電子技術實驗教程(高等學校十二五重點規劃教材)/信息與自動化係列 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

劉大力，王立峰 編

圖書標籤:

• 電子技術
• 實驗
• 教程
• 高等學校
• 十二五規劃
• 信息與自動化
• 電路
• 模擬電子
• 數字電子
• 實踐教學

齣版社： 哈爾濱工程大學齣版社

ISBN：9787566107619

版次：1

商品編碼：11544224

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-02-01

用紙：膠版紙

頁數：313

內容簡介

　　《電子技術實驗教程》共 分為5章，內容包括實驗基礎知識、模擬電子技術實 驗、數字電子技 術實驗、設計及綜閤實驗、電子電路仿真實驗。全書 包含瞭12個電子技術基本 實驗和7個設計及綜閤、仿真實驗，由淺入深，循環 漸進地展開講解。
　　本書可作為普通高校和專科學校以及高職高專院 校電子技術實驗教材，也 可作為相關技術人員的參考書。

目錄

第1章 電子實驗基礎知識
1.1 實驗的基本知識
1.2 常用元器件簡介
1.3 實驗數據處理
第2章 模擬電子技術實驗
2.1 常用電子儀器的使用
2.2 晶體管共射極單管放大電路
2.3 負反饋放大電路
2.4 差動放大器
2.5 集成運放的基本運算電路
2.6 RC正弦波振蕩電路及電壓比較器
第3章 數字電子技術實驗
3.1 TTL／CMOS門電路邏輯功能及參數的測試
3.2 組閤邏輯電路的設計與測試
3.3 譯碼器及其應用
3.4 觸發器及其應用
3.5 計數器及其應用
3.6 移位寄存器及其應用
第4章 設計及綜閤性實驗
4.1 晶體管放大電路設計實驗
4.2 波形發生電路設計實驗
4.3 汽車尾燈控製電路
4.4 數字鍾
4.5 D／A、A／D轉換器的設計實驗
第5章 電子電路仿真
5.1 有源濾波電路設計
5.2 555時基電路及其應用
參考文獻
附錄

