现代数字电子技术及Verilog设计/21世纪高等学校规划教材·电子信息 pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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张春晶，张海宁，李冰著

图书标签:

数字电子技术
Verilog
电子信息
电路设计
21世纪高等学校规划教材
高等教育
教材
电子工程
数字电路
Verilog HDL

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出版社：清华大学出版社

ISBN：9787302333685

版次：1

商品编码：11478532

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 21世纪高等学校规划教材·电子信息

开本：16开

出版时间：2014-05-01

页数：287

具体描述

内容简介

　　《现代数字电子技术及Verilog设计/21世纪高等学校规划教材·电子信息》利用现代EDA技术设计数字系统，从教学和实际应用的角度出发，介绍数字电路基础知识、数字电路的分析方法、设计方法，着重说明采用Verilog HDL实现方式。本书主要内容包括数字逻辑基础、组合电路、时序电路、脉冲产生与变换电路、数字集成电路、QuartusⅡ软件简介、Verilog基本语法、可编程逻辑器件、Verilog HDL数字设计实例等，并将Verilog HDL的介绍渗透于各个章节。
　　《现代数字电子技术及Verilog设计/21世纪高等学校规划教材·电子信息》内容精练、结构严谨、实用性强，既可以作为高等院校通信与电子类专业本科生的教材，也可作为从事电子系统设计和开发的工程技术人员的应用参考书。

前言/序言

　　《现代数字电子技术及Verilog设计》借鉴了目前国外知名高校同类教材的选材和教学理念，将传统手工数字电路的设计原理、硬件描述语言和电子设计自动化EDA设计相结合，使学生能对由分立元件、中规模逻辑电路和可编程逻辑器件完成电路设计和实现方法进行分析和对比，从而更好地掌握现代数字电路设计。
　　本书在保证数字电路基础知识的前提下，注重学生分析能力、实践能力和创新能力的培养，既有实用性又有先进性。具有以下特点：
　　（1）内容与实践结合。大幅减少逻辑门底层电路结构和脉冲电路的介绍，最大限度地降低对前期基础知识的依赖，重点介绍数字电路的分析和设计方法，强调数字电路的实用性。
　　（2）数字电路与Verilog HDL代码结合。书中以真值表、波形图等多种方式介绍了常用的数字电路，并用Verilog HDL程序设计，通过仿真后的波形图与电路功能的相对应，注重对教学内容的理解。
　　（3）理论与实验结合。在书中将数字电路设计配备相应的Verilog HDL程序设计，使初学者很轻松地掌握了Verilog HDL语句的设计规则，使学生能流畅地实现从学习传统数字技术基础知识向现代数字技术的过渡及大幅跨越。
　　（4）基础与系统结合。在书中介绍Quartus Ⅱ软件使用，使学生通过软件进行基本电路设计，并学习分析问题、解决问题的方法。同时引入时序电路的有限状态机Verilog HDL描述，并介绍了数字系统的设计方法，使学生尽早参与各种电子大赛，激发学生的创新意识，培养自主创新能力。
　　全书共分9章。第1章数字逻辑基础，介绍了数字信号的表达方法、逻辑代数的定理、公式、逻辑函数的化简。第2章EDA软件Quartus Ⅱ软件使用和硬件描述语言Verilog HDL基本语法规则和常用语句。第3章组合逻辑电路分析、设计及常用组合电路逻辑器件。第4章触发器和时序逻辑电路分析。第5章时序逻辑电路设计及有限状态机的设计方法和要点。第6章介绍了算术运算、寄存器、计数器等常用数字电路。第7章脉冲产生与变换电路。第8章可编程逻辑器件，主要介绍可编程逻辑器件分类，以及各种PLD的结构与特点。通过介绍一些实例，由浅入深地介绍基本单元和常用的模块以及设计技巧。第9章数字系统设计流程和Verilog HDL数字设计实例。
　　本书第1章和第3章由李冰编写；第4章至第7章由张海宁编写；第2章2。1节、第8章及附录B由于明华编写；第2章2。2节、第9章及书中从第5章开始的所有Verilog HDL语言描述部分均由张春晶编写；附录A由黄玉琴编写。参加本书编写的还有黄耀群、吕中志、赵岩。
　　在本书的编写过程中，黑龙江科技大学的边莉老师、孙桂芝老师对书稿提出了宝贵的建议和意见，学生钟相燚在程序编写过程中给予了很大帮助，在此表示由衷的感谢！
　　由于编者水平有限，书中难免存在疏漏，敬请广大读者批评指正。
　　编者
　　2014年1月

