电子线路CAD与实训 9787121148552 电子工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王国玉，管莉 著

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• 9787121148552

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121148552

商品编码：29884224843

包装：平装

出版时间：2011-10-01

基本信息

书名：电子线路CAD与实训

定价：28.20元

作者：王国玉,管莉

出版社：电子工业出版社

出版日期：2011-10-01

ISBN：9787121148552

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.481kg

编辑推荐

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　　先练再学，边练边学、以项目为单元，以操作为主线，以技能为核心、涵盖技能大赛中常用线路及画法、兼顾相关要求和国家标准。

内容提要

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　　本书在内容组织、结构编排及表达方式等方面都作了重大改革，以基本知识和基本技能为主线，以教育部电子线路CAD教学大纲和职业技能鉴定要求为导向，通过“项目教学”来学习理论，再通过学习理论来指导实训，充分体现理论和实践的结合。教材共有11个项目，分别是ProtelDXP认知一——绘制单管放大电路原理图、Protel DXP认知二——绘制调频无线电传声器原理图、ProtelDXP认知三——绘制单片机数码显示电路原理图、绘制单片机系统层次原理图、网络表及相关文件的生成、单管放大电路PCB的设计、三端稳压电源PCB的设计、单片机显示电路PCB的设计、创建PCB元件引脚封装、U盘PCB的设计和单管放大电路的仿真。涵盖了ProtelDXP的基本技能和基本知识，在应知应会的基础上做到“做中学”、“做中教”。
　　本书特点是针对性、实用性强，图文并茂，语言通俗易懂。主要适用于中等职业学校电子与信息技术、电子技术应用、电子电器应用与维修等专业的教材使用，同时也可以作为从事电子线路印制电路板设计的技术人员短训班的教材。
　　为了方便教学，本书还配有电子教学参考资料包,详见前言。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《深入探索：数字电路设计与实践》 概述 本书旨在为读者提供一套全面、深入的数字电路设计与实践理论框架，涵盖了从基础逻辑门到复杂集成电路系统的设计原理、实现方法以及实际应用。本书理论与实践相结合，旨在帮助读者构建扎实的数字电路基础，并掌握现代电子设计自动化（EDA）工具的应用能力，为从事相关领域的研究、开发或工程工作奠定坚实基础。本书适合电子工程、计算机科学、自动化等专业的本科生、研究生，以及对数字电路设计感兴趣的工程师和技术人员阅读。 第一部分：数字电路基础理论 第一章：二进制数制与逻辑代数 本章将从最基本的概念出发，深入剖析二进制数制的原理，包括二进制、十进制、十六进制之间的转换方法，以及它们在数字电路中的核心作用。我们将详细介绍二进制补码运算，为理解计算机内部数据表示和算术运算打下基础。 逻辑代数是数字电路设计的基石。本章将详细讲解布尔代数的公理、定理与基本定律，例如交换律、结合律、分配律、德摩尔根定律等，并介绍如何使用逻辑代数来化简逻辑表达式，从而简化电路设计，降低成本。我们将通过大量的实例演示，帮助读者熟练掌握逻辑代数运算技巧。 第二章：逻辑门电路与组合逻辑设计 本章将介绍构成数字电路的最基本单元——逻辑门电路，包括与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）和同或门（XNOR）等。我们将深入讲解每种逻辑门的逻辑功能、真值表、逻辑符号和时序特性。 在此基础上，我们将重点阐述组合逻辑电路的设计方法。