《數字係統設計與實踐》 （以 FPGA 為核心的現代電子係統開發指南） 內容簡介 本書旨在為讀者提供一套全麵、深入的數字係統設計與實踐教程，重點聚焦於當前電子信息領域極具影響力的現場可編程門陣列（FPGA）技術。在快速發展的數字時代，FPGA 以其高度的靈活性、可重構性和強大的並行處理能力，成為實現復雜數字邏輯功能、加速原型驗證以及部署高性能嵌入式係統的關鍵技術。本書緊密結閤當前集成電路設計和嵌入式係統開發的前沿需求，理論與實踐相結閤，旨在培養讀者掌握現代數字係統設計的核心理念、設計流程和工程實踐技能。 本書內容涵蓋瞭從數字邏輯基礎到高級FPGA應用的全過程，力求讓讀者在理解理論知識的同時，也能熟練運用實際工具進行設計與驗證。全書共分為十七章，結構清晰，邏輯嚴謹，循序漸進。 第一部分：數字係統設計基礎（第1章 - 第4章） 第1章 緒論 本章將為讀者勾勒齣數字係統設計的宏觀圖景，介紹數字係統在現代科技中的重要地位和發展趨勢。我們將探討數字係統的基本概念、分類以及其在各個領域的廣泛應用，例如通信、計算機、消費電子、工業控製、航空航天等。通過對集成電路發展曆程的迴顧，重點闡述FPGA作為一種先進的可編程邏輯器件，如何改變瞭數字係統設計的範式，以及其相對於ASIC和微處理器等技術的獨特優勢。本章還將介紹本書的學習目標、內容安排和推薦的學習方法，幫助讀者建立學習信心，明確學習方嚮。 第2章 數字邏輯基礎 本章是進行後續數字係統設計的前提。我們將係統地迴顧和梳理數字邏輯的核心概念，包括二進製、邏輯門（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）及其真值錶和波形錶示。在此基礎上，我們將深入講解布爾代數的基本定理和公式，以及如何利用卡諾圖（Karnaugh Map）和Quine-McCluskey方法進行邏輯函數的化簡，以優化電路的復雜度。此外，本章還將介紹組閤邏輯電路的設計原則，如編碼器、譯碼器、多路選擇器、數據選擇器、加法器、減法器等常用組閤邏輯模塊的原理和設計方法。 第3章 時序邏輯電路基礎 與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前的輸入，還與電路過去的狀態有關。本章將重點介紹時序邏輯電路的基本構成單元，包括各種類型的觸發器（SR觸發器、D觸發器、JK觸發器、T觸發器）及其特性。我們將深入分析觸發器的狀態轉換、時鍾信號的作用以及時序參數（如建立時間、保持時間、傳播延遲）的重要性。隨後，本章將引入狀態機的概念，詳細講解有限狀態機（FSM）的兩種主要模型：摩爾（Moore）模型和米利（Mealy）模型，並演示如何根據狀態圖和狀態錶設計同步和異步時序邏輯電路。 第4章 數據錶示與運算 本章聚焦於計算機內部數據是如何被錶示和處理的。我們將從最基礎的二進製數係統齣發，介紹各種數製（十進製、二進製、八進製、十六進製）之間的轉換方法。在此基礎上，我們將深入講解有符號數和無符號數的錶示方法，包括原碼、反碼、補碼等。補碼錶示法因其在算術運算中的便捷性而尤為重要，我們將詳細解析其原理及其在加減運算中的應用。此外，本章還將簡要介紹其他數據錶示方式，如BCD碼（二進製編碼的十進製數）等，並初步探討數字邏輯在實現算術邏輯單元（ALU）中的作用。 第二部分：FPGA設計方法與流程（第5章 - 第9章） 第5章 可編程邏輯器件（PLD）與FPGA 本章將引齣FPGA的核心地位。我們將首先介紹可編程邏輯器件（PLD）的發展曆程，包括PLA、PAL等早期器件，並闡述其局限性。隨後，我們將重點介紹FPGA的結構和工作原理。詳細講解FPGA內部的核心組件，如查找錶（LUT）、觸發器、可配置輸入輸齣塊（IOB）、全局時鍾網絡、DSP Slice（數字信號處理片）以及RAM塊（Block RAM）等。我們將分析不同FPGA廠商（如Xilinx、Intel/Altera）的架構特點和主要産品係列，幫助讀者建立對FPGA整體的認識。 第6章 硬件描述語言（HDL）基礎：Verilog HDL 硬件描述語言（HDL）是進行FPGA設計的標準方法。本章將以Verilog HDL為例，係統地介紹其基本語法和結構。我們將講解Verilog的基本數據類型、運算符、賦值語句、模塊定義、端口聲明等。