《数字电路设计导论》第一章绪论数字电子技术是现代电子信息产业的基石，它渗透于我们生活的方方面面，从智能手机、计算机到通信系统、控制设备，无不依赖于数字电路的精密运作。本课程旨在为有志于投身电子信息领域的学生提供扎实的数字电路基础知识，并引导他们掌握现代数字电路的设计方法。在本章中，我们将首先探讨数字电子技术的概念、发展历程及其在当今社会中的重要地位。随后，我们将简要介绍数字电子技术的核心组成部分，包括逻辑门、触发器、计数器等基本单元电路。接着，我们将概述数字系统设计的层次化方法，从逻辑门级到寄存器传输级（RTL）再到系统级，展示复杂的数字系统是如何逐步构建起来的。最后，我们将介绍本课程的学习目标和内容安排，帮助大家建立清晰的学习路线图。学习目标：理解数字电子技术的基本概念和发展趋势。了解数字系统设计的层次化方法。为后续深入学习数字电路原理和设计打下基础。 1.1 数字电子技术的概念与发展数字电子技术是一种利用离散的、非连续的信号（通常表示为0和1）来处理和传输信息的电子技术。与模拟电子技术相比，数字电子技术具有更高的抗干扰能力、更强的计算精度和更易于实现复杂功能等优势。数字电子技术的发展大致可以分为几个阶段：早期阶段（20世纪40-50年代）：以真空管为基础的电子计算机的出现，标志着数字电子技术的萌芽。虽然体积庞大、功耗高，但它开启了数字计算的时代。晶体管时代（20世纪50-60年代）：晶体管的发明极大地提高了电子设备的可靠性和缩小了体积，数字电路的设计和制造开始变得可行。集成电路时代（20世纪60年代至今）：集成电路（IC）的出现，使得在单个芯片上集成大量的晶体管成为可能。从小规模集成（SSI）、中规模集成（MSI）到大规模集成（LSI）和超大规模集成（VLSI），集成度不断提高，数字芯片的功能日益强大，应用范围也越来越广泛。微处理器与微计算机时代（20世纪70年代至今）：微处理器的出现使得计算机的体积大大缩小，成本降低，催生了个人计算机和嵌入式系统的广泛应用。数字信号处理（DSP）与专用集成电路（ASIC）/现场可编程门阵列（FPGA）时代（20世纪80年代至今）：随着对信号处理能力的要求不断提高，DSP技术得以迅速发展。同时，ASIC和FPGA的出现为数字系统提供了更加灵活和高效的设计与实现方式。 1.2 数字系统设计的层次化方法现代数字系统的设计是一个复杂且多层次的过程，通常采用自顶向下、模块化的设计方法。这种层次化的设计理念能够有效地管理复杂性，提高设计效率和可维护性。系统级：在这个最高层次，我们关注的是整个数字系统的功能需求和宏观架构。需要定义系统的输入输出、主要功能模块以及它们之间的交互方式。寄存器传输级（RTL）：这是硬件描述语言（HDL）进行设计的主要层次。在这个层次，我们描述数据如何在寄存器之间传输，以及如何通过组合逻辑进行操作。RTL代码是对硬件行为的抽象描述，可以被综合工具转换为门级网表。门级：在这个层次，RTL代码被逻辑综合工具转换为基本的逻辑门（如AND、OR、NOT、XOR等）及其连接关系。这个层次的描述已经非常接近硬件的物理实现。晶体管级（或开关级）：这是最底层的描述，直接关注构成逻辑门的晶体管的开关行为。通常由布局布线工具在物理设计阶段进行处理。 1.3 课程内容概述本课程将循序渐进地引导您掌握数字电路的设计方法。主要内容包括：二进制数制与逻辑运算：学习二进制数制、逻辑代数的基本原理，以及各种逻辑门的功能和特性。组合逻辑电路设计：学习如何设计和分析组合逻辑电路，包括真值表、卡诺图简化、逻辑门实现等。我们将重点关注编码器、译码器、多路选择器、加法器等常见组合逻辑模块。时序逻辑电路设计：学习触发器（D触发器、JK触发器、T触发器）、移位寄存器、计数器等时序逻辑电路。掌握如何分析和设计同步和异步时序逻辑电路。有限状态机（FSM）设计：学习如何用状态图和状态表来描述和设计具有记忆功能的数字系统，并将其转化为硬件电路。存储器芯片：介绍RAM（随机访问存储器）、ROM（只读存储器）等存储器的工作原理和接口。可编程逻辑器件（PLD）：介绍CPLD和FPGA等可编程逻辑器件的基本结构和设计流程，使您了解现代数字系统实现的关键技术。基本的Verilog HDL语法与应用：学习Verilog HDL的基本语法，包括模块定义、端口声明、信号类型、数据流建模、行为建模等，并将其应用于上述数字电路的设计。通过本课程的学习，您将能够理解数字电路的工作原理，掌握分析和设计各种数字电路的方法，并能利用硬件描述语言实现您的设计。 --- 第二章二进制数制与逻辑代数基础在进入复杂的数字电路设计之前，我们必须掌握构成数字世界的语言——二进制数制，以及操作这些数字的工具——逻辑代数。本章将为您奠定坚实的理论基础。学习目标：熟练掌握不同数制之间的转换。理解逻辑代数的基本公理、定理和常用公式。掌握逻辑运算的性质和化简方法。 2.1 二进制数制及其运算计算机内部的所有信息，无论是数据还是指令，最终都以二进制的形式表示。二进制数制只包含0和1两个数字，逢二进一，这与我们日常使用的十进制数制（0-9，逢十进一）在表示和运算上有所不同。 2.1.1 二进制数、八进制数、十六进制数与十进制数之间的转换二进制转十进制：将二进制数的每一位乘以其对应的权（2的幂次方），然后求和。例如： $(1101)_2 = 1 imes 2^3 + 1 imes 2^2 + 0 imes 2^1 + 1 imes 2^0 = 8 + 4 + 0 + 1 = (13)_{10}$。十进制转二进制：采用“除2取余法”。将十进制数反复除以2，直到商为0，将余数倒序排列即为二进制数。例如，将13转换为二进制： 13 ÷ 2 = 6 余 1 6 ÷ 2 = 3 余 0 3 ÷ 2 = 1 余 1 1 ÷ 2 = 0 余 1 倒序排列余数得到 $(1101)_2$。二进制与八进制/十六进制之间的转换：由于 $8 = 2^3$ 和 $16 = 2^4$，因此二进制数可以很方便地与八进制数和十六进制数相互转换。二进制转八进制：从小数点向左或向右每三位二进制数（不足补0）转换为一位八进制数。例如： $(101110)_2 = (101 110)_2 = (5 6)_8$。八进制转二进制：将每一位八进制数转换为三位二进制数。例如： $(56)_8 = (101 110)_2$。二进制转十六进制：从小数点向左或向右每四位二进制数（不足补0）转换为一位十六进制数。例如： $(1101101)_2 = (0110 1101)_2 = (6 D)_{16}$。十六进制转二进制：将每一位十六进制数转换为四位二进制数。例如： $(6D)_{16} = (0110 1101)_2$。 2.1.2 二进制数的运算二进制加法：与十进制加法类似，按位进行，逢二进一。 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 0，进位1 例如： ``` 1011 (11) + 0110 (6) ------ 10001 (17) ``` 二进制减法：可以通过加法和补码运算实现。二进制乘法：与十进制乘法类似，通过移位和加法实现。二进制除法：与十进制除法类似，通过移位和减法实现。 2.2 逻辑代数（布尔代数）基础逻辑代数是数字逻辑电路设计和分析的数学基础。它研究的是命题（或逻辑变量）的真假（或0和1）之间的关系，以及由这些关系组成的逻辑运算。 2.2.1 逻辑变量与逻辑运算逻辑变量：只能取两个值（通常表示为0和1）的变量。