读者将学习如何根据给定的逻辑功能要求，利用逻辑门搭建出实现该功能的电路。我们将详细介绍卡诺图（Karnaugh Map）化简法，这是一种直观有效的组合逻辑化简技术，能够帮助我们找到最简化的逻辑表达式，从而设计出效率最高的电路。此外，还将介绍如何使用 Quine-McCluskey 算法进行更复杂的逻辑化简。 第三章：时序逻辑电路基础 与组合逻辑电路的输出仅依赖于当前输入不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还依赖于电路的历史状态。本章将详细介绍时序逻辑电路的基本组成单元：触发器（Flip-Flop）和锁存器（Latch）。我们将深入分析SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器的工作原理，包括它们的逻辑功能、状态转换和时序特性。 在此基础上，我们将讲解如何利用触发器构成各种基本时序逻辑电路，如寄存器（Register）、计数器（Counter）和移位寄存器（Shift Register）。我们将详细分析同步和异步计数器的设计，以及各种移位寄存器的应用，例如数据串并转换、序列发生器等。 第四章：复杂组合与时序逻辑功能实现 本章将进一步拓展读者在组合逻辑和时序逻辑设计方面的能力。我们将深入研究各种常用的组合逻辑功能模块，例如多路选择器（Multiplexer）、译码器（Decoder）、编码器（Encoder）和加法器（Adder）。我们将详细讲解它们的工作原理，以及如何利用这些模块来构建更复杂的逻辑系统。 在时序逻辑方面，我们将探讨有限状态机（Finite State Machine, FSM）的设计。我们将详细讲解 Moore 型和 Mealy 型有限状态机的区别与联系，以及如何利用状态图和状态表来设计和实现 FSM。我们将通过一系列实际案例，例如交通灯控制器、序列检测器等，展示 FSM 的强大设计能力。 第二部分：现代电子设计自动化（EDA）工具与实践 第五章：FPGA 简介与开发环境搭建 随着集成电路技术的飞速发展，现场可编程门阵列（FPGA）已经成为数字电路设计与实现的重要平台。本章将对 FPGA 的基本概念、架构和优势进行详细介绍，包括可配置逻辑块（CLB）、输入输出块（IOB）、布线资源等。 我们将介绍常用的 FPGA 开发工具链，例如 Xilinx Vivado 或 Intel Quartus Prime。读者将学习如何安装、配置和初步使用这些开发环境。我们将通过简单的 LED 闪烁或按键控制等入门级实例，带领读者完成第一个 FPGA 项目的开发流程，包括代码编写、仿真、综合、布局布线和下载。 第六章：硬件描述语言（HDL）基础——Verilog 硬件描述语言（HDL）是进行数字电路设计和 FPGA 开发的必备工具。本章将专注于 Verilog 语言，作为业界广泛应用的 HDL 之一。我们将从 Verilog 的基本语法开始，讲解数据类型、运算符、过程语句（always 块）、模块实例化、参数传递等核心概念。 我们将深入介绍 Verilog 的三种行为建模方式：数据流建模、行为建模和结构化建模，以及它们在不同设计场景下的适用性。读者将学习如何使用 Verilog 来描述组合逻辑和时序逻辑电路，并掌握编写可综合 Verilog 代码的关键原则。 第七章：硬件描述语言（HDL）进阶——Verilog 本章将进一步深化 Verilog 语言的学习。我们将探讨 Verilog 中更高级的特性，例如任务（task）、函数（function）、生成语句（generate statement）、层次化设计以及中断处理等。 我们将重点讲解如何使用 Verilog 来实现复杂的数字电路模块，例如状态机、存储器（RAM, ROM）、流水线结构等。此外，还将介绍 Verilog 的仿真机制，包括如何编写测试激励（testbench）来验证设计的正确性，以及如何使用仿真器进行调试。 第八章：HDL 仿真与验证 仿真与验证是数字电路设计流程中至关重要的环节，它能够帮助我们在实际硬件实现之前发现和修复潜在的设计错误。本章将详细介绍各种仿真技术和验证方法。 