怎样看数字电路图

怎样看数字电路图 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:人民邮电出版社
作者:门宏
出品人:
页数:315
译者:
出版时间:2007-2
价格:18.00元
装帧:平装
isbn号码:9787115144270
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

《怎样看数字电路图》内容丰富、取材新颖、图文并茂、直观易懂,具有很强的实用性,可供电子技术初学者学习使用,也可作为电子技术从业人员的培训教材。

深入理解电子系统:现代电子技术基础与实践 本书聚焦于电子系统设计、分析与故障排除的核心技能,旨在为读者提供一个扎实且实用的知识框架。我们摒弃了对单一图表类型的机械式解读,转而构建一套系统的思维模型,帮助工程师和技术人员理解复杂电路的行为与意图。 第一部分:电子系统设计哲学与基础元件行为 本部分深入探讨电子设计领域的前沿方法论,强调从系统层面理解功能实现的重要性。 第一章:从功能需求到结构实现:现代电子设计流程解析 本章将系统地梳理从概念提出、规格定义到最终实现的完整设计周期。我们详细讨论了需求分析中的关键挑战,例如如何将模糊的性能指标转化为可量化的电路参数。重点阐述了自顶向下(Top-Down)设计方法的精髓,以及模块化、层次化设计在管理复杂性中的不可替代的作用。读者将学会如何构建清晰的系统框图,并理解不同子系统之间的接口约束和信息流向。 系统抽象层次的建立: 介绍如何使用不同粒度的模型来描述系统,从宏观的系统框图到中观的模块级描述,再到微观的逻辑门级实现。 设计收敛性与迭代优化: 分析在设计过程中如何平衡速度、功耗和面积(PPA)三大关键指标,并介绍常见的优化技术和工具链的应用。 设计文档的规范性: 强调清晰、准确的设计文档(包括原理图注释、设计说明书)是团队协作和后续维护的基石。 第二章:半导体器件的物理机制与宏观特性 本章超越了简单的元件符号识别,致力于揭示晶体管在不同工作状态下的物理行为及其对电路性能的影响。我们将聚焦于影响现代数字和模拟电路性能的关键器件——MOSFET。 MOSFET的深度剖析: 详细介绍亚阈值导通、饱和区和线性区的I-V特性曲线,并解释阈值电压($V_{th}$)的温度依赖性和工艺变异性。 开关的非理想性: 分析晶体管作为开关时引入的非理想效应,例如有限的开关速度、导通电阻($R_{DS(on)}$)的变化,以及由此导致的上升/下降时间延迟。 关键寄生参数的评估: 探讨栅极电容、源极/漏极电容如何决定电路的带宽和功耗,并介绍如何通过布局设计来最小化这些寄生效应。 第三章:信号完整性(SI)与电源完整性(PI)的系统性管理 在高速电路设计中,信号和电源的质量直接决定了系统的可靠性。本部分将从传输线理论出发,系统地解决信号失真问题。 传输线理论基础: 阐述特征阻抗($Z_0$)、反射、损耗和串扰的概念。讲解何时需要考虑PCB走线为传输线,以及如何根据阻抗匹配的要求选择端接电阻。 信号失真分析: 深入探讨抖动(Jitter)、上升时间衰减和过冲/下冲现象的成因,并介绍去耦合(Decoupling)和端接(Termination)技术在抑制这些问题中的作用。 电源网络的设计艺术: 讲解去耦电容的选型、布局与配比,如何设计低阻抗的电源分配网络(PDN),以确保芯片在瞬态电流需求下仍能维持稳定的供电电压。 第二部分:数字逻辑与时序约束的精细化处理 本部分侧重于现代同步数字电路的设计与验证,重点在于时序分析和可靠性的保证。 第四章:组合逻辑的优化与后仿真建模 本章关注组合逻辑电路如何高效地实现布尔函数,并引入了更贴近实际物理实现的建模方法。 