模拟与数字电路(普通高等院校电子信息类系列教材)

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出版者:人民邮电出版社
作者:宁帆
出品人:
页数:319 页
译者:
出版时间:2009年
价格:35.0
装帧:平装
isbn号码:9787871151932
丛书系列:
图书标签:
  • 电路
  • 模拟电路
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具体描述

好的,这是一本聚焦于《应用型嵌入式系统设计与实践》的图书简介,旨在为工程技术人员和高年级本科生提供一套面向实际项目、强调软硬件协同设计的深入指南。 --- 应用型嵌入式系统设计与实践 面向物联网(IoT)、工业控制与智能设备开发的核心技术手册 图书简介 在当今万物互联的时代,嵌入式系统已不再是单一的微控制器应用,而是支撑智能制造、智慧城市、可穿戴设备乃至自动驾驶汽车等前沿技术的核心基石。本书《应用型嵌入式系统设计与实践》正是为应对这一复杂的工程需求而编写。它摒弃了纯粹的理论推导,转而聚焦于如何高效、可靠地将理论知识转化为具有实际市场价值的工程产品。 本书的目标读者群体包括:寻求系统化知识体系的电子信息类专业高年级学生、希望快速掌握主流嵌入式平台并投入工业界工作的初中级工程师,以及需要进行技术升级和项目迭代的研发人员。 全书内容架构遵循“平台选型 $ ightarrow$ 硬件基础 $ ightarrow$ 实时内核 $ ightarrow$ 驱动开发 $ ightarrow$ 复杂功能实现 $ ightarrow$ 性能优化与调试”的工程实践路径,确保读者学完后具备独立完成中小型嵌入式产品原型开发的能力。 --- 第一部分:现代嵌入式系统平台概览与选型 本部分旨在帮助读者建立对当前嵌入式生态的宏观认知,并掌握项目初期至关重要的平台选择能力。 1.1 嵌入式系统的发展脉络与当前