我们将讲解如何利用仿真器（如 Modelsim, VCS, QuestaSim）来执行 Verilog 代码，观察信号波形，并对设计的逻辑功能进行验证。我们将重点介绍功能仿真、时序仿真以及形式验证的概念。读者将学习如何编写高效的测试激励，覆盖各种测试场景，从而提高验证的全面性。 第九章：综合、布局布线与时序约束 当 Verilog 代码编写完成并通过仿真验证后，下一步是将其转化为实际的硬件电路。本章将详细讲解综合（Synthesis）、布局布线（Place and Route）以及时序约束（Timing Constraints）的过程。 我们将介绍综合工具如何将 HDL 代码转化为门级网表，并解释优化算法在综合过程中的作用。接着，我们将深入讲解布局布线工具如何将门级网表映射到 FPGA 的物理资源上，以及布线的重要性。 时序是数字电路设计的关键考量之一。本章将重点阐述时序约束的含义和重要性，包括建立时间（setup time）和保持时间（hold time）的要求。读者将学习如何设置时序约束，并理解时序分析工具如何评估设计是否满足时序要求，以及如何根据时序分析结果进行设计优化。 第三部分：实际应用与进阶主题 第十章：数字系统设计实例 本章将通过一系列贴近实际应用的数字系统设计实例，巩固和拓展读者所学的知识。我们将从相对简单的系统开始，逐步深入到更复杂的应用。 示例可能包括： 简单的数据采集与处理系统：例如，设计一个可以读取传感器数据并通过串口发送的系统。 嵌入式系统中的基础模块：例如，设计一个简单的 PWM 控制器，用于控制电机速度或 LED 亮度。 简单的通信接口模块：例如，设计一个 SPI 或 I2C 主/从接口。 简单的图像处理单元：例如，设计一个简单的图像灰度化或边缘检测模块。 每个实例都将详细介绍设计思路、HDL 代码实现、仿真验证以及在 FPGA 上的实现过程。 第十一章：存储器设计与应用 存储器是现代数字系统中不可或缺的组成部分。本章将深入探讨各种类型的存储器，包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、内容寻址存储器（CAM）等。 我们将详细介绍 RAM 的读写时序，以及不同类型的 RAM（如 SRAM, DRAM）的特性。读者将学习如何使用 HDL 来设计 RAM 和 ROM 模块，并了解它们在系统中的应用，例如指令存储、数据缓存等。 第十二章：微处理器体系结构基础与接口设计 本章将介绍微处理器（Microprocessor）的基本体系结构，包括指令集体系结构（ISA）、流水线、缓存、中断等。我们将简要介绍一些经典的微处理器架构，例如 RISC-V，并讲解如何使用 HDL 来实现简单的 CPU 核。 此外，本章还将重点讲解微处理器与外部设备的接口设计。我们将介绍常见的总线协议，如 AXI，并讲解如何设计接口模块，使微处理器能够与外设进行高效的数据交换。 第十三章：DSP 原理与 FPGA 实现 数字信号处理（DSP）在通信、音频、视频处理等领域有着广泛的应用。本章将介绍 DSP 的基本原理，例如采样、量化、滤波器设计（FIR, IIR）以及 FFT（快速傅立叶变换）等。 我们将重点讲解如何利用 FPGA 来实现这些 DSP 算法。读者将学习如何将数学算法转化为硬件实现，以及如何优化 FPGA 资源以满足实时性要求。 第十四章：高级主题与未来趋势 本章将对数字电路设计领域的一些前沿技术和未来发展趋势进行探讨。这可能包括： 片上系统（SoC）设计：介绍 SoC 的概念、组成以及设计挑战。 低功耗设计技术：探讨在 FPGA 和 ASIC 设计中实现低功耗的方法。 嵌入式 Linux 在 FPGA 上的应用：介绍如何将 Linux 操作系统移植到 FPGA 系统中。 人工智能与硬件加速：讨论 FPGA 在人工智能推理和加速方面的应用。 结论 通过对本书内容的学习，读者将能够系统地掌握数字电路设计的理论知识，并熟练运用现代 EDA 工具进行实际的电路设计与验证。本书强调理论与实践的紧密结合，旨在培养读者独立解决复杂数字电路设计问题的能力，为他们在数字电路及相关领域的学习和职业生涯提供坚实的支持。

