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数字电子技术与Verilog HDL
作者:王金明、王婧菡
丛书名:面向新工科的电工电子信息基础课程系列教材
定价:69元
印次:1-1
ISBN:9787302665687
出版日期:2024.06.01
印刷日期:2024.06.20
本书作为数字电子技术课程的教材,在借鉴目前国内外知名高校同类教材的基础上,将传统的数字电子技术和以现代 EDA 技术为基础的数字电子技术相结合,以提高学生的基础理论知识和创新设计能力为目标,系统完整地介绍数字电子技术的相关内容,兼顾经典数字逻辑电路的基础知识和基础理论,同时借助现代 EDA 工具和 VerilogHDL语言,对传统的数字逻辑电路的设计方式进行改进和提高,从中体会高效的设计工具带来的设计理念和设计方法的改变。 本书前6章和第10章是传统数字电子技术的内容,包括数制和码制,逻辑代数基础,集成逻辑门,组合逻辑电路,时序逻辑电路和数/模、模/数转换以及脉冲产生电路等内容;第7~9章是现代 EDA 技术和 VerilogHDL数字逻辑设计的相关内容,由浅入深地阐述 EDA技术、FPGA/CPLD和用 Verilog HDL进行数字逻辑设计的知识与技能。本书内容紧贴教学实际,重视基础,面向应用,注重理论联系实际。 本书配有教学课件、习题答案和课程教学计划等教学资源,可作为高等院校电子信息类、电气类、计算机类、自动化类、仪器仪表等专业“数字电子技术”课程的教材,也可供从事电路设计和数字系统开发的工程技术人员阅读参考。
more >前言 在过去的几十年里,电子技术尤其是数字电子技术的发展是人类社会中发展最迅速、影响最深远的。数字技术的发展遵循指数规律,推动我们进入信息化和“数字化生存”的时代,并仍在持续不断地向更深和更广的行业和领域扩展。 在高等院校教学中,“数字电子技术”是电子信息类、电气类、计算机类、自动化类专业一门重要的专业基础课程,也是高校相关专业研究生考试的必考课程,具有很强的基础性、广泛性和实用性。根据数字电子技术课程的教学要求和人才培养需求,本书在编写过程中重点突出如下几点。 一、 注重强调经典数字电子技术基础知识的系统性、完整性。前6章和第10章为经典数字电子技术的内容,包括数制与码制,逻辑代数基础,集成逻辑门,组合逻辑电路,触发器,时序逻辑电路的概念及其分析与设计方法,器件主要是74系列集成逻辑电路和各种MSI集成部件,分析和设计方法以手工、半手工设计方式为主。这些传统数字电子技术的基础理论和基础知识,读者必须系统完整地掌握。 二、 融入现代EDA技术和Verilog HDL语言的相关内容。EDA技术把数字逻辑电路的设计从手工、半手工方式带入自动和半自动的时代,更加高效便捷,也带来了设计思路和设计理念的改变,EDA技术成为现代数字设计的普遍工具,故在数字电子技术中引入EDA技术已不可避免。第7~9章是基于EDA技术的数字设计内容,使经典数字电子技术内容与基于EDA技术的设计内容保持各自的独立性,而不是将其穿插在一起,这样有助于读者清晰了解数字电子技术发展演变的脉络,并在对比学习中加深理解,也便于根据教学需要安排学时。 三、 基于重视基础、面向应用、少而精的原则,注重理论联系实际。经典数字电子技术的内容强调基本概念、基本理论、基本器件和基本分析方法,压缩一些烦琐和过时的内容; 基于EDA技术的内容也以基本概念和基本应用为原则,强调门级结构描述,数据流描述和行为描述的概念和特点,按“器件—语言—案例”的顺序展开,由浅入深地介绍涉及的EDA技术、FPGA/CPLD、Verilog HDL数字逻辑设计的内容,并与传统数字电子技术的内容进行比较,如同样设计加法器、计数器或者m序列,用传统的数字部件实现和用Verilog语言实现,其方便程度、难易程度以及可扩展性都会有较大的区别。 四、 本书数字逻辑电路的符号以矩形符号为主,在大规模PLD(第7~9章)中,则主要采用特定外形符号表示。矩形符号和特定外形符号均是由IEEE等国际组织认定的国际标准符号,对于学习者和从业者来说,这两类符号均应熟练掌握。 本书选取Vivado工具作为设计平台,以EGO1“口袋实验板”作为目标板,代码和案例均基于目标板做了验证,市面上的其他实验板也基本能满足这些代码和案例的下载验证需求,可方便地进行移植。 当前的“数字电子技术”课堂教学呈现出如下一些特点: 第一,根据学为中心、教为主导的教学理念,课程的实施策略不断改进,教学方式和教学手段更加丰富,比如线上线下混合式教学方式,问题牵引式、研讨式教学手段更多地进入课堂。第二,开放式、自主式学习越来越多地进入教学中,“数字电子技术”的课程教学资源非常丰富,网络上相关的慕课和教学视频很多,学生的学习不限于课堂上,慕课、微课等形式也越来越多地应用于课程教学中。 作者基于上述认识编写了本书,力图使教材的内容适应教学的发展,适应技术的进步。本书的理论教学学时安排建议为48学时,其中传统数字电子技术的内容(第1~6章和第10章)为30学时; 基于EDA技术和Verilog HDL的数字电子技术内容(第7~9章)为18学时,该部分内容的学时可以根据实际情况增加或者减少; 实践教学学时建议为16学时。有的章节可以自学的方式实施。 本书提供配套电子课件、习题答案和课程教学计划等教学资源。 由于作者水平所限,加之时间仓促,书中错误与疏漏之处在所难免,诚挚希望同行和广大读者批评指正。Email: tupwenyi@163.com。 作者 2024年5月
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