单片微型计算机原理与应用

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出版者:华中理工大学出版社
作者:胡乾斌
出品人:
页数:316 页
译者:
出版时间:1997年01月
价格:23.6
装帧:平装
isbn号码:9787560914916
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机
  • 单片机
  • 微型计算机
  • 原理
  • 应用
  • 电子技术
  • 嵌入式系统
  • 数字电路
  • 汇编语言
  • 8051
  • STC
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具体描述

探秘微观世界的奥秘:一部关于集成电路的深度解析 本书并非关于单片微型计算机及其应用,而是将带领读者深入探索一个更为基础却同样引人入胜的领域——集成电路(Integrated Circuit,简称IC)。我们将一起揭开这些微小硅片上错综复杂电子元件的制造秘密,理解它们如何协同工作,从而驱动着现代科技的飞速发展。 从原材料的提炼到精密器件的构建 故事的开端,我们将从纯净的硅砂开始。本书将详细介绍如何将普通的硅砂提炼成具有半导体特性的高纯度硅晶体,这是整个集成电路产业的基石。我们将探讨硅晶体生长过程中涉及到的高温冶炼、提纯以及晶锭的切片工艺。 接着,我们将进入更为精细的制造环节。本书将生动地描绘光刻(Photolithography)这一集成电路生产中最具决定性的技术。读者将了解到,如何利用掩模版(Mask)和紫外光,将精密的电路图案一层一层地“印刻”在硅片表面。这一过程的精度要求达到纳米级别,是现代制造业的巅峰之作。我们将深入解析光刻胶(Photoresist)的化学特性,以及显影(Developing)和蚀刻(Etching)等关键步骤,它们如何精确地塑造出晶体管、电阻、电容等基本电子元件。 晶体管:集成电路的灵魂 本书的重点将集中在集成电路的核心——晶体管(Transistor)的原理。我们将详细阐述不同类型的晶体管,如双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)和金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)的工作原理。通过深入的物理学解释和简明的电路分析,读者将理解晶体管是如何作为“开关”和“放大器”,成为构成复杂逻辑电路的基础单元的。我们将探讨其内部的PN结、沟道、栅极等关键结构,以及它们如何通过电信号的控制实现信息的传递与处理。 构建数字世界的基石:逻辑门与存储单元 在掌握了晶体管的基本原理后,本书将进一步探讨如何将这些微小的“开关”组合成更复杂的逻辑电路。我们将逐一介绍最基本的逻辑门,如“与”(AND)、“或”(OR)、“非”(NOT)门,以及由它们衍生出的“与非”(NAND)、“或非”(NOR)、“异或”(XOR)门。通过这些逻辑门的组合,我们可以实现复杂的计算和决策功能。 本书还将深入讲解集成电路中存储单元(Memory Cell)的设计与工作原理。无论是用于暂时存放数据的SRAM(Static Random-Access Memory),还是用于非易失性存储的DRAM(Dynamic Random-Access Memory)、Flash Memory,我们将详细解析它们的电路结构和读写机制。读者将理解数据是如何在这些微小的存储单元中被编码、存储和读取的,为信息时代的到来奠定理论基础。 互连线:信息高速公路的构建 集成电路的强大并非仅仅在于构成元件的数量,更在于这些元件之间如何被高效地连接起来。本书将详细介绍集成电路中的互连线(Interconnect)技术。我们将探讨多层金属布线(Multilayer Metal Interconnect)是如何实现的,以及铜(Copper)和铝(Aluminum)等金属材料在互连线中的作用。我们将分析信号在互连线中传输时遇到的电阻和电容效应,以及如何通过优化布线设计来提高信号传输速度和降低功耗。 封装与测试:从硅片到成品 当硅片上的电路设计完成后,接下来的关键步骤是将这些脆弱的硅片转化为可以实际使用的电子元件。本书将详细介绍封装(Packaging)技术,包括引线键合(Wire Bonding)、倒装芯片(Flip-Chip)等工艺,以及各种封装形式,如DIP、SOP、QFP、BGA等,它们如何保护芯片免受物理损坏,并提供与外部电路的连接接口。 最后,我们还将探讨测试(Testing)的重要性。本书将介绍集成电路在生产过程中进行各种功能测试和可靠性测试的流程,确保每一个出厂的芯片都符合设计规范,能够稳定可靠地工作。 展望:微观世界的无限可能 通过对集成电路制造工艺、基本原理以及核心构成单元的深入解析,本书旨在为读者构建一个清晰而全面的集成电路知识体系。这不仅仅是对一种技术的理解,更是对现代电子信息产业基石的认知。从智能手机到超级计算机,从医疗设备到航空航天,集成电路无处不在,它们是现代文明不可或缺的驱动力。本书将带领您一窥这些微观世界的神奇,激发您对未来科技发展的无限遐想。