评分☆☆☆☆☆

评价八 这本书的讲解风格非常独特，作者的语言通俗易懂，就像和朋友聊天一样，但内容却十分专业和深入。它让我对电子线路CAD有了全新的认识。我特别喜欢书中关于“设计自动化”的讲解。作者并没有简单地介绍软件的功能，而是深入分析了设计自动化如何提高效率，以及如何通过脚本编程实现更高级的设计流程。虽然我目前还没有深入学习脚本编程，但通过这本书，我看到了未来电子设计的发展方向。此外，书中关于“知识产权保护”的章节也让我受益匪浅。作者详细阐述了在进行PCB设计时，如何避免侵犯他人的专利，以及如何保护自己的设计成果。这对于即将步入社会的学生来说，是非常重要的一课。这本书就像一位睿智的长者，不仅传授技术，更分享经验和智慧。它让我明白，优秀的电子工程师不仅要有扎实的技术功底，更要有广阔的视野和长远的眼光。

评分☆☆☆☆☆

评价七 我是一名电子工程专业的学生，在学习电子线路CAD的过程中，我尝试过很多不同的教材，但这本书给我留下了最深刻的印象。它最大的特点在于“实训”二字，不仅仅是理论的讲解，更是操作的指导。书中提供的每一个实训案例，都像是真实的项目复刻，从需求的分析，到方案的设计，再到最终的实现，每一个环节都经过了精心的设计。我尤其欣赏的是“电机驱动电路设计”的实训环节。书中详细讲解了H桥电路的工作原理，以及如何选择合适的驱动芯片和功率器件，并给出了详细的PCB布局布线建议，以确保驱动电路的稳定性和安全性。通过完成这个实训，我不仅学会了如何设计电机驱动电路，更重要的是，我掌握了如何将理论知识转化为实际工程应用。此外，书中还提供了一些“故障排除”的技巧，对于我们这些初学者来说，在实训过程中遇到问题是很正常的，而这些技巧能够帮助我们快速定位问题，并找到解决方案。这本书就像一位耐心的指导老师，时刻陪伴在我们身边，让我们在学习过程中充满了成就感。

评分☆☆☆☆☆

评价九 这本书的排版和设计都非常精美，阅读体验极佳。图片清晰，文字流畅，让人赏心悦目。我最喜欢的是书中对“信号完整性”的讲解，作者用了很多生动的比喻来解释一些复杂的概念，比如“阻抗匹配就像水管的连接，不匹配就会引起回流和能量损失”。这让我一下子就理解了为什么在高速电路设计中，阻抗匹配如此重要。书中还提供了一些“设计检查清单”，方便我们在完成设计后进行自检，这极大地提高了我的设计质量。我曾经在一个项目中，因为疏忽了一个小细节，导致电路出现问题，花费了很多时间和精力去排查。如果当时有这本书中的设计检查清单，这个问题就能在早期就避免。此外，书中还包含了一些“行业趋势”的介绍，让我对电子设计未来的发展有了更清晰的认识。这本书记就像一位贴心的助手，时刻提醒我们注意细节，并引领我们走向更专业的设计领域。

评分☆☆☆☆☆

评价四 这是一本充满“干货”的书。我从一个完全不懂电子设计的人，到现在能够独立完成一些简单的项目，这本书功不可没。它以一种非常系统的方式，将电子线路CAD的设计流程和实训内容有机地结合起来。我尤其喜欢书中对“ PCB 泪滴和过孔处理”的讲解。这虽然是PCB设计中看似细枝末节的部分，但往往决定了电路的可靠性。书中详细解释了泪滴的作用，以及不同过孔类型在信号传输中的影响，并提供了相应的设置方法。通过书中的实例，我学会了如何在保证信号完整性的前提下，优化PCB的布线密度，避免不必要的短路和断路。此外，书中关于“电源完整性分析”的内容也让我眼前一亮。在以往的学习中，我总认为只要电源电压稳定就够了，但这本书让我认识到，电源网络的阻抗、去耦电容的布局以及接地方式，都对电路的稳定运行至关重要。我尝试着按照书中关于“电源去耦”的建议，对我的一个开发板进行了优化，结果发现系统运行的稳定性有了显著提升。这本书就像一位经验丰富的导师，总是能在关键时刻给我指点迷津，让我少走许多弯路。我也会把它推荐给我的同学们，因为它确实能够帮助我们快速掌握电子线路CAD的核心技能。