逻辑综合的原理与局限: 介绍逻辑综合工具如何将高层次描述(如Verilog/VHDL)映射到目标工艺库中的标准单元,并讨论设计者如何通过约束来引导综合过程,以满足特定性能要求。 延迟模型的精确度: 区分不同级别的延迟模型(如标准延迟、最小/最大延迟),以及在不同设计阶段选择合适模型的必要性。 竞争与冒险现象的消除: 详细分析组合逻辑中可能出现的毛刺(Glitch)和冒险(Hazard),并提供结构化方法(如使用锁存器或特定的逻辑结构)来消除它们,确保输出的稳定性和正确性。 第五章:同步时序分析(STA)的深度应用 时序分析是确保数字系统在规定频率下正确运行的核心技术。本章旨在教会读者如何像静态时序分析工具一样思考。 时序路径的分解与建模: 系统性地分解建立时间(Setup Time)和保持时间(Hold Time)路径,识别关键的延迟源(逻辑延迟和布线延迟)。 时钟域的挑战: 深入探讨跨时钟域(CDC)信号同步的必要性。详细分析异步FIFO、握手协议(Handshaking)和双触发器同步器的工作原理、优缺点及潜在的亚稳态风险。 约束的艺术与工程: 讲解如何通过精确的SDC(Synopsys Design Constraints)文件定义输入/输出延迟、外部路径延迟、时钟定义和例外情况,从而引导时序验证的准确性。 第六章:低功耗设计策略与流程 在便携式设备和大型数据中心中,功耗管理是至关重要的设计约束。本章介绍从架构到门级的低功耗实现技术。 功耗分解与测量: 理解动态功耗(开关功耗)和静态功耗(漏电功耗)的来源与计算公式,以及如何利用仿真工具进行精确的功耗估算。 时钟门控(Clock Gating)与电源门控(Power Gating): 详细阐述这两种主要的降低动态和静态功耗的技术,包括其硬件实现结构、控制逻辑的正确性,以及引入的额外时序开销。 多电压域与降压技术: 探讨在同一芯片上划分不同电压域(Multiple Voltage Domains)以适应不同速度模块的需求,并介绍异步跨域交互的鲁棒设计方法。 第三部分:系统级验证与调试方法论 本部分聚焦于如何构建一个高效、可复用的验证环境,并掌握面对复杂故障时的系统化调试流程。 第七章:面向验证的硬件描述语言(HDL)实践 本章强调编写可测试的代码的重要性,以及如何使用面向对象和面向硬件的编程特性来提高验证效率。 可测试性设计(DFT)导论: 介绍扫描链(Scan Chain)的插入和测试向量(Test Vectors)的生成原理,确保芯片在制造后能被充分测试。 激励生成与检查机制: 介绍基于随机激励和参考模型(Reference Model)的验证方法,以及如何设计高效的断言(Assertions)来实时监控电路行为。 覆盖率驱动的验证: 解释功能覆盖率(Functional Coverage)和代码覆盖率(Code Coverage)在衡量验证充分性中的作用,以及如何利用覆盖率报告来指导后续的测试用例开发。 第八章:故障定位与系统调试的实践指南 当系统在原型板上或现场出现问题时,快速准确地定位故障源是工程师的核心能力。 故障隔离与缩小范围: 建立一种自顶向下、逐步深入的故障排除流程,从检查外部环境(电源、时钟)开始,逐步深入到模块级和寄存器级。 逻辑分析仪与示波器的正确应用: 讲解如何根据信号的性质(数字/模拟、高频/低频)选择合适的工具,并掌握触发条件的设置技巧,以捕获偶发性或时序相关的瞬态故障。 片上调试(On-Chip Debugging)接口: 介绍JTAG、Boundary Scan等标准接口在系统级边界测试和内核调试中的应用,以及如何利用这些接口读取寄存器状态和控制核心模块的运行。 本书的独特价值在于,它提供的是一套通用的电子系统思维框架,而非特定电路的“说明书”。通过对基础物理、系统结构、时序逻辑和验证流程的全面覆盖,读者将具备强大的能力去理解、设计和解决任何现代电子系统中所遇到的挑战。

