數位邏輯設計：使用Verilog(附範例程式光碟) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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本書主要介紹如何使用verilog語言來撰寫程式，進而利用它們設計齣各種消費産品的控製電路…等，讓初學者對程式語言有足夠的瞭解。我們將整個硬體描述語言依其特性與前後順序共分成七個章節：第一章介紹整個數位邏輯電路設計的發展過程，第二章說明verilog語言的程式結構並以範例讓讀者瞭解其內部各個單元的特性，第三章介紹verilog語言可以閤成齣邏輯電路的各種運算及討論其優先順序，第四章敘述資料流描述與各種組閤電路的設計，第五章介紹行為模式敘述與各種序嚮電路的設計，第六章介紹結構化、模組化的元件設計，第七章介紹編譯器指令的特性與使用方法及討論如何建立元件庫與叫用，可使我們依不同的工作環境選取程式進行編譯。本書適用於科大電子、電機及資工係「數位邏輯設計」課程使用。

數位邏輯設計：使用Verilog（附範例程式光碟） 內容簡介 本書旨在提供一套全麵且深入的數位邏輯設計基礎知識與實作指南，特彆側重於使用硬件描述語言（HDL）Verilog 進行係統級的建模、仿真與綜閤。本書不僅涵蓋瞭數位電路設計的基本原理，更緊密結閤瞭現代電子係統開發流程，使讀者能夠從理論概念迅速過渡到實際的硬體實現。 全書結構清晰，循序漸進，內容涵蓋從最基礎的布爾代數、邏輯門操作，到復雜的組閤邏輯與時序邏輯電路設計，並最終延伸至更高級的有限狀態機（FSM）設計與係統級整閤。特彆強調的是，本書的內容是為讀者提供一個堅實的理論基礎，並輔以大量的、可直接運行的Verilog 範例，以確保學習效果。 第一部分：數位係統基礎與布爾代數 本書伊始，便係統地介紹瞭數位邏輯的根基。讀者將學習數位係統中的數製轉換，包括二進製、八進製、十六進製以及它們與十進製之間的相互轉換，這是理解所有數位電路工作原理的前提。隨後，深入探討布爾代數的基礎公理、定理與簡化方法，如德摩根定理、分配律等，並詳細闡述如何利用布爾錶達式來描述邏輯功能。 為瞭將理論與實際電路連接起來，本書緊接著介紹瞭基本邏輯門（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的符號、真值錶及實際應用。此外，還介紹瞭實現這些邏輯功能的關鍵元件——晶體管開關特性，為後續理解CMOS邏輯傢族的工作原理打下基礎。邏輯函數的最小化是數字設計中的核心技能，本書將詳盡介紹卡諾圖（Karnaugh Map, K-map）的原理與使用技巧，包括兩位、三位乃至更多變量函數的化簡，確保讀者能夠設計齣元件數最少、速度最快的組閤電路。同時，也將介紹對復雜邏輯錶達式進行公式化簡的方法。 第二部分：組閤邏輯電路的設計與實現 組閤邏輯電路是數位係統中最基礎的部分，其輸齣僅依賴於當前的輸入狀態。本部分將重點放在設計和分析常見的組閤邏輯元件。我們將從基礎的加法器、減法器設計入手，詳細解析半加器、全加器以及多位加法器的結構，並討論溢齣處理。乘法器和除法器的基本原理也會被納入討論範圍。 數據選擇器（Multiplexer, MUX）和數據分配器（Demultiplexer, DEMUX）作為重要的數據路由元件，其工作原理和多種應用場景（如函數實現、並行到串行轉換）將被透徹解析。接著，讀者將學習比較器（Comparator）的設計，用於比較兩個二進製數的大小。編碼器（Encoder）和譯碼器（Decoder）的結構和應用，特彆是二進製到七段顯示譯碼器的實際設計，將作為重點案例進行剖析。 本部分的核心在於如何使用Verilog 來描述這些組閤邏輯電路。我們將介紹Verilog 中`assign`語句、連續賦值、以及`always @()`塊在描述組閤邏輯時的精確用法和注意事項，強調如何編寫齣清晰、綜閤友好的硬件描述代碼。 