译码器核
      • 3.1.4 变量译码器应用
      • 3.1.5 译码器实现楼道灯控制器
      • 3.1.6 变量译码器实现地址译码
    • 3.2 7段码显示译码器设计及应用
      • 3.2.1 7段数码管显示原理
      • 3.2.2 7段码显示器实现
    • 3.3 多路选择器设计及应用
      • 3.3.1 多路选择器原理
      • 3.3.2 多路选择器实现
      • 3.3.3 多路选择器实现机械开关消除抖动
      • 3.3.4 多路选择器实现段码显示译码器
      • 3.3.5 多路选择器实现按键式输入交互
      • 3.3.6 初步构建数字系统测试环境
    • 3.4 加法器设计实现
      • 3.4.1 全加器原理
      • 3.4.2 加法器设计与实现
    • 3.5 ALU设计实现
      • 3.5.1 减法器设计原理
      • 3.5.2 ALU设计原理
      • 3.5.3 ALU设计实现
  • 第4章 时序逻辑电路设计
    • 4.1 RS、D触发器设计
      • 4.1.1 锁存器原理
      • 4.1.2 锁存器实现
      • 4.1.3 触发器原理
      • 4.1.4 触发器实现
      • 4.1.5 触发器应用
      • 4.1.6 触发器应用实现
    • 4.2 同步时序电路典型设计
      • 4.2.1 同步时序电路设计
      • 4.2.2 状态机设计与实现
    • 4.3 寄存器设计
      • 4.3.1 寄存器结构
      • 4.3.2 寄存器设计与实现
    • 4.4 计数器/定时器设计与应用
      • 4.4.1 计数器设计原理
      • 4.4.2 计数器设计实现
      • 4.4.3 阵列式键盘实现扫描优化
    • 4.5 移位寄存器设计与应用
      • 4.5.1 移位寄存器原理与结构
      • 4.5.2 移位寄存器设计与实现
      • 4.5.3 移位寄存器应用
      • 4.5.4 通用同步串行传输电路设计与实现
    • 4.6 寄存器组与存储器
      • 4.6.1 寄存器组结构
      • 4.6.2 寄存器组设计与实现
      • 4.6.3 存储器结构
      • 4.6.4 FPGA存储器模块
      • 4.6.5 存储器译码与扩展实现
    • 4.7 寄存器传输与控制
      • 4.7.1 寄存器传输操作
      • 4.7.2 寄存器传输系统设计流程
      • 4.7.3 寄存器传输控制实现
  • 第5章 综合设计
    • 5.1 数字系统测试环境优化
      • 5.1.1 数字系统测试环境设计
      • 5.1.2 阵列式键盘扫描模块优化
      • 5.1.3 输出模块优化
      • 5.1.4 接口模块优化
      • 5.1.5 面向应用的数字系统测试环境实现
    • 5.2 数字挂钟设计
      • 5.2.1 数字挂钟的功能要求
      • 5.2.2 数字挂钟的交互接口
      • 5.2.3 数字挂钟设计
      • 5.2.4 数字挂钟的集成与改进
    • 5.3 运动跑表设计
      • 5.3.1 时序序列因果分析
      • 5.3.2 建立数据通路
      • 5.3.3 时序状态机设计
      • 5.3.4 数据通路和控制单元逻辑设计
    • 5.4 UART异步通信设计
      • 5.4.1 异步通信协议
      • 5.4.2 UART接口设计
      • 5.4.3 UART应用
    • 5.5 PS2键盘鼠标接口
      • 5.5.1 PS2协议基本内容
      • 5.5.2 PS2键盘接收设计
    • 5.6 VGA显示接口
      • 5.6.1 VGA显示原理
      • 5.6.2 简单VGA接口电路
      • 5.6.3 直接驱动像素显示
      • 5.6.4 缓存驱动像素显示
      • 5.6.5 标准制式缓存显示
      • 5.6.6 VGA接口文本模式优化
  • 第6章 课程设计
    • 6.1 课程设计的基本要求
      • 6.1.1 课程设计的环境要求
      • 6.1.2 课程设计的选题要求
      • 6.1.3 课程设计的必要元素
      • 6.1.4 课程设计结构
    • 6.2 基于7段码显示的乒乓游戏
      • 6.2.1 课程设计选题与游戏功能
      • 6.2.2 游戏模块分解
      • 6.2.3 游戏交互操作处理
      • 6.2.4 球状态机模块
      • 6.2.5 球拍控制模块
      • 6.2.6 蓄力模块
      • 6.2.7 游戏逻辑判断模块
    • 6.3 基于VGA交互的八球共圆运动实现
      • 6.3.1 课程设计选题与功能
      • 6.3.2 系统模块分解
      • 6.3.3 八球共圆线性运动
      • 6.3.4 八球共圆曲线运动
      • 6.3.5 “福”字图片运动叠加
      • 6.3.6 背景图片透明叠加
      • 6.3.7 解释词叠加
      • 6.3.8 错觉演示控制
      • 6.3.9 系统集成
      • 6.3.10 设计优化与改进
  • 参考文献

“数字逻辑电路设计与实践”数字课程与纸质教材紧密配合,为读者提供教学视频、电子教案等教学资源,丰富知识的呈现形式,拓展教材的内容,为读者自主学习提供思维与探索的空间,有效帮助读者提升课程学习的效果。

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