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读后感

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用户评价

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这本书最大的亮点在于其“实战性”。作者在讲解理论知识的同时,非常注重培养读者的实际操作能力。他不仅给出了大量的电路图示例,而且还会分析这些电路图的实际应用场景。比如,在讲解计数器时,他会分析计数器在数字显示、频率测量等方面的应用。更难得的是,书中还提供了一些简单的实验项目,并且给出了详细的搭建步骤和调试方法。 我按照书中提供的实验项目,用几个基本的逻辑门芯片和LED灯搭建了一个简单的电子骰子。看着LED灯随机闪烁,然后停在某个数字上,那种成就感是难以言喻的。这本书让我明白,数字电路并不是遥不可及的科学,而是可以通过动手实践来掌握的技能。而且,在实验过程中,我也遇到了很多问题,但书中提供的调试技巧和故障排除方法,都给了我很大的帮助。

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我一直觉得,学习电路图是一件很枯燥的事情,尤其是数字电路,充满了各种符号和缩写,让人望而却步。《怎样看懂数字电路图》这本书,却彻底颠覆了我之前的想法。作者用非常生动有趣的方式,将原本抽象的概念变得具象化。他用了很多生活中常见的例子来类比电路元件的功能,比如用“自来水龙头”来比喻“开关”,用“储水池”来比喻“电容器”。 而且,这本书的排版设计也非常好。图文并茂,大量的插图清晰明了,并且在关键的地方标注了重点。我尤其喜欢作者在讲解逻辑门电路时,使用的那种“流程图”式的解释方法。他会一步一步地展示信号如何在电路中传递,以及最终产生什么样的输出。这种方式,让我非常容易理解复杂的逻辑关系。

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我一直对电子技术充满热情,但苦于没有一个好的入门指导。《怎样看懂数字电路图》这本书,正好满足了我的需求。作者在讲解过程中,非常注重培养读者的“全局观”,他会引导我们理解电路图的整体结构,而不是仅仅关注局部的细节。他会告诉我们,一张完整的电路图,就像是一个完整的系统,每一个部分都有其特定的功能和作用。 我尤其喜欢作者在讲解“时序电路”时,那种循序渐进的思路。他从最简单的“时钟信号”讲起,然后逐步引入“触发器”,最后讲解如何用触发器构建“计数器”和“移位寄存器”。他还会分析这些时序电路在实际应用中的作用,比如在计算机的存储单元、控制器等方面。这种方式,让我能够将抽象的理论与实际应用联系起来,从而更好地理解数字电路的魅力。

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这本书最让我感到惊喜的是,它成功地将那些看似枯燥乏味的数字电路知识,变得生动有趣。作者在讲解每一个概念的时候,都会用一些生动形象的比喻,或者是一些生活中的例子来辅助说明。比如,在讲解“总线”的时候,他把它比作一条“信息高速公路”,各种信息在上面来回穿梭。这种方式,一下子就让那些抽象的概念变得具象化,我不再感到枯燥,而是充满了好奇心。 而且,作者在讲解的逻辑性和结构性上做得也非常棒。他从最基础的二极管、晶体管开始,然后逐步深入到各种逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路,最后甚至涉及到一些简单的微处理器结构。每一步的讲解都非常清晰,不会跳跃。我之前看过的很多书,总是喜欢跳来跳去,让人感到非常困惑。这本书的结构非常完整,就像一个循序渐进的学习路径,让我可以一步一步地深入。

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我特别喜欢作者在讲解组合逻辑电路那一部分的处理方式。他没有一开始就抛出复杂的布尔代数表达式,而是从最简单的“或门”、“与门”、“非门”开始,一步一步地讲解它们的真值表和逻辑功能。然后,他会用实际的例子来演示这些门电路是如何组合起来实现更复杂的逻辑运算的。比如,他用一个简单的例子解释了如何用基本门电路构建一个半加器,还配上了清晰的逻辑图和时序图。我之前一直觉得这些逻辑电路非常抽象,看了这本书之后,我才恍然大悟,原来它们是这样工作的,而且非常巧妙。 更难得的是,作者在讲解中穿插了许多“调试技巧”和“故障排除”的建议。他会告诉我们,当电路不工作时,应该从哪些地方入手检查,哪些地方是最容易出错的。比如,他提到要检查电源是否连接正确,元件的极性是否颠倒,焊接是否牢固等等。这些实用的建议,对于像我这样动手能力不是很强的人来说,简直是救命稻草。很多时候,我们只是因为一个小小的疏忽,就导致整个电路无法正常工作,而这本书恰好点拨了这些关键点。