第三部分：時序邏輯電路與存儲元件 與組閤邏輯不同，時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前輸入，還取決於電路的先前狀態，這引入瞭“記憶”的概念。本部分將從最基本的鎖存器（Latch）開始，闡述其異步特性和潛在的毛刺問題。隨後，將重點介紹同步觸發器（Flip-Flop, FF），包括SR FF, D FF, JK FF, T FF，詳細分析它們在不同時鍾邊沿下的狀態轉換特性。 存儲單元的設計是時序電路的精髓。本書將深入講解寄存器（Register）的設計，如何使用D觸發器構成並行數據存儲單元。隨後，將詳細介紹各種存儲器結構，包括靜態隨機存取存儲器（SRAM）和動態隨機存取存儲器（DRAM）的基本單元結構和讀寫操作的時序要求。 在Verilog 描述方麵，本部分會詳細介紹如何使用`always @(posedge clk)` 或 `always @(negedge clk)` 等結構來精確建模帶有同步時序特性的電路。如何正確地處理復位（Reset）和置位（Set）邏輯，區分異步和同步控製，是本部分教學的重點難點。此外，還會討論如何使用Verilog 來模擬和驗證時序邏輯電路中的建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）要求。 第四部分：有限狀態機（FSM）的設計與應用 有限狀態機是控製係統和序列發生器的核心。本部分將全麵介紹FSM的設計方法論。首先，區分Mealy型和Moore型FSM的結構特點、狀態圖、狀態錶以及它們在電路中的差異。接著，詳細指導讀者如何將狀態圖轉化為Verilog 代碼，包括狀態寄存器、下一個狀態邏輯和輸齣邏輯的描述。 本書將通過多個實際案例來深化對FSM的理解，例如序列檢測器（如檢測特定輸入序列）、交通燈控製器、以及簡單的狀態機驅動的數據通路控製器。在Verilog 實踐中，我們將展示如何使用參數（`parameter`）來定義狀態編碼，以及如何組織代碼以提高可讀性和可綜閤性。如何有效利用三段式FSM（狀態寄存器、組閤邏輯次態譯碼、輸齣邏輯）模闆，將是本部分強調的實踐技巧。 第五部分：同步電路設計、時序與係統整閤 隨著復雜度的提升，係統級的同步性變得至關重要。本部分將討論如何設計多周期係統和同步係統。時鍾域交叉（Clock Domain Crossing, CDC）問題是現代多速率係統中不可避免的挑戰，本書將介紹基本的同步方法，如單比特握手協議和雙端口RAM的應用，以安全地在不同時鍾域間傳遞數據。 脈衝的産生與整形，如頻率分頻器、占空比控製器、以及簡單的頻率閤成器的設計，也將被納入討論。如何使用Verilog 來模擬和分析時鍾偏移（Skew）和毛刺（Glitch）的影響，是確保硬件可靠性的關鍵。 最後，本書將引導讀者學習如何將前麵學到的所有模塊——組閤邏輯、時序邏輯和FSM——整閤到一個完整的、結構化的數字係統中。通過係統級的模塊化設計（Top-Down Design Methodology），讀者將掌握大型數字係統分解、接口定義以及頂層模塊例化和連接的實用技能。 附錄：Verilog 語言的高級特性與實踐環境 附錄部分將提供針對初學者的Verilog 語法參考，特彆是關於數據類型、運算符、過程塊的詳細說明。它還將介紹仿真（Simulation）和綜閤（Synthesis）的基本流程。隨書附帶的光碟內容將提供所有範例代碼的源代碼文件，並附帶簡要的編譯和仿真指南，幫助讀者立即上手驗證所學概念。本書旨在成為一本兼具理論深度和工程實踐價值的教材。

第一章　數位邏輯電路設計的沿革與實現 1-1
1-1　數位邏輯電路設計的沿革 1-1
1-2　數位邏輯控製電路的實現方式 1-11
1-3　晶片規劃方式 1-12
1-4　verilog硬體描述語言 1-14
1-5　晶片設計流程 1-16
第一章　自我練習與評量 1-19
第一章　自我練習與評量解答 1-20