基本逻辑运算：逻辑与 (AND)：用符号“·”或“∧”表示。当且仅当所有输入都为1时，输出才为1。 $A cdot B = 1$ 当且仅当 $A=1$ 且 $B=1$ 真值表： | A | B | A · B | |---|---|-------| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 1 | 逻辑或 (OR)：用符号“+”或“∨”表示。只要有任何一个输入为1，输出就为1。 $A + B = 1$ 当至少 $A=1$ 或 $B=1$ 真值表： | A | B | A + B | |---|---|-------| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 1 | 逻辑非 (NOT)：用符号“¯”或“'”表示。将输入值反转。 $overline{A} = 1$ 当 $A=0$；$overline{A} = 0$ 当 $A=1$ 真值表： | A | $overline{A}$ | |---|----------| | 0 | 1 | | 1 | 0 | 其他常用逻辑运算：逻辑异或 (XOR)：用符号“⊕”表示。当输入值不同时，输出为1。逻辑与非 (NAND)：是逻辑与运算的非。逻辑或非 (NOR)：是逻辑或运算的非。 2.2.2 逻辑代数的基本公理与定理这些公理和定理是化简逻辑表达式、简化电路设计的重要工具。基本公理：同一律： $A cdot 1 = A$；$A + 0 = A$ 互补律： $A cdot overline{A} = 0$；$A + overline{A} = 1$ 零律： $A cdot 0 = 0$；$A + 1 = 1$ 常用定理：交换律： $A cdot B = B cdot A$；$A + B = B + A$ 结合律： $(A cdot B) cdot C = A cdot (B cdot C)$；$(A + B) + C = A + (B + C)$ 分配律： $A cdot (B + C) = A cdot B + A cdot C$；$A + (B cdot C) = (A + B) cdot (A + C)$ 重叠律（幂等律）： $A cdot A = A$；$A + A = A$ 吸收律： $A + A cdot B = A$；$A cdot (A + B) = A$ 反演定理（德摩根定律）： $overline{A cdot B} = overline{A} + overline{B}$；$overline{A + B} = overline{A} cdot overline{B}$ 双重否定律： $overline{overline{A}} = A$ 其他重要公式： $A cdot B + overline{A} cdot C + B cdot C = A cdot B + overline{A} cdot C$ $(A+B)(A+C) = A + BC$ 2.2.3 逻辑函数与逻辑门逻辑函数描述了数字电路的输入和输出之间的关系。逻辑门是实现基本逻辑运算的电子电路。AND门实现逻辑与，OR门实现逻辑或，NOT门实现逻辑非。 2.3 练习与巩固本章的知识是后续学习的基础，请务必掌握。建议大家进行大量的数制转换练习，并尝试使用逻辑代数定理化简一些给定的逻辑表达式。例如，化简表达式 $overline{(A+B) cdot (overline{C}+D)}$。通过理解二进制数制及其运算，以及掌握逻辑代数的基本原理和化简方法，我们将为设计复杂的数字电路打下坚实的基础。 --- 第三章组合逻辑电路的设计与分析组合逻辑电路是数字电路中最基本的一类。其特点是，任何时刻的输出信号仅取决于该时刻的输入信号，而与过去的输入信号无关，没有记忆功能。本章将深入探讨组合逻辑电路的设计方法和分析过程。学习目标：掌握组合逻辑电路的分析方法，能够根据电路图写出逻辑表达式。掌握组合逻辑电路的设计方法，能够根据功能需求设计出逻辑电路。熟悉常见组合逻辑功能模块的工作原理和应用。能够使用逻辑图和状态图等工具来描述组合逻辑。 3.1 组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析是指根据给定的电路图，确定其逻辑功能，并写出相应的逻辑表达式。步骤： 1. 识别基本逻辑门：确定电路中使用的所有逻辑门类型（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR等）。 2. 定义输入和输出变量：为电路的每一个输入端和输出端指定一个逻辑变量。 3. 逐级推导逻辑表达式：从输入端开始，根据逻辑门的连接关系，逐级写出中间节点的逻辑表达式，直至最终输出端。 4. 化简逻辑表达式（可选）：对最终的逻辑表达式进行化简，以便更清晰地理解电路功能，并为后续的设计提供更简洁的形式。示例：考虑一个由三个AND门、一个OR门和一个NOT门组成的电路。输入：A, B, C 输出：Y 假设逻辑图如下（简要描述，实际应为图形）： AND1的输入是 A, B，输出是 $X1 = A cdot B$ AND2的输入是 B, C，输出是 $X2 = B cdot C$ AND3的输入是 A, C，输出是 $X3 = A cdot C$ OR1的输入是 $X1, X2, X3$，输出是 $X4 = X1 + X2 + X3 = A cdot B + B cdot C + A cdot C$ NOT1的输入是 $X4$，输出是 $Y = overline{X4} = overline{A cdot B + B cdot C + A cdot C}$ 通过逻辑代数化简，我们可以得到： $Y = overline{A cdot B} cdot overline{B cdot C} cdot overline{A cdot C}$ 3.2 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计是指根据给定的逻辑功能要求，设计出相应的逻辑电路。设计步骤： 1. 明确逻辑功能需求：详细描述电路应实现的功能，包括输入和输出信号的含义。 2. 列出真值表：根据逻辑功能需求，列出所有可能的输入组合及其对应的输出。真值表是设计的基础。 3. 写出逻辑表达式：从真值表中提炼出逻辑表达式。通常有两种方法：最小项之和 (Sum of Minterms, SOP)：对于输出为1的每一行，写出对应的最小项（所有输入变量的乘积，变量取原值或反值，使得该行输入下表达式为1），然后将这些最小项相加。最大项之积 (Product of Maxterms, POS)：对于输出为0的每一行，写出对应的最大项（所有输入变量的和，变量取反值或原值，使得该行输入下表达式为0），然后将这些最大项相乘。 4. 化简逻辑表达式：使用逻辑代数定理或卡诺图（Karnaugh Map）对得到的逻辑表达式进行化简，以获得最简形式。化简的目的是减少逻辑门的数量，降低电路的复杂度，提高性能。 5. 绘制逻辑图：根据化简后的逻辑表达式，使用基本逻辑门（AND, OR, NOT等）绘制出电路图。 3.2.1 卡诺图（Karnaugh Map）化简法卡诺图是一种图形化的方法，用于简化只有两个、三个或四个变量的逻辑函数。其原理是利用相邻单元格的规律性来合并项。卡诺图的绘制：对于n个变量，卡诺图有 $2^n$ 个单元格。