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这本书的排版和装帧实在是让人眼前一亮。拿到手里,首先感受到的是那种厚重而扎实的质感,封面设计简约而不失专业性,那种略带磨砂的触感让人爱不释手。内页的纸张质量也相当不错,印刷清晰,字号适中,即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。更值得称赞的是其章节布局,逻辑性极强,从基础概念的引入到复杂系统的剖析,层层递进,过渡自然。图文并茂的展示方式,尤其是那些精心绘制的原理框图和电路示意图,简直是教科书级别的典范。我特别喜欢它在关键概念旁标注的“思考题”和“拓展阅读”建议,这极大地激发了我的自主学习欲望。每完成一个小节的学习,我都忍不住停下来,对照着书中的插图,在草稿纸上勾勒出自己的理解框架。这种沉浸式的阅读体验,让枯燥的技术学习过程变得生动有趣起来,感觉自己不是在啃一本教材,而是在和一位经验丰富的工程师进行面对面的深入交流。这本书在细节处理上的用心程度,足以让任何一位对技术有要求的读者感受到它的价值。

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我不得不提一下这本书在理论深度上的把握,简直是教科书级的精准和平衡。它没有陷入那种堆砌概念、让人望而生畏的泥潭,也没有流于表面、泛泛而谈的肤浅。作者显然对微型计算机的底层逻辑有着深刻的洞察力,无论是数据通路、指令集架构的演变,还是中断和定时器的精妙设计,都被拆解得丝丝入扣。尤其是在讲解汇编语言与硬件接口的部分,它没有简单地罗列寄存器名称,而是深入剖析了为什么需要这些寄存器,它们是如何协同工作的,这种“知其所以然”的讲解方式,对于我这种希望构建扎实基础的学习者来说,无疑是醍醐灌顶。我过去总是在理解一些复杂的时序图时感到吃力,但这本书用简洁明了的语言和配合得当的时序图例,让我瞬间茅塞顿开。它真正做到了将复杂的“黑箱”打开,让我们得以窥见芯片内部的脉动,这种对核心原理的透彻阐释,是很多同类书籍所欠缺的。

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说实话,我当初选择这本书是抱着试一试的心态,因为市面上很多应用型的书籍往往只停留在“怎么用”的层面,缺乏对“为什么这样用”的解释。然而,这本书在“应用”这一块的表现,完全超出了我的预期。它提供的实验案例并非那种陈旧的、与现代技术脱节的演示程序,而是紧密结合了当前工业界常见的一些应用场景。比如,在处理实时数据采集和电机控制的章节中,它不仅给出了硬件连接图,更重要的是,详细剖析了在实际工程中如何进行资源分配、如何优化代码执行效率、如何应对电磁干扰等实际问题。这些“野路子”的经验被系统地纳入教材体系中,这对于我们这些希望将理论知识转化为生产力的人来说,价值是无可估量的。每一次成功跑通书中的一个高级应用实例,都给我带来了巨大的成就感,仿佛真的掌握了一门实用的手艺。

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关于配套资源和学习支持方面,这本书也做得相当到位,让人感觉这不是一本孤立的出版物。我发现它在配套的在线资源库中提供了大量的源代码示例和设计参考文件,这些文件组织得井井有条,可以直接用于学习和修改。特别是书中一些复杂的时序图和寄存器映射表,作者贴心地提供了高清可下载的版本,这在实际调试硬件时简直是救命稻草,不需要对着书本上的小图费力辨认。此外,书中引用的参考标准和协议文档也大多标注了来源,方便我们追溯到最原始、最权威的资料。这种“一站式”的学习支持体系,极大地降低了自学过程中的摩擦力,让学习过程更加顺畅和高效。这种对读者学习路径的全面考虑,显示出作者团队远超一般教材编写者的责任心和前瞻性。

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这本书的叙述风格非常独特,带着一种特有的、老派工匠般的严谨和一丝不苟。文字风格极其正式,用词精准,几乎找不到任何可以被误解的歧义之处。如果说有些技术书籍像是一场轻松的下午茶,那么这本书就像是一场庄重的学术报告会,它要求读者拿出百分之百的专注度去对待每一个词句。对于习惯了网络化、碎片化信息获取的年轻读者来说,一开始可能会觉得有些门槛,需要静下心来啃读。但我发现,一旦你适应了这种节奏,你就会发现这种严谨性带来的安全感。它很少使用口语化的表达来“稀释”专业概念,而是直接给出最准确的定义和最严密的逻辑推导。这种毫不妥协的专业态度,是这本书最宝贵的财富之一,它教会的不仅仅是知识,更是一种对待工程问题的正确态度。

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