第二章　verilog的程式結構、資料型態、描述風格、識彆字與保留字 2-1
2-1　verilog語言的程式結構 2-1
2-2　註解欄comment 2-4
2-3　連接埠port 2-5
2-4　資料型態data type 2-8
2-5　數值資料錶示法 2-22
2-6　verilog語言的四種描述風格 2-25
2-7　識彆字與保留字 2-35
第二章　自我練習與評量 2-37
第二章　自我練習與評量解答 2-38

第三章　可以用於電路閤成的verilog運算 3-1
3-1　持續指定continuous assignment 3-1
3-2　算述運算arithmetic 3-6
3-3　移位運算shift 3-10
3-4　邏輯位元運算logical bitwise 3-12
3-5　邏輯精簡運算logical reduction 3-15
3-6　關係運算relation 3-18
3-7　邏輯事件運算logical event 3-24
3-8　條件運算condition 3-26
3-9　連結與復製運算 3-32
3-10 verilog各種運算的優先順序 3-36
第三章　自我練習與評量 3-38
第三章　自我練習與評量解答 3-39

第四章　資料流描述與組閤電路 4-1
4-1　共時性與順序性 4-1
4-2　以持續指定描述真值錶 4-2
4-3　以條件敘述實現組閤電路 4-14
4-4　結論 4-28
第四章　自我練習與評量 4-30
第四章　自我練習與評量解答 4-34

第五章　行為模式敘述與序嚮電路 5-1
5-1　順序性與序嚮電路 5-1
5-2　always區塊敘述 5-2
5-3　if敘述 5-8
5-4　case敘述 5-38
5-5　程序指定procedural assignment 5-62
5-6　各種計數器 5-69
5-7　各種移位與鏇轉暫存器 5-83
5-8　SN74xxx係列的晶片設計 5-90
第五章　自我練習與評量 5-102
第五章　自我練習與評量解答 5-116

第六章　元件、迴圈、函數與任務 6-1
6-1　結構化與模組化 6-1
6-2　元件component 6-2
6-3　重復性敘述 6-30
6-4　函數function 6-45
6-5　任務task 6-55
第六章　自我練習與評量 6-66
第六章　自我練習與評量解答 6-75

第七章　編譯器指令與狀態機器 7-1
7-1　編譯器指令compiler directives 7-1
7-2　Moore與Mealy狀態機 7-17
第七章　自我練習與評量 7-34
第七章　自我練習與評量解答 7-45

附錄　如何撰寫測試平颱程式 附-1

评分☆☆☆☆☆

作為一名在職的電子工程師，我一直在尋找一本能夠幫助我鞏固數位邏輯基礎，並且能夠快速上手Verilog實踐的書籍。這本書無疑滿足瞭我的需求。市麵上的很多Verilog書籍，要麼過於理論化，要麼過於偏重應用而忽略瞭基礎。這本書則找到瞭一個很好的平衡點。它在講解每個數位邏輯概念的同時，會立刻給齣相應的Verilog實現方式，並且配有詳細的解釋。 我特彆喜歡書中的一些案例分析，比如關於狀態機設計的部分，作者循序漸進地展示瞭如何從需求分析到最終的Verilog代碼實現，中間涉及到瞭狀態圖、狀態轉換錶等關鍵步驟。光碟裏的範例程式，對於我驗證這些設計思路非常有幫助。而且，這本書的語言風格也比較親切，不會讓人覺得生硬難懂。即使是一些比較復雜的概念，也能通過書中的圖示和範例程式，變得直觀易懂。對於我這種需要不斷學習新知識的人來說，這本能夠指導我快速實踐的書籍，真的非常寶貴。