单元格的排列遵循格雷码（Gray Code）顺序，即相邻的两个单元格只有一个变量发生变化。卡诺图的填表：根据真值表中输出为1（SOP）或输出为0（POS）的位置，在卡诺图的对应单元格填入1或0。卡诺图的合并：寻找并合并相连的1（或0）。合并的区域必须是2的整数次幂（1, 2, 4, 8...）的矩形或正方形。合并的区域越大，化简效果越好。写出化简表达式：每个合并区域对应一个化简后的项。对于SOP，每个区域对应一个乘积项；对于POS，每个区域对应一个和项。 3.2.2 常见组合逻辑功能模块编码器 (Encoder)：将多种输入信号中的一个激活，转换为一个二进制代码输出。例如，8-to-3编码器，有8个输入，当其中一个输入有效时，输出3位二进制数代表该输入线的编号。译码器 (Decoder)：与编码器功能相反。输入一个n位的二进制码，输出 $2^n$ 个信号中的一个激活。例如，3-to-8译码器，有3个输入，可以产生8个独立的输出。多路选择器 (Multiplexer, MUX)：具有多路数据输入、几路选择输入和一路数据输出。选择输入决定了哪一路数据输入被选中并输出。常用于数据路由和选择。数据分配器 (Demultiplexer, DEMUX)：与多路选择器功能相反。具有一路数据输入、几路选择输入和多路数据输出。选择输入决定了输入数据被送往哪一路输出。加法器 (Adder)：实现二进制数的加法运算。半加器 (Half Adder)：接收两个输入位，产生一个和位和一个进位位。全加器 (Full Adder)：接收三个输入位（两个加数位和一个来自低位的进位），产生一个和位和一个进位位。串行加法器、并行加法器、超前进位加法器等。比较器 (Comparator)：比较两个二进制数的大小，输出大于、小于或等于的信号。数码显示器驱动电路：将二进制计数器的输出转换为驱动数码管（如七段数码管）显示的特定编码。 3.3 组合逻辑电路的优缺点与应用优点：实现简单，响应速度快（因为信号传播路径较短），适用于要求实时响应的场合。缺点：无法存储信息，不能实现具有记忆功能的系统。应用：数据选择、译码、编码、算术运算、逻辑判断等。在计算机、通信设备、控制系统等领域都有广泛应用。 3.4 练习与巩固设计一个三输入的多数表决器，当输入中多数为1时，输出1，否则输出0。分析一个由逻辑门组成的电路，并写出其输出逻辑表达式。使用卡诺图化简一个四变量的逻辑函数。通过本章的学习，您将能够熟练掌握分析和设计组合逻辑电路的基本方法，理解常见组合逻辑模块的功能，并能将这些知识应用于实际的数字系统设计中。 --- 第四章时序逻辑电路的设计与分析与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路不仅依赖于当前的输入信号，还依赖于其过去的状态，即具有“记忆”功能。这种记忆功能是通过存储信息的元件——触发器来实现的。本章将介绍时序逻辑电路的核心——触发器，以及基于触发器设计的各种时序逻辑电路，如寄存器、计数器和有限状态机。学习目标：理解触发器的工作原理，掌握不同类型触发器的特性。学习分析和设计寄存器、移位寄存器。掌握计数器的分类、原理和设计方法。理解有限状态机（FSM）的概念，并能设计简单的FSM。掌握同步和异步时序逻辑电路的区别与设计要点。 4.1 触发器（Flip-Flop）触发器是构成时序逻辑电路的基本存储单元，它可以存储一位二进制信息（0或1），并且能够根据时钟信号和输入信号改变其存储的状态。 4.1.1 异步触发器异步触发器的状态变化不受时钟信号控制，仅由输入信号直接触发。最基本的异步触发器是SR锁存器。 SR锁存器：由两个交叉耦合的NAND门或NOR门构成。有两个输入S（置位）和R（复位），以及两个输出Q和$overline{Q}$。 S=1, R=0时，Q=1 (置1状态) S=0, R=1时，Q=0 (复位状态) S=0, R=0时，保持原状态 S=1, R=1时，为禁止状态，输出不确定（对于NAND门构成）或Q=$overline{Q}$（对于NOR门构成），应避免使用。 4.1.2 同步触发器同步触发器的状态变化是受到时钟信号（Clock, CLK）控制的。只有在时钟信号的特定沿（上升沿或下降沿）到来时，触发器才会根据输入信号更新其状态。这使得整个电路的时序更加规整，易于设计和控制。时钟信号：同步电路的核心，通常是一个周期性的脉冲信号。时钟沿：时钟信号从低电平到高电平的跳变（上升沿）或从高电平到低电平的跳变（下降沿）。常见的同步触发器： SR触发器（带有时钟）：在时钟信号有效时，根据S和R输入更新状态。 D触发器（Data/Delay Trigger）：只有一个数据输入D和一个时钟输入。在时钟沿到来时，将D端的输入值传递给Q端输出。Q的状态总是等于D的状态。这是最常用的触发器之一。真值表（以上升沿触发为例）： | CLK | D | Q(t+1) | |-----|---|--------| | ↑ | 0 | 0 | | ↑ | 1 | 1 | | — | X | Q(t) | (—表示非时钟沿) JK触发器：具有两个输入J和K，以及时钟输入。其功能比SR触发器更丰富，可以实现置位、复位、保持和翻转（Toggle）功能。 J=0, K=0：保持原状态 J=0, K=1：复位 (Q=0) J=1, K=0：置位 (Q=1) J=1, K=1：翻转 (Q(t+1) = $overline{Q(t)}$) T触发器（Toggle Trigger）：只有一个输入T和一个时钟输入。当T=0时，保持原状态；当T=1时，翻转状态。T触发器可以看作是JK触发器中J=K=T的特例。 4.2 寄存器（Register）寄存器是由一组触发器组成的，用于存储多个位的二进制信息。最常见的是n位的D触发器寄存器，可以存储n位数据。移位寄存器 (Shift Register)：是一种特殊的寄存器，其存储的数据可以在时钟信号的作用下，沿着寄存器中的触发器向左或向右移动。串入串出（SISO）：数据按位串行输入，按位串行输出。串入并出（SIPO）：数据按位串行输入，但可以同时读出所有位的数据。常用于将串行数据转换为并行数据。并入串出（PISO）：数据一次性输入所有位，然后按位串行输出。常用于将并行数据转换为串行数据。并入并出（PIPO）：数据一次性输入所有位，也可以同时读出所有位的数据。本质上是普通的n位寄存器。应用：数据延迟、串/并转换、数字信号延迟、流水线处理等。 4.3 计数器（Counter）计数器是一种能够对输入脉冲的个数进行计数的时序逻辑电路，其输出是一个与计数值相对应的二进制数。分类：异步计数器（Ripple Counter）：利用触发器的输出作为下一个触发器的时钟输入，时钟信号逐级传递，故称为“脉冲传播”或“涟漪”计数器。结构简单，但速度较慢，且存在“冒尖”（glitch）问题。同步计数器：所有触发器的时钟输入都连接到同一个外部时钟信号。通过组合逻辑控制触发器的翻转，使计数过程同步进行。速度快，可靠性高。计数模式：加法计数器：计数顺序为0, 1, 2, ... 减法计数器：计数顺序为N, N-1, ..., 0。可逆计数器：可以根据控制信号实现加法或减法计数。模数（Modulus）：计数器计数到一定值后又回到初始状态的循环次数。例如，模10计数器（0-9）。设计方法： 1. 确定计数器的模数和计数序列。 2. 绘制状态图（或状态转移图）。 3. 