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我之前接触过一些关于数字电路的书籍,但很多都显得过于理论化,或者说,它们更多的是在讲解“是什么”,而不是“怎么看”。而《怎样看懂数字电路图》这本书,顾名思义,它的核心就是“看懂”。作者在讲解的过程中,非常注重培养读者的“看图能力”。他会引导我们分析图中的每一个符号代表的意义,理解它们之间的连接关系,以及这些连接所表达的电路功能。 比如,在讲解时序电路时,作者并没有上来就讲复杂的触发器和状态机,而是从最简单的“非门振荡器”开始,讲解时钟信号的作用。然后,他逐步引入JK触发器、D触发器等,并且用非常直观的方式解释了它们的状态转移和输出变化。书中还提供了很多实例,比如如何用触发器构建计数器,如何用移位寄存器实现数据传输。这些例子让我觉得,数字电路的学习不再是枯燥的理论堆砌,而是可以用来解决实际问题的有力工具。

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我一直对电子产品充满好奇,总想弄明白它们是怎么工作的。但每次看到那些电路板上的密密麻麻的导线和元件,我就感到无从下手。《怎样看懂数字电路图》这本书,就像是一把钥匙,为我打开了数字电路的大门。作者并没有一开始就用晦涩难懂的专业术语,而是从非常基础的概念讲起,并且用很多形象的比喻来辅助说明。 我印象最深刻的是,作者在讲解“门电路”的时候,用“开关”来比喻。他说,非门就像是一个“反向开关”,输入高电平就输出低电平,输入低电平就输出高电平。与门就像是一个“串联开关”,只有两个开关都闭合,灯才会亮。或门就像是一个“并联开关”,只要有一个开关闭合,灯就会亮。这种比喻非常形象,让我一下子就理解了这些基本门电路的功能。

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我之前尝试过学习数字电路,但总是被那些复杂的公式和晦涩的术语弄得头晕脑胀。偶然的机会,我发现了《怎样看懂数字电路图》这本书,它彻底改变了我对数字电路的看法。作者的讲解方式非常独特,他没有上来就讲复杂的理论,而是从最基础的“信号”概念开始,并且用非常形象的比喻来辅助说明。 我印象最深刻的是,作者在讲解“门电路”的时候,用“逻辑运算”来类比。他说,与门就像是“同时成立”,非门就像是“反向”,或门就像是“至少一个成立”。这种比喻非常贴切,让我一下子就理解了这些基本门电路的功能。而且,书中还配有很多清晰的逻辑图和真值表,让我能够直观地理解这些逻辑关系。

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我一直认为,学习任何一门技术,都离不开实际操作和实践。这本书在这方面做得非常出色。除了理论讲解,书中还提供了很多“动手实践”的建议,甚至给出了一些非常简单的、可以用家用电器零件搭建的电路模型。虽然这些模型很简单,但它们能够帮助我们把书本上的知识转化为实际的感受。我按照书中的指导,用几个LED灯和一些基本的逻辑门芯片搭了一个简单的流水灯电路,看到LED灯按照我预期的顺序闪烁,那种成就感是无法言喻的。 而且,作者在讲解过程中,非常注重逻辑的清晰性和递进性。他不会一下子就把所有的知识点都抛出来,而是循序渐进,层层递进。每学习一个新的概念,都会和之前学过的知识联系起来,形成一个完整的知识体系。这种教学方式,让我感觉学习过程非常顺畅,不会感到迷茫或者不知所措。我之前看过的很多资料,都喜欢把所有东西都堆在一起,让人不知从何下手。

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这本书的名字是《怎样看懂数字电路图》,我一直对电子技术很感兴趣,但总是被那些复杂的电路图弄得晕头转向。拿到这本书之后,我抱着试试看的心态翻开了它。首先,这本书的排版和字体我都觉得很舒服,不是那种死板的教科书样式,看起来比较轻松。作者在开篇就用非常形象的比喻来解释一些基础的概念,比如把电路比作一条河流,电流就是水流,电阻就是狭窄的河道,等等。这种方式一下子就拉近了我和电路图的距离,不再觉得它们那么高不可攀。 在讲解基础元件的时候,作者并没有像很多书一样直接给出一堆公式和定义,而是先介绍了这些元件在实际生活中的应用,比如晶体管是数字电路的“开关”,电阻是“限流器”,电容是“储能器”。这些贴近生活的例子让我更容易理解它们的功能和作用。然后,他才慢慢深入到符号的含义、引脚的定义,以及它们在不同电路中的组合方式。让我印象深刻的是,书中用了大量的图例,而且这些图例都非常清晰,甚至在一些关键节点标注了电压和电流的变化,这对于初学者来说简直是福音。我之前看过的很多资料,图都含糊不清,要么就是过于简化,根本看不出实际的意义。

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