活学活用逻辑电路 （日）宇野俊夫,彭刚 9787030449382 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 宇野俊夫，彭刚 著

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• 电子工程
• 基础电子学
• 电路设计

店铺： 北京十翼图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030449382

商品编码：29518878256

包装：平装

出版时间：2015-07-01

基本信息

书名:活学活用逻辑电路

定价：38.0元

售价：31.2元,便宜6.8元,折扣82

作者:（日）宇野俊夫,彭刚

出版社：科学出版社

出版日期：2015-07-01

ISBN：9787030449382

字数：200000

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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电子领域工程技术人员,电子、微电子、自动控制等专业师生。

内容提要

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主要介绍逻辑电路与电路的描述、电路设计手法的变换与HDL、VHDL基础、基于VHDL的组合逻辑电路、基于VHDL的顺序电路、基于VHDL的阶层设计、VHDL的描述风格与效率、基于VHDL的FPGA实装等。

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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现代信息社会的基石：数字世界的语言与构建 想象一下，我们生活的世界，从手中灵动的智能手机，到浩瀚无垠的互联网，再到那些支撑着城市运转的精密系统，无一不建立在数字信号的基础上。而这一切数字世界的“言语”与“骨架”，正是由逻辑电路这一看不见的工程师精心编织而成。本书，旨在揭开逻辑电路的神秘面纱，引领读者走进这个既严谨又充满创造力的领域，深入理解数字世界是如何被构建、运作，并不断发展的。 逻辑电路：数字世界的“语言”与“思想” 在数字世界里，一切信息都被抽象为“0”和“1”，这两种状态就像是信息的基本粒子，它们通过特定的组合和转换，构成了我们所能感知和使用的一切数字内容。而逻辑电路，正是操控和理解这些“0”和“1”的语言专家。它们是物理世界的实体，但其核心工作原理却遵循着一套严密的逻辑规则。 本书将从最基础的逻辑门开始，这就像是认识字母表中的基本字母。我们将详细介绍与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）这三大基本逻辑门的工作原理，理解它们如何根据输入信号产生特定的输出信号。例如，与门只有在所有输入都为“1”时，输出才为“1”，这如同“我需要同时具备A和B条件，才能满足要求”。或门则是只要有一个输入为“1”，输出就为“1”，这代表着“我只要满足A或者B其中一个条件，就能满足要求”。非门则直接颠倒输入信号，实现“取反”的操作。 在掌握了这些基本“字母”之后，我们将进一步学习如何将它们组合起来，构建更复杂的逻辑功能。例如，我们将会接触到异或门（XOR）、同或门（XNOR）、与非门（NAND）、或非门（NOR）等，它们是基本逻辑门的组合与衍生，能够执行更精细的逻辑判断。理解这些逻辑门的特性，就像是在学习如何将字母组合成单词，形成具有更丰富含义的表达。 从基本门到复杂功能：构建数字系统的蓝图 逻辑电路的学习，绝非止步于对单个逻辑门的理解。真正的精妙之处在于，如何将这些基本的逻辑单元巧妙地组合起来，解决实际问题，实现复杂的数字功能。本书将带领读者一步步认识这些“单词”如何汇聚成“句子”和“篇章”。 我们将深入探讨组合逻辑电路的设计。这类电路的输出信号仅取决于当前的输入信号，与之前的状态无关。例如，加法器就是组合逻辑电路的典型代表。无论是在计算器中进行基本的算术运算，还是在复杂的处理器中执行指令，加法器都是不可或缺的基础单元。我们将学习如何使用逻辑门来构建半加器和全加器，理解它们如何实现二进制数的相加，并体会逻辑设计如何直接服务于计算的需求。 除了加法器，我们还将学习其他重要的组合逻辑单元，如多路选择器（Multiplexer）和译码器（Decoder）。多路选择器能够根据选择信号，将多个输入中的一个选通到输出端，这就像一个交通枢纽，可以将不同的信息流导向同一个目的地。译码器则相反，它将二进制编码的输入信号转换为特定的输出信号，实现“解码”的功能，例如在内存系统中选择特定的存储单元。 时序逻辑：赋予数字系统“记忆”与“动态” 如果说组合逻辑电路是数字系统的“思考者”，那么时序逻辑电路则是赋予系统“记忆”与“动态”的关键。时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还与电路之前的状态（即存储在其中的信息）有关。这使得数字系统能够记住信息，并根据时间的变化执行一系列的操作。 本书将详细介绍时序逻辑的基本单元——触发器（Flip-Flop）。