评分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，真的讓我這個在颱灣的電子工程係學生有種“久旱逢甘霖”的感覺。市麵上關於數位邏輯設計的教材不少，但真正能把理論和實際應用結閤得這麼好的，確實不多見。作者在講解基本概念的時候，總是能點到關鍵，而且不會讓人覺得枯燥乏味。尤其是那些概念，比如時序邏輯、組閤邏輯，在書裏都有非常清晰的闡述，再搭配上光碟裏的範例程式，我感覺自己就像在實驗室裏一樣，可以親手去實現那些理論。 最讓我驚喜的是，這本書並沒有把Verilog當成一個獨立的語言來教，而是緊密地圍繞著數位邏輯設計的核心概念展開。這意味著，我學到的不僅僅是Verilog的語法，更是如何利用Verilog去描述和實現一個數位係統。這一點對於我們這些將來要從事IC設計或者嵌入式係統開發的同學來說，至關重要。光碟裏的範例程式，從簡單的邏輯門到復雜的狀態機，覆蓋的範圍很廣，而且代碼寫得都很規範，易於理解和修改。我經常會把書本上的例子，在自己的電腦上運行一遍，然後嘗試去修改參數，看看會發生什麼變化，這個過程非常有成就感。

评分☆☆☆☆☆

當初買這本書，主要是被“使用Verilog(附範例程式光碟)”這個副標題吸引。因為我一直覺得，數位邏輯設計的光有理論是不夠的，必須要有實際的編碼經驗纔能真正掌握。這本書在這方麵做得非常齣色。書中的理論講解清晰易懂，而且緊密結閤Verilog的語法和特性。我感覺作者在編寫這本書的時候，是站在初學者的角度來考慮的，所以很多地方都解釋得非常細緻。 光碟裏的範例程式，絕對是這本書的“點睛之筆”。我試著跟著書中的例子，用ModelSim或者Vivado去仿真和綜閤，結果非常順利。這些程式不僅可以幫助我理解書本上的理論，還能讓我直接看到設計的結果，這對於鞏固知識非常有幫助。特彆是對於一些抽象的概念，例如時序邏輯中的亞穩態問題，書本上的講解加上程式的仿真，立刻就能讓我豁然開朗。這本書讓我感覺，學習數位邏輯設計不再是一件枯燥的事情，而是充滿樂趣的探索過程。

评分☆☆☆☆☆

對於許多剛接觸數位邏輯設計的同學來說，Verilog可能是一道難以逾越的門檻。這本書則有效地降低瞭這個門檻。它沒有一開始就堆砌大量的Verilog代碼，而是先從數位邏輯的基本原理講起，然後循序漸進地引入Verilog。這種教學方式，讓學習者能夠先建立起對數位邏輯係統的整體認識，再學習如何用Verilog來描述它們。 最讓我印象深刻的是，書中對於一些常用數位邏輯模塊的Verilog實現，比如計數器、移位寄存器、鎖相環等，都給齣瞭非常詳細的講解和示例。而且，光碟裏的範例程式，質量都很高，直接拿來就可以用，也可以作為自己編寫程式的參考。我發現，通過反復閱讀書本上的理論，並對照光碟中的程式進行修改和實驗，我的Verilog編程能力有瞭顯著的提升。這本書就像一位循循善誘的老師，一步步地引導我進入數位邏輯設計的奇妙世界。

评分☆☆☆☆☆

作為一名對數位邏輯設計頗感興趣的業餘愛好者，我發現市麵上很多書籍要麼過於偏學術，要麼就是零散的應用技巧。而這本書，恰恰填補瞭我在這方麵的空白。它將抽象的數位邏輯概念，通過Verilog這個強大的描述語言，變得生動具體。我尤其欣賞作者在講解過程中，對每一個Verilog語句和結構都進行瞭深入的剖析，讓我不再是死記硬背語法，而是理解瞭背後的邏輯。 光碟裏的範例程式，更是讓我愛不釋手。我經常會在周末的時候，一邊閱讀書本，一邊打開光碟裏的程式進行測試和修改。書本上的理論講解，通過程式的運行，立刻就能得到驗證，這讓我非常有成就感。尤其是關於FPGA實現的部分，書本上給齣的指導和範例，讓我感覺離實際硬件設計更近瞭一步。對於想從理論走嚮實踐的讀者來說，這本書提供的不僅僅是知識，更是一條清晰的學習路徑和寶貴的實踐資源。