重點介紹如何使用Verilog描述組閤邏輯和時序邏輯電路，包括門級建模、數據流建模和行為級建模。通過豐富的示例，讀者將學習如何將前麵章節介紹的數字邏輯概念轉化為Verilog代碼，為後續的設計實踐打下堅實基礎。 第7章 硬件描述語言（HDL）進階：Verilog HDL 在掌握瞭Verilog HDL的基礎語法後，本章將深入探討更高級的設計技巧和語言特性。我們將詳細講解Verilog中的參數化設計、生成語句、任務和函數的使用。重點介紹如何利用Verilog描述更復雜的邏輯單元，如狀態機、移位寄存器、計數器、FIFO（先進先齣）等。本章還將觸及一些重要的設計約束和實踐，例如如何避免産生鎖存器（latch）和冗餘邏輯，以及如何進行模塊化設計和層次化設計，以提高代碼的可讀性和可維護性。 第8章 FPGA設計流程與開發工具 本章將帶領讀者走過一個完整的FPGA設計流程。我們將詳細介紹從需求分析、邏輯設計（HDL編碼）、綜閤（Synthesis）、布局布綫（Place & Route）、時序仿真（Timing Simulation）、下載配置到硬件驗證的各個關鍵環節。重點介紹業界主流的FPGA開發套件（如Xilinx Vivado、Intel Quartus Prime）的基本操作和常用功能。讀者將學習如何創建項目、添加源文件、進行綜閤、約束設置、生成比特流文件以及將程序下載到FPGA開發闆上進行硬件調試。 第9章 仿真與驗證技術 高質量的驗證是保證FPGA設計正確性和可靠性的關鍵。本章將深入講解數字係統仿真的原理和方法。我們將介紹不同類型的仿真，包括行為級仿真、門級仿真和時序仿真。重點講解如何編寫測試平颱（Testbench）來驅動被測設計（DUT）並檢查其輸齣。本章還將介紹一些驗證的常用技巧，如激勵生成、覆蓋率分析、斷言（Assertion）等，幫助讀者掌握有效地驗證FPGA設計的方法，從而大幅降低芯片流片後的返工風險。 第三部分：FPGA核心應用與實踐（第10章 - 第15章） 第10章 基礎IP核的使用與開發 IP核（Intellectual Property Core）是FPGA設計中的重要概念，它代錶瞭可復用的、預先設計好的硬件模塊。本章將介紹FPGA開發套件中提供的各種基礎IP核，例如常用的存儲器IP核（如Block RAM、Distributed RAM）、定時器IP核、中斷控製器IP核等。我們將演示如何實例化和配置這些IP核，以及如何將它們集成到用戶自定義的設計中。此外，本章還將介紹如何通過IP Catalog等工具創建簡單的自定義IP核，為讀者打開IP復用和模塊化設計的思路。 第11章 存儲器接口設計 存儲器是現代數字係統中不可或缺的組成部分。本章將深入探討FPGA與外部存儲器（如DDR SDRAM、SRAM、Flash等）的接口設計。我們將分析不同存儲器的電氣特性和時序要求，學習如何設計高效的存儲器控製器，實現數據的讀寫操作。通過實例，讀者將掌握如何配置FPGA的IO引腳，如何處理存儲器訪問的時序，以及如何優化存儲器帶寬以滿足係統性能需求。 第12章 通信接口設計（I2C、SPI、UART） 在本章中，我們將重點關注FPGA在各種常用片上/片外通信接口中的應用。我們將詳細講解I2C（Inter-Integrated Circuit）、SPI（Serial Peripheral Interface）和UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）協議的工作原理，以及如何在FPGA上實現這些接口的控製器。通過實際設計案例，讀者將學習如何配置FPGA的GPIO，如何處理串行數據傳輸，以及如何與傳感器、外圍芯片等進行通信。 第13章 高速串行通信接口（SerDes） 隨著通信速率的不斷提升，高速串行通信接口（如PCIe、Gigabit Ethernet、SGMII等）在現代電子係統中扮演著越來越重要的角色。本章將介紹SerDes（Serializer/Deserializer）技術的基本原理，以及FPGA中內置SerDes模塊的功能和使用方法。我們將重點講解如何配置和使用FPGA內部的GTX/GTH/GTY等高速收發器，實現高速數據傳輸。通過實例，讀者將瞭解如何進行高速接口的鏈路訓練、誤碼率測試等。 第14章 數字信號處理（DSP）在FPGA上的實現 FPGA強大的並行計算能力使其成為實現高性能數字信號處理（DSP）應用的理想平颱。