为每个状态分配唯一的二进制码。 4. 根据状态转移关系，设计驱动触发器的组合逻辑（对于同步计数器）。 5. 选择合适的触发器类型（通常是JK或T触发器）。 4.4 有限状态机（Finite State Machine, FSM）有限状态机是描述和设计复杂时序逻辑系统的一种强大模型。它由一组有限的状态、状态之间的转移条件以及输入输出动作组成。组成部分：状态寄存器：存储当前状态，通常由触发器构成。组合逻辑：根据当前状态和输入信号，决定下一个状态和输出信号。时钟：控制状态的更新。类型：摩尔型（Moore Model）：输出仅取决于当前状态。米利型（Mealy Model）：输出取决于当前状态和输入信号。设计步骤： 1. 理解需求：明确系统的输入、输出和所需的状态。 2. 绘制状态图：用图形化的方式表示所有可能的状态以及状态之间的转移。 3. 列出状态转移表：将状态图转换为表格形式，列出当前状态、输入、下一个状态和输出。 4. 编码状态：为每个状态分配唯一的二进制编码。 5. 设计组合逻辑：根据状态转移表，设计驱动触发器（用于状态寄存器）和产生输出信号的组合逻辑。 6. 实现电路：使用触发器和组合逻辑电路实现FSM。应用：序列检测器、交通灯控制器、通信协议实现、微处理器控制单元等。 4.5 同步与异步时序逻辑电路同步时序逻辑电路：所有的触发器都由同一个时钟信号控制。状态的变化是同步发生的，时序控制简单，设计和分析较为容易，是现代数字系统设计的主流。异步时序逻辑电路：触发器状态的变化不受统一时钟控制，而是由输入信号直接或通过组合逻辑间接触发。设计和分析复杂，容易出现竞争与冒险（Race Condition）等问题，但在某些对速度要求极高的场合仍有应用。 4.6 练习与巩固设计一个4位移位寄存器，要求能够实现串入串出和并入串出功能。设计一个模12的加法计数器，使用D触发器实现。设计一个序列检测器，能够检测到输入序列“1011”，使用米利型FSM。通过本章的学习，您将深入理解时序逻辑电路的原理，掌握设计和分析寄存器、计数器和有限状态机的关键技术，为构建更复杂的数字系统打下坚实的基础。 --- 第五章可编程逻辑器件（PLD）与硬件描述语言（HDL）简介随着集成电路技术的飞速发展，传统的门级电路设计方式已经难以满足现代复杂数字系统的需求。可编程逻辑器件（PLD）以及基于硬件描述语言（HDL）的设计方法应运而生，极大地提高了数字系统设计的效率、灵活性和可重用性。本章将为您介绍PLD的基本概念，以及最常用的硬件描述语言——Verilog HDL。学习目标：理解可编程逻辑器件（PLD）的基本概念和分类。了解FPGA（现场可编程门阵列）的架构和工作原理。认识到硬件描述语言在现代数字设计中的重要性。初步了解Verilog HDL的基本语法结构和应用场景。 5.1 可编程逻辑器件（PLD） PLD是一类可以在生产后根据用户需求进行编程配置的集成电路。它们提供了一系列可配置的逻辑单元和连接资源，用户可以通过编程来定义这些单元的功能和它们之间的连接关系，从而实现特定的数字逻辑功能。分类：可编程只读存储器（PROM）：结构相对简单，但灵活性较低，编程后不能修改。通用可编程逻辑器件（GAL）：具有固定的AND/OR阵列，可编程连接，可以擦写。复杂可编程逻辑器件（CPLD）：由多个逻辑阵列（通常是宏单元）组成，宏单元内部包含逻辑门和触发器，宏单元之间通过可编程互连线连接。CPLD的结构更复杂，可实现的功能也更强大，并且在编程后通常具有较稳定的时序特性。现场可编程门阵列（FPGA）：包含数量庞大（成千上万甚至上百万）的可配置逻辑块（CLB），以及大量的可编程输入/输出块（IOB）和可编程布线资源。FPGA提供了极高的灵活性和密度，可以实现非常复杂的数字系统。 5.2 现场可编程门阵列（FPGA） FPGA是目前最流行和应用最广泛的PLD类型。其核心思想是在芯片上集成大量的基本逻辑单元和灵活的互连机制，允许用户在“现场”（即设计完成后、部署前）通过特定的编程工具来配置这些单元和连接，从而实现任意的数字逻辑功能。 FPGA的基本结构：可配置逻辑块（Configurable Logic Block, CLB）： FPGA的基本构建单元，通常包含查找表（Look-Up Table, LUT）、触发器和多路选择器等。LUT可以实现任意的组合逻辑函数。输入/输出块（Input/Output Block, IOB）：用于FPGA与外部电路进行数据交互的接口。可编程互连线（Programmable Interconnect）：连接CLB和IOB的开关网络，允许用户定义逻辑信号的路径。时钟管理单元（Clock Management Unit）：提供时钟信号的生成、分频、倍频和延迟等功能。其他专用硬核（Hard Cores）：一些高级FPGA还集成了高性能的处理器（如ARM）、DSP单元、SerDes（串行/解串器）等硬核，以提供更强大的功能。 FPGA的工作流程： 1. 设计输入：使用硬件描述语言（如Verilog, VHDL）描述设计功能。 2. 综合（Synthesis）：将HDL代码转换为门级网表。 3. 布局布线（Place and Route）：将门级网表中的逻辑单元映射到FPGA的CLB资源，并将它们之间的连接配置到FPGA的互连线上。 4. 生成比特流（Bitstream）：生成FPGA配置文件，该文件包含了配置FPGA所有逻辑单元和互连线的信息。 5. 下载配置：将比特流文件下载到FPGA芯片中，完成对硬件功能的配置。 5.3 硬件描述语言（Hardware Description Language, HDL）硬件描述语言是一种用于描述数字电路结构、行为和特性的语言。与传统编程语言（如C/C++）主要描述算法流程不同，HDL直接描述硬件的并行性、结构和时序。为什么需要HDL？抽象层次高：允许在比门级更高的层次上进行设计。设计效率高：能够快速描述复杂电路。可移植性：同一份HDL代码可以用于不同的PLD或ASIC设计。仿真验证：可以在软件环境中对设计进行仿真和验证，大大降低了硬件调试成本。易于维护和修改：代码化的描述使得修改和维护更加方便。两种主流HDL： Verilog HDL：语法上与C语言类似，易于学习和使用，是业界广泛使用的HDL之一。 VHDL：语法上更接近于Ada语言，功能强大，在一些特定领域（如军事、航天）有较多应用。 5.4 Verilog HDL 简介 Verilog HDL是一种IEEE标准化的硬件描述语言，用于描述数字逻辑电路的设计，从门级到寄存器传输级（RTL）再到行为级。基本构成单元：模块（Module）： Verilog设计的基本单位，代表一个独立的硬件单元，有输入、输出和内部逻辑。 ```verilog module my_module ( input wire a, input wire b, output wire y ); // 模块体：描述逻辑功能 endmodule ``` 端口（Port）：模块的输入、输出接口，如 `input`, `output`, `inout`。信号（Signal）：模块内部用于传递数据的线，如 `wire`, `reg`, `integer`。`wire` 通常用于表示物理连接，而 `reg` 用于表示存储单元（如触发器），即使它在行为级描述中。行为级描述（Behavioral Modeling）：使用过程块（如 `always` 块）来描述电路的行为。这是RTL设计中最常用的方式。 ```verilog always @(a or b) begin // 敏感列表，当a或b变化时触发 y = a & b; // 组合逻辑赋值 end ``` 或者使用 `assign` 语句描述组合逻辑： ```verilog assign y = a & b; // 连续赋值，自动推断组合逻辑 ``` 数据流级描述（Dataflow Modeling）：使用连续赋值语句（`assign`）来描述数据之间的流动关系，主要用于组合逻辑。结构级描述（Structural Modeling）：使用实例化（Instantiation）其他模块来构建更复杂的电路，类似于门级连接。时序逻辑描述：使用带有触发器特性的过程块（如 `always @(posedge clk)`）来描述时序逻辑。 ```verilog always @(posedge clk) begin if (reset) begin q <= 1'b0; // 异步或同步复位 end else begin q <= d; // D触发器行为 end end ``` 5.5 Verilog HDL 的应用 Verilog HDL广泛应用于： ASIC（专用集成电路）设计：设计复杂的集成电路芯片。 FPGA设计：配置和编程FPGA实现各种数字系统。数字电路仿真与验证：通过软件仿真来测试设计的正确性。 IP核（Intellectual Property Core）开发：开发可重用的功能模块。 5.6 练习与巩固尝试编写一个简单的Verilog模块，实现一个AND门的功能。了解一个FPGA开发板的基本结构和开发流程（如使用Xilinx Vivado或Intel Quartus Prime）。阅读一些简单的Verilog HDL示例代码，理解其结构和描述方式。本章为您打开了现代数字设计的大门。通过了解PLD和掌握Verilog HDL，您将能够迈向更高级、更复杂的数字系统设计领域。 --- 第六章 Verilog HDL 语法与应用实践在上一章中，我们对Verilog HDL有了初步的认识，了解了它的基本结构和在数字设计中的重要性。本章将深入探讨Verilog HDL的常用语法，并结合实际设计需求，通过具体的例子来展示如何使用Verilog HDL来实现各种数字电路。学习目标：掌握Verilog HDL中常用的数据类型和运算符。熟练运用过程块（`always`）和赋值语句（`assign`）进行逻辑描述。学习如何实例化模块，实现模块化的设计。通过具体实例，掌握Verilog HDL在组合逻辑和时序逻辑设计中的应用。了解Verilog HDL的一些进阶概念，如参数化设计和生成语句。 6.1 Verilog HDL 的数据类型 Verilog HDL提供了多种数据类型来表示硬件中的不同元素。 `wire`：最基本的数据类型，代表物理导线，用于连接模块实例或逻辑单元。默认值是X（未知）。 `reg`：用于表示存储元件（如触发器）或过程块内的寄存器。`reg` 类型的值只能在过程块（如 `always`, `initial`）中被赋值。其值在过程块结束后会保持，直到下一次赋值。默认值是X。 `integer`：用于表示32位有符号整数，常用于循环计数或存储一般数值。 `parameter`：用于定义常量，实现参数化设计，提高代码的可读性和可维护性。 6.2 Verilog HDL 的运算符 Verilog HDL支持多种运算符，用于进行逻辑运算、算术运算、关系运算、逻辑位运算等。算术运算符： `+` (加), `-` (减), `` (乘), `/` (除), `%` (取模), `` (幂) 关系运算符： `>` (大于), `<` (小于), `>=` (大于等于), `<=` (小于等于) 相等运算符： `==` (等于), `!=` (不等于), `===` (逻辑等于), `!==` (逻辑不等于) 逻辑运算符： `&&` (逻辑与), `||` (逻辑或), `!` (逻辑非) 按位运算符： `&` (按位与), `|` (按位或), `^` (按位异或), `~` (按位非), `~^` 或 `^~` (按位同或/异或) 移位运算符： `<<` (左移), `>>` (右移), `<<<` (算术左移), `>>>` (算术右移) 条件运算符： `? :` (三元运算符，类似于C语言的条件表达式) 6.3 Verilog HDL 的过程块与赋值语句 `assign` 语句（连续赋值）：用于描述组合逻辑。赋值是连续的，当右侧表达式的任何输入值发生变化时，左侧的线网 `wire` 会立即被更新。 ```verilog assign y = a & b; // 简单的AND门 ``` `always` 块（过程赋值）：用于描述组合逻辑或时序逻辑。组合逻辑 `always` 块：必须有一个事件控制（如 `always @(a or b)` 或 `always @()`，`@()` 表示敏感列表中包含所有左侧变量）。在组合逻辑 `always` 块中，所有输出信号（`reg` 类型）在每次执行时都必须被赋值，否则会产生锁存器（latch），这通常是设计错误。 ```verilog always @() begin if (select) y = data_in1; else y = data_in2; end ``` 时序逻辑 `always` 块：必须有一个时钟触发事件（如 `always @(posedge clk)` 或 `always @(negedge clk)`）。可以包含复位（`reset`）逻辑。赋值语句通常是阻塞赋值 `=`（对于组合逻辑部分）或非阻塞赋值 `<=`（用于触发器状态更新）。 ```verilog always @(posedge clk or posedge reset) begin if (reset) begin q <= 1'b0; // 复位时将q设为0 end else begin q <= d; // 在时钟上升沿将d的值赋给q end end ``` 非阻塞赋值 (`<=`)：用于时序逻辑，表示在时钟沿到来时，目标变量的值被更新为右侧表达式的值。所有非阻塞赋值在同一时钟周期内同时发生（按右侧表达式的值计算，然后同时更新左侧变量）。阻塞赋值 (`=`)：用于组合逻辑，表示右侧表达式的值立即计算并赋值给左侧变量。同一过程块内的阻塞赋值是顺序执行的。 6.4 Verilog HDL 的模块实例化模块实例化允许我们将一个模块作为子模块添加到另一个模块中，从而实现模块化设计。 ```verilog // 定义一个AND门模块 module and_gate ( input wire a, input wire b, output wire y ); assign y = a & b; endmodule // 定义一个使用AND门的模块 module my_circuit ( input wire clk, input wire reset, input wire data1, input wire data2, output wire result ); wire intermediate_signal; // 实例化一个AND门 and_gate and1 ( .a(data1), // 端口连接：实例and1的a端口连接到data1 .b(data2), // 实例and1的b端口连接到data2 .y(intermediate_signal) // 实例and1的y端口连接到中间信号 ); // 实例化一个D触发器 (假设存在一个d_flipflop模块) d_flipflop ff1 ( .clk(clk), .reset(reset), .d(intermediate_signal), .q(result) ); endmodule ``` 6.5 Verilog HDL 设计实践我们将通过几个实例来展示Verilog HDL在组合逻辑和时序逻辑设计中的应用。 