评分☆☆☆☆☆

评价三 我一直认为，电子线路CAD不仅仅是软件操作，更是一种思维方式的转变。这本书在这一点上做得非常出色。它不仅仅教授如何使用软件，更重要的是引导读者去理解“为什么”要这样做。例如，在讲解“差分信号传输”时，书中不仅展示了如何在CAD软件中设置差分对，还深入剖析了差分信号的工作原理，以及它在高速数据传输中的重要性，解释了为什么需要进行阻抗匹配和时序对齐。我从中领悟到，好的电路设计不仅仅是把元件连接起来，更是对信号完整性、电磁兼容性等一系列工程问题的深入思考。书中对“元器件选型与参数设置”的讲解也让我受益匪浅。作者没有简单地给出几个常用的元器件型号，而是引导我们去理解不同元器件的特性曲线、封装形式以及在实际应用中的功耗和散热问题。这让我明白，元器件的选择直接关系到整个电路的性能和稳定性。我记得在设计一个电源模块时，一开始按照书中的通用建议选择了一个普通的滤波电容，结果在实际测试中出现了明显的纹波，后来按照书中关于“高频滤波”的讲解，更换了几个不同容值和类型的电容，问题就迎刃而解了。这种“追根溯源”的学习方式，让我不再满足于表面的操作，而是开始思考设计的深层逻辑。这本书让我从一个“操作者”逐渐成长为一个“思考者”，这对我未来的学习和工作都将产生深远的影响。

评分☆☆☆☆☆

评价六 这本书不仅仅教授技术，更传递了一种严谨的工程思维。在阅读过程中，我发现作者非常注重细节，并且总是能够从工程实践的角度出发，给出最实用的建议。例如，在讲解“射频电路的PCB设计”时，书中详细阐述了微带线、带状线的设计规则，以及如何进行阻抗匹配，这些内容对于设计高频电路至关重要。作者甚至还提到了“天线布局”的注意事项，这在很多初级教材中是难以见到的。我曾经在设计一个无线通信模块时，由于天线布局不当，导致信号接收能力较弱，后来参考了这本书的指导，调整了天线的位置和方向，效果立竿见影。书中还提供了“电磁兼容性(EMC)设计”的初步讲解，虽然篇幅不多，但却点出了很多关键的设计要素，比如如何减少信号辐射，如何处理接地回路等。这让我意识到，电子设计不仅仅是功能的实现，更是对信号完整性和电磁兼容性的综合考量。这本书的价值在于，它能够帮助我们建立起一个完整的电子设计知识体系，让我们在面对复杂的工程问题时，能够有条不紊地分析和解决。

评分☆☆☆☆☆

评价五 我尝试过很多电子类书籍，但很少有一本能像这本书这样，将理论知识和实践操作结合得如此完美。它不是那种枯燥的理论堆砌，也不是那种纯粹的操作手册，而是两者的有机融合。书中的案例设计得非常巧妙，既有代表性，又不会过于复杂，使得初学者能够轻松上手。我印象最深刻的是“传感器接口电路设计”这一章节。书中详细讲解了不同类型传感器（如温度、湿度、光敏等）的信号特性，以及如何利用CAD工具设计相应的信号调理电路。特别是关于“噪声抑制”的技巧，书中给出了多种有效的解决方案，如增加滤波电路、优化接地方式等，这些都是在实际应用中非常宝贵的经验。我曾经在一个项目中遇到了传感器信号不稳定的问题，通过参考书中的方法，我成功地解决了这个问题，这让我对书中的内容深信不疑。另外，书中关于“元器件封装库的建立与管理”的讲解也让我受益匪浅。作者不仅介绍了如何从网上下载现成的库，更重要的是，指导我们如何根据实际需求，自己创建和编辑封装，这为后续的PCB设计打下了坚实的基础。这本书就像一个完整的电子设计“工具箱”，让我能够随时查阅，解决设计中的各种难题。