本章將介紹FPGA中DSP Slice（數字信號處理單元）的架構和功能，包括乘法器、纍加器、MAC單元等。我們將講解如何利用DSP Slice實現常見的DSP算法，如濾波器（FIR、IIR）、FFT（快速傅裏葉變換）、FFT（快速傅裏葉變換）等。通過實際設計案例，讀者將學習如何優化DSP算法的FPGA實現，以達到更高的性能和更低的資源消耗。 第15章 AXI總綫與SoC設計入門 在一個復雜的片上係統（SoC）設計中，總綫是連接各個處理單元、存儲器和外設的關鍵。本章將重點介紹AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）協議族的AXI（Advanced eXtensible Interface）總綫，這是目前業界廣泛應用的SoC互連標準。我們將詳細講解AXI協議的讀寫通道、握手機製、事務模型等，並介紹如何使用AXI IP核構建復雜的SoC係統。本章還將簡要介紹FPGA SoC開發的基本概念，為讀者進一步深入研究SoC設計奠定基礎。 第四部分：高級主題與項目實踐（第16章 - 第17章） 第16章 FPGA嵌入式係統開發 本章將重點介紹如何利用FPGA構建完整的嵌入式係統。我們將以硬核處理器（如ARM Cortex-A係列）和軟核處理器（如MicroBlaze、Nios II）在FPGA上的應用為例，講解如何配置和集成處理器、存儲器、外設接口以及自定義邏輯，構建一個完整的嵌入式係統。讀者將學習如何使用片上調試工具（如JTAG）、軟件開發環境（如SDK、Eclipse）以及操作係統（如Linux）來開發和調試FPGA嵌入式係統。 第17章 FPGA創新應用與未來展望 本章將拓展讀者的視野，介紹FPGA在人工智能、機器學習、大數據處理、物聯網、圖像處理、通信基帶等前沿領域的創新應用。我們將分析當前FPGA技術的最新發展趨勢，如麵嚮特定應用的FPGA（APSoC）、異構計算、功耗優化技術等。最後，本章將鼓勵讀者結閤本書所學知識，嘗試進行具有創新性的FPGA項目設計，並對FPGA技術的未來發展進行展望，激發讀者的學習熱情和探索精神。 本書特色 1. 緊密結閤實際： 本書的內容設計緊扣當前電子信息工程領域的發展熱點，特彆是FPGA在現代數字係統設計中的核心地位，注重工程實踐。 2. 理論與實踐並重： 既有嚴謹的理論講解，又輔以大量的代碼示例、操作步驟和設計實例，幫助讀者將理論知識轉化為實踐技能。 3. 以FPGA為核心： 采用基於FPGA的現代設計方法，使讀者能夠掌握最前沿的數字係統開發技術。 4. 由淺入深，循序漸進： 從數字邏輯基礎開始，逐步深入到FPGA設計流程、IP核應用、通信接口、DSP實現以及嵌入式係統開發等高級主題。 5. 豐富的案例分析： 包含多種典型設計實例，涵蓋瞭通信、嵌入式、DSP等多個應用領域，使讀者能夠觸類旁通。 6. 貼近教學需求： 本書內容經過精心組織和篩選，適閤作為高等學校電子信息類專業本科生和研究生的教材或參考書，同時也適閤相關領域的工程師自學和進修。 通過學習本書，讀者將能夠紮實掌握數字係統設計的理論基礎，熟練運用Verilog HDL等硬件描述語言進行FPGA開發，並能夠獨立設計和實現各類復雜的數字係統和嵌入式應用，為在數字集成電路設計、嵌入式係統開發、通信工程等領域的研究與工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是一個習慣於通過實踐來鞏固學習的人，因此一本好的實驗教程對我來說至關重要。我被這本書的“高等學校十二五重點規劃教材”和“信息與自動化係列”這兩個標簽所吸引，這預示著其內容質量應該有一定的保證，並且能夠與時俱進。我特彆希望這本書的實驗設計能夠充分體現現代電子技術的發展趨勢，例如在數字信號處理、通信原理、控製係統等方麵能夠有一些基礎性的、具有啓發性的實驗項目。我非常看重實驗的完整性和係統性，希望每一章節的實驗都能緊密圍繞該章節的理論知識展開，並且能夠幫助讀者建立起從理論到實踐的完整認知。我期待作者能夠在實驗指導中提供詳細的電路圖、元器件清單，以及實驗結果的預期分析，同時在實驗完成後，能夠引導讀者進行更深入的思考，比如如何改進電路，如何擴展功能，以及如何將所學知識應用於實際問題中。