6.5.1 组合逻辑实例：4位全加器 ```verilog // 半加器模块 module half_adder ( input wire a, b, output wire sum, carry ); assign sum = a ^ b; assign carry = a & b; endmodule // 全加器模块 module full_adder ( input wire a, b, cin, output wire sum, cout ); wire s1, c1, c2; half_adder ha1 ( .a(a), .b(b), .sum(s1), .carry(c1) ); half_adder ha2 ( .a(s1), .b(cin), .sum(sum), .carry(c2) ); assign cout = c1 | c2; endmodule // 4位全加器模块 module four_bit_adder ( input wire [3:0] a, b, // 4位输入 input wire cin, // 进位输入 output wire [3:0] sum, // 4位和输出 output wire cout // 进位输出 ); wire c1, c2, c3; // 中间进位信号 // 实例化4个全加器 full_adder fa0 (.a(a[0]), .b(b[0]), .cin(cin), .sum(sum[0]), .cout(c1)); full_adder fa1 (.a(a[1]), .b(b[1]), .cin(c1), .sum(sum[1]), .cout(c2)); full_adder fa2 (.a(a[2]), .b(b[2]), .cin(c2), .sum(sum[2]), .cout(c3)); full_adder fa3 (.a(a[3]), .b(b[3]), .cin(c3), .sum(sum[3]), .cout(cout)); endmodule ``` 6.5.2 时序逻辑实例：8位D触发器移位寄存器（串入并出） ```verilog module shift_register_sipo ( input wire clk, input wire reset, input wire data_in, // 串行数据输入 output wire [7:0] data_out // 并行数据输出 ); // 使用8个D触发器来构建移位寄存器 // 信号声明 wire q0, q1, q2, q3, q4, q5, q6; // 实例化D触发器 always @(posedge clk or posedge reset) begin if (reset) begin data_out[0] <= 1'b0; data_out[1] <= 1'b0; data_out[2] <= 1'b0; data_out[3] <= 1'b0; data_out[4] <= 1'b0; data_out[5] <= 1'b0; data_out[6] <= 1'b0; data_out[7] <= 1'b0; end else begin data_out[0] <= data_in; // 第一个触发器接收串行输入 data_out[1] <= data_out[0]; // 后一个触发器接收前一个触发器的输出 data_out[2] <= data_out[1]; data_out[3] <= data_out[2]; data_out[4] <= data_out[3]; data_out[5] <= data_out[4]; data_out[6] <= data_out[5]; data_out[7] <= data_out[6]; end end endmodule ``` 6.5.3 时序逻辑实例：模10计数器（使用D触发器） ```verilog module mod_10_counter ( input wire clk, input wire reset, output reg [3:0] count // 4位计数器，可以表示0-15 ); always @(posedge clk or posedge reset) begin if (reset) begin count <= 4'd0; // 复位时计数器清零 end else begin // 检查当前计数是否达到9，如果是，则下一个计数归零，否则加1 if (count == 4'd9) begin count <= 4'd0; end else begin count <= count + 4'd1; end end end endmodule ``` 6.6 Verilog HDL 的进阶概念（简述）参数化设计（Parameterization）：使用 `parameter` 关键字定义常量，使得模块可以适应不同的参数值，例如改变移位寄存器的位数或计数器的模数。 ```verilog parameter WIDTH = 8; // 定义宽度为8 module shift_register (parameter WIDTH = 8) ( input wire clk, input wire reset, input wire data_in, output wire [WIDTH-1:0] data_out ); // ... 逻辑实现 endmodule ``` 生成语句（Generate Statement）：用于根据参数值生成重复的逻辑结构，如实例化多个相同的模块。 ```verilog generate for (genvar i = 0; i < WIDTH; i = i + 1) begin : reg_gen // 实例化D触发器 d_flipflop (parameter BIT_WIDTH = 1) ff ( .clk(clk), .reset(reset), .d(i == 0 ? data_in : data_out[i-1]), .q(data_out[i]) ); end endgenerate ``` 任务（Task）与函数（Function）：用于代码复用和组织。函数通常用于组合逻辑，只能有返回值；任务可以有多个返回值，也可用于时序逻辑。 6.7 练习与巩固使用Verilog HDL编写一个8选1多路选择器的模块。编写一个D触发器的Verilog模块。实现一个简易的4位二进制转BCD码的译码器。尝试使用参数化设计来创建可配置位宽的寄存器。通过本章的详细讲解和实例分析，您应该能够更加熟练地使用Verilog HDL进行数字电路的设计。掌握好HDL的语法和常用设计模式，将为您在数字逻辑设计领域打下坚实的基础。 ---