我们将学习RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器等不同类型的触发器，理解它们是如何通过时钟信号来控制状态的翻转，从而实现对“0”和“1”的存储。触发器就像数字系统中的“记忆单元”，能够保存信息，并在需要时被读取或更新。 在此基础上，我们将学习如何将触发器组合起来，构建更复杂的时序逻辑电路，如寄存器（Register）和计数器（Counter）。寄存器是一组触发器的集合，能够同时存储多个位的二进制信息，例如在CPU中用于暂存数据或指令。计数器则能够按照预设的顺序，逐个地递增或递减一个二进制数值，它们在定时、分频、顺序控制等应用中发挥着至关重要的作用。 从理论到实践：逻辑电路设计的工具与方法 理解逻辑电路的原理是第一步，而将其转化为实际的设计则是将理论付诸实践的关键。本书将介绍逻辑电路设计的常用工具和方法，帮助读者掌握将抽象的逻辑功能转化为具体电路图的能力。 我们将接触到硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL。这些语言允许工程师以一种文本化的方式来描述数字电路的功能和结构，极大地提高了设计效率和复杂度的管理能力。通过HDL，我们可以描述逻辑门、触发器以及更复杂的模块，然后利用EDA（Electronic Design Automation）工具对这些描述进行仿真、综合和实现，最终生成可以在实际硬件中运行的电路。 此外，我们还会探讨逻辑电路优化的概念。在实际设计中，效率、功耗和成本都是需要考虑的因素。我们将学习如何简化逻辑表达式，减少门电路的数量，降低电路的延迟，以及如何选择合适的逻辑器件，以满足不同的设计需求。 逻辑电路的应用：贯穿现代科技的脉络 逻辑电路并非深藏于实验室中的抽象概念，它们是现代科技的基石，渗透在我们生活的方方面面。本书将通过丰富的实例，展示逻辑电路在各个领域的广泛应用，让读者深刻体会到其重要性。 计算机系统： 从中央处理器（CPU）的核心逻辑，到内存控制器、显卡中的图形处理单元，逻辑电路构成了计算机硬件的骨骼。指令的译码、数据的计算、地址的寻址，无一不依赖于精密的逻辑电路设计。 通信设备： 智能手机、路由器、基站等通信设备中的数字信号处理、协议转换、数据编码和解码，都离不开逻辑电路的强大支持。 嵌入式系统： 汽车电子、家电控制、工业自动化、医疗设备等领域，随处可见嵌入式系统，它们通过逻辑电路实现对各种设备的智能控制和监测。 数字信号处理： 音频、视频、图像等数字信号的处理，如滤波、变换、压缩等，都需要高效的逻辑电路来实现。 学习逻辑电路的意义：解锁数字世界的无限可能 学习逻辑电路，不仅仅是掌握一门技术，更是理解现代信息社会的运作机制，培养严谨的逻辑思维和系统性的分析能力。它能够帮助我们： 深刻理解数字技术： 能够更深入地理解我们日常使用的电子产品和数字服务背后的原理。 培养解决问题的能力： 逻辑电路的设计过程本身就是一种高度抽象和严谨的问题解决过程，有助于锻炼分析、综合和优化的思维能力。 为未来科技发展奠定基础： 无论是人工智能、物联网、还是更前沿的芯片技术，逻辑电路都是其不可或缺的底层支撑。掌握了逻辑电路，就为深入探索这些未来科技领域打开了大门。 本书将以清晰的思路、详实的讲解和生动的例子，引导读者从入门到精通，掌握逻辑电路的核心知识和设计方法。希望通过这本书，你能真正理解数字世界的语言，并具备构建这个精彩数字世界的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度，超出了我最初对一本“入门”读物的预期。我原本以为它会停留在基础的组合逻辑和时序逻辑的表面介绍，但随着阅读的深入，我惊喜地发现它竟然触及到了像有限状态机（FSM）设计和同步异步电路的区别等相对高级的话题。尤其是在描述时序逻辑部分时，作者没有简单地给出D触发器和JK触发器的定义，而是花了大量篇幅去探讨“毛刺”和“竞争冒险”这些在实际电路调试中让人头疼不已的问题。他们没有回避这些工程上的“脏活累活”，反而将它们置于核心地位进行讲解，这对于真正想进入硬件设计领域的人来说至关重要。读到这部分时，我仿佛能看到作者当年在实验室里解决实际问题时的那种细致入微。而且，书中提供的那些案例分析，几乎都带有明确的“场景设定”，比如“在设计一个简单的计数器时，如何避免在上电瞬间出现不确定状态”，这种高度的实践导向，极大地提升了我的工程直觉。我个人的感觉是，这本书不仅教会了我“怎么做”，更重要的是教会了我“为什么这么做”，这才是区分普通学习者和合格工程师的关键所在。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和用材也体现了其专业性。纸张的选择非常厚实，即便是经常翻阅和在上面做笔记，也完全不用担心墨水洇透到下一页，这对于我这种习惯在书上画重点、写批注的读者来说，是一个非常贴心的细节。内页的油墨印刷质量极高，电路图和波形图的线条都清晰锐利，没有出现任何模糊不清的情况，这在分析那些复杂的时序波形图时，是至关重要的。我记得有一次我在对比两个不同触发器的波形时，如果线条不够分明，很容易看错上升沿和下降沿的延迟时间，但这本书的印刷质量完全避免了这种困扰。此外，书本的装订也非常牢固，经过我几个星期的反复翻阅和携带，书脊依然完好如初，没有出现松散或脱页的现象。购买一本专业技术书籍，我希望它能成为我工作台上的常驻工具，而不是一本读完就束之高阁的摆设，从耐用性和使用体验来看，这本书无疑达到了非常高的水准，完全对得起它的定价。