評分☆☆☆☆☆

作為一名剛剛踏入電子工程領域的學生，我對知識的渴求如同海綿吸水一般。市麵上充斥著各種電子技術書籍，但往往內容更新換代太快，或者深度不夠，難以真正滿足學習需求。我選擇這本《電子技術實驗教程》很大程度上是看中瞭它“高等學校十二五重點規劃教材”的頭銜，這意味著它經過瞭學界的認可，內容應該相對權威且具有一定的深度和廣度。我對其中“信息與自動化係列”的定位也非常感興趣，因為這兩個領域在現代科技發展中息息相關，相互促進。我尤其希望這本書的實驗部分能夠設計得既經典又具有代錶性，能夠涵蓋電子技術中最核心、最基礎的實驗項目，例如晶體管放大電路、運算放大器應用、數電基礎邏輯門電路、簡單的傳感器接口等。更重要的是，我期待實驗報告的要求能夠清晰明確，並且提供一些分析和討論的方嚮，引導我深入思考實驗現象背後的原理，以及如何優化實驗電路，解決實際問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就透露著一股嚴謹的氣息，紙張的觸感也很棒，拿在手裏沉甸甸的，給人一種“有料”的感覺。翻開扉頁，作者的署名和齣版信息一目瞭然，排版清晰，字體大小適中，長時間閱讀也不會覺得吃力。目錄更是直觀地展示瞭全書的脈絡，從基礎概念到進階應用，層層遞進，結構嚴謹。我特彆喜歡那種能夠係統性地介紹一個領域的書籍，這本書似乎就滿足瞭我的期待。我之前在學習某個電子技術相關的課程時，遇到的教材總是要麼過於理論化，要麼過於碎片化，始終找不到一本能夠銜接理論和實踐的理想教材。這本書的齣現，讓我看到瞭希望。我希望它能真正做到理論與實踐並重，通過精心設計的實驗，幫助我鞏固課堂上學到的知識，並且能夠真正理解其背後的原理。不僅僅是跟著步驟操作，更重要的是能夠啓發思考，讓我明白為什麼這樣做，以及這樣做能達到什麼樣的效果。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我被這本書的標題吸引瞭，尤其是“實驗教程”這四個字。我是一個動手能力比較強的人，學習新知識的時候，總覺得光看不練是學不會的。我希望這本書能夠提供一些非常實用、而且是當前電子技術領域中比較熱門的實驗項目。比如，我最近對物聯網和嵌入式係統非常感興趣，如果這本書能夠提供一些與微控製器（如Arduino、STM32）相關的基礎實驗，或者一些簡單的傳感器數據采集和處理的實驗，那就太棒瞭。我也不希望實驗內容過於陳舊，要能夠體現齣一定的時代感。同時，我非常注重實驗的安全性，希望在實驗指導中能夠有詳細的安全提示，以及一些注意事項，避免在實驗過程中齣現不必要的危險。當然，如果實驗還可以延伸到一些簡單的故障排除和調試技巧，那就更完美瞭。

評分☆☆☆☆☆

我是在網上看到這本書的推薦，然後順手點進來看看。這本書的排版風格感覺比較傳統，字體和行距都比較舒服。雖然我不是專門學電子專業的，但平時對一些電子設備的工作原理很感興趣，也喜歡自己動手搗鼓一些小玩意兒。我希望這本書能夠用比較通俗易懂的語言來解釋一些復雜的電子概念，避免使用過多的專業術語，或者在首次齣現時有清晰的解釋。我尤其希望它的實驗部分能夠從最簡單的電路入手，逐步增加難度，讓我能夠循序漸進地掌握相關的知識。比如，從基礎的電阻、電容、二極管、三極管的特性測試開始，到構建簡單的放大器、濾波器，再到一些更復雜的數字邏輯電路。我希望通過這些實驗，能夠讓我對電子元件的功能和相互作用有一個更直觀的認識，並且能夠自己動手設計和搭建一些簡單的電路。