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书在Verilog HDL语言的介绍和应用方面，给我留下了深刻的印象。作者并没有将Verilog仅仅作为一种描述语言，而是将其上升到了数字系统设计的层面。从最基础的Verilog语法，如模块定义、端口声明、数据类型、赋值语句等，到复杂的行为级建模、数据流建模和结构化建模，书中都进行了详尽的讲解。尤其是在行为级建模部分，作者通过多个实际的数字电路设计实例，展示了如何用Verilog来描述电路的功能，例如，如何通过always块和if-else语句来构建组合逻辑和时序逻辑，如何使用for循环和generate语句来简化代码的编写。书中还特别强调了综合工具的工作原理，并提供了许多编写可综合Verilog代码的技巧和注意事项，这对于培养读者面向实际应用的编程习惯非常有帮助。例如，在介绍异步复位和同步复位时，书中不仅给出了两种方式的Verilog代码，还深入分析了它们在时序和功耗上的差异，以及在不同应用场景下的选择策略。这种深度和广度，让Verilog的学习不再是枯燥的代码练习，而是转化为一种强大的数字系统设计能力。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我对现代数字电子技术的脉络有了更加清晰的认识。书中不仅涵盖了传统的数字逻辑电路，还将目光投向了更广阔的领域。例如，在介绍FPGA技术时，作者并没有停留在概念层面，而是详细解释了FPGA的内部结构，包括查找表（LUT）、寄存器、布线资源等，以及它们是如何协同工作的。书中还演示了如何将Verilog代码映射到FPGA芯片上，并介绍了常用的FPGA开发流程，从RTL设计到逻辑综合、布局布线，再到时序约束和比特流生成。这对于希望深入了解硬件实现细节的读者来说，无疑是一份宝贵的资料。此外，书中还涉及了一些现代数字系统设计中的热点话题，如低功耗设计、时序分析、测试与验证等。这些内容的处理方式，让我感受到作者的精心布局和对行业发展趋势的深刻把握。即使是其中的一个章节，例如关于时序收敛的讲解，也提供了许多实用的建议和方法，远超出了基础教程的范畴，让我在面对复杂的时序问题时，能够有章可循。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最直观感受是，它有效地架起了理论知识与工程实践之间的桥梁。作者在阐述数字电子技术的基础原理时，总是会巧妙地引入Verilog语言的应用，反之亦然，在讲解Verilog编程时，也常常会引用数字电路的实际应用场景。这种“学以致用”的设计理念贯穿全书，让读者在学习理论知识的同时，不会感到脱离实际。例如，在讲解二进制加法器时，书中不仅有逻辑图和布尔表达式，还会展示如何用Verilog实现一个并行加法器，并对仿真的结果进行分析。这种紧密的结合，让数字电路的学习不再是碎片化的知识点，而是形成了一个完整的知识体系。此外，书中还提及了一些高级的数字系统设计方法学，如流水线设计、并行处理等，这些内容虽然篇幅不长，但足以让读者对现代数字系统设计的发展方向有一个初步的了解，激发进一步探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一个亮点在于其丰富的实践指导。书中提供的每一个Verilog设计实例，都不仅仅是代码的堆砌，而是围绕一个具体的数字系统应用展开，例如，一个简单的ADC控制器、一个UART通信模块、一个简单的CPU控制器等。这些实例的设计过程，清晰地展示了从需求分析、系统设计、模块划分，到Verilog编码、仿真验证的完整流程。作者还特别强调了仿真在数字设计中的重要性，提供了详细的仿真流程和常见的仿真技巧。通过对这些实例的学习，我不仅能够巩固Verilog的语法和编程思想，更能学习到如何将抽象的理论转化为实际可用的设计。例如，书中关于一个简易CPU控制器的Verilog设计，从指令解码到状态机控制，每一步都剖析得很到位，并且提供了相应的测试激励文件，让读者可以亲手跑通整个设计，这极大地提升了学习的趣味性和有效性。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅这本《现代数字电子技术及Verilog设计》，就被其扎实的理论基础和前沿的设计理念所吸引。书中对数字电路的基本原理，如逻辑门、组合逻辑、时序逻辑等，进行了深入浅出的阐述，每一个概念的引入都衔接自然，循序渐进，让初学者也能迅速掌握核心知识。特别值得一提的是，作者在讲解组合逻辑和时序逻辑时，不仅给出了详细的公式推导和原理分析，还结合了丰富的实际电路图例，这对于理解抽象的逻辑概念至关重要。比如，在介绍状态机的设计时，书中不仅有理论模型，还提供了多个不同复杂度的状态机实例，并配以清晰的状态转移图，让读者能够直观地理解状态的转换过程和时序控制。此外，书中对触发器、寄存器、计数器等基本时序元件的讲解也十分透彻，从最简单的D触发器到复杂的JK触发器，再到移位寄存器和各种计数器，每一个元件的构成、工作原理和应用场景都被描绘得淋漓尽致。即使是对数字电子技术稍有了解的读者，也能从中获得新的启发和更深层次的理解。