评分☆☆☆☆☆

从教材的组织结构来看，这本书的逻辑脉络清晰得近乎完美。它不是简单地按照“组合电路”然后“时序电路”这样传统的划分，而是采用了一种“需求驱动”的讲解方式。第一部分聚焦于“构建数字世界的基本单元”，从最基础的开关逻辑讲起，逐步引出各种逻辑门及其组合。第二部分则聚焦于“让电路动起来”，引入时钟、触发器和寄存器，探讨如何实现数据的存储和状态的转移。这种结构安排的精妙之处在于，它总是将理论知识与实际应用紧密地绑定在一起。例如，在讲解加法器的时候，作者不是先罗列全加器和半加器的公式，而是先展示一个“为什么我们需要更快的计算单元”的实际问题，然后自然而然地推导出半加器和全加器的结构和功能。这种“问题—模型—实现”的闭环学习模式，让我感觉自己不是在被动地接收知识，而是在主动地参与一个工程设计项目。我尤其欣赏作者在章节末尾设置的“自测与深化练习”，这些练习题往往需要你结合前面学到的两到三个知识点进行综合运用，真正做到了学以致用。

评分☆☆☆☆☆

让我印象非常深刻的是，这本书的语言风格是那种非常“日式”的严谨，但又带着一种令人放松的幽默感。我发现很多电子工程的书籍，作者要么是过于学术化，让人望而却步；要么是过于口语化，在关键概念上解释得不够精确。而这本《活学活用逻辑电路》恰好找到了一个绝妙的平衡点。比如，作者在解释译码器（Decoder）时，使用了“钥匙和锁”的比喻，清晰地说明了信号的选择性，但随后又迅速切换到标准真值表和卡诺图的分析，确保了理论上的严谨性没有被牺牲。更值得称赞的是，它似乎考虑到了不同学习者可能遇到的思维障碍，在关键转折点，作者会插入一些“给初学者的提示”或者“资深工程师的经验之谈”，这些小小的插页就像是你在阅读时，一位经验丰富的前辈在你耳边轻轻提醒，让你避免走弯路。我很少在技术书籍中感受到如此强烈的人文关怀，这种将复杂知识“人性化”的处理方式，让我在长时间的阅读中，精神上也能保持相对的放松和专注，实实在在地提高了我的学习效率。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就给我一种非常扎实、严谨的感觉，那种深蓝色的底色配上清晰的白色字体，让人立刻联想到工程领域的专业书籍。我是在备考一个与电子设计相关的资格考试时听朋友推荐的，坦白说，初拿到手的时候，我对它能不能真正“活学活用”还有点怀疑，毕竟很多教材都是理论堆砌，读起来枯燥乏味。但翻开第一章，我就被它的行文方式吸引住了。作者似乎非常擅长将复杂的概念拆解成一个个可以被轻松消化的“小块”。特别是他们处理布尔代数和逻辑门基础的部分，没有使用那种教科书式的、冷冰冰的公式推导，而是大量采用了生活化的比喻和实际应用场景来辅助说明。比如，在讲解与非门（NAND）的万能性时，作者竟然引用了乐高积木的组合原理，一下子就打通了我对它“万能基础”的理解。这本书的排版也做得很好，图文并茂，关键公式和结论都有醒目的加粗或方框标注，即便是零基础的读者，也能顺着作者的思路逐步深入，而不是在中途就被晦涩的数学符号劝退。我感觉这更像是一本“经验传授”手册，而不是一本单纯的“知识罗列”教材，非常适合我这种需要快速掌握核心技能的在职学习者。