评分☆☆☆☆☆

评价十 在我看来，一本好的技术书籍，不仅要教授知识，更要能够激发读者的学习兴趣。这本书在这方面做得非常出色。它通过大量的实例和图示，将枯燥的理论知识变得生动有趣。我特别喜欢书中对“低功耗设计”的讲解。在当前移动设备日益普及的背景下，低功耗设计显得尤为重要。书中详细介绍了如何通过元器件选择、电路优化和软件控制等多种方式来实现低功耗，并给出了具体的实操案例。我尝试着按照书中的方法，对我的一个便携式设备进行了低功耗优化，结果发现电池续航时间有了显著的延长。这本书就像一位充满激情的老师，不断地鼓励我去探索和尝试，让我爱上了电子设计这个领域。它让我明白，学习技术的过程本身就是一件充满乐趣和成就感的事情。

评分☆☆☆☆☆

评价一 收到这本书时，我首先被它扎实的理论基础所吸引。序言部分就清晰地阐述了电子线路CAD的出现是如何颠覆了传统的电路设计流程，从手绘原理图到如今的数字化建模，这是一个多么巨大的飞跃。作者用一种非常易懂的方式，将复杂的概念层层剥离，让我们这些初学者也能迅速抓住核心。比如，关于“符号库的建立与管理”，书中不仅仅是简单地罗列了操作步骤，更是深入分析了不同符号库的优劣势，以及如何根据实际项目需求进行定制化设计，这对于提高设计效率和规范性至关重要。我特别欣赏的是，书中并没有回避一些可能遇到的技术难题，而是提供了多种解决思路和备选方案，让我在实践中遇到问题时，能够有章可循。阅读过程中，我仿佛置身于一个真实的CAD设计环境中，作者的讲解细致入微，从鼠标的每一个点击，到键盘的每一个输入，都经过了精心的考量。特别是关于“PCB布局布线策略”的部分，书中列举了各种典型电路的布局技巧，比如电源滤波器的放置、高频信号的处理、以及热敏元件的散热设计等等，这些都是在实际工作中至关重要的经验。我尝试着按照书中的方法，对一个简单的功放电路进行了仿真和PCB设计，结果非常令人满意，仿真结果与实际测试基本吻合，这极大地增强了我学习的信心。这本书就像一位经验丰富的老工程师，耐心地带着我一步步走进电子线路CAD的奇妙世界，让我从门外汉变成了能够进行初步设计的实践者。

评分☆☆☆☆☆

评价二 这本书的实训部分是我最看重的内容，它就像是一本手把手的操作指南，让我从理论走向实践，真正学会如何运用CAD工具解决实际问题。书中提供的案例非常贴近实际工程需求，涵盖了从简单的数字逻辑电路到复杂的模拟信号处理电路，每一种类型都有详细的设计步骤和注意事项。我特别喜欢的是“基于STM32的智能小车控制系统设计”这一章节，从原理图的绘制、元器件的选择、PCB的布局布线，到最后的仿真调试，每一个环节都讲得非常透彻。书中还提供了详细的元器件清单和 Gerber 文件，这使得我能够直接上手，按照流程进行PCB打样和焊接，这对于培养我的工程实践能力非常有帮助。更重要的是，在实训过程中，书中穿插了许多“陷阱”和“易错点”的提示，比如在布线时容易出现的信号干扰问题，或者在焊接时需要注意的虚焊问题，这些细节的提示，极大地减少了我在实训中走弯路的可能性。我曾经尝试过其他一些CAD教材，但往往理论讲得很深，实践部分却显得苍白无力，而这本书恰恰弥补了这一不足。通过书中提供的代码示例和调试方法，我学会了如何对设计好的电路进行功能验证，并根据仿真结果进行优化。这种“学以致用”的学习模式，让我对电子设计产生了前所未有的兴趣。这本书不仅仅是一本技术书籍，更是一本能够激发我动手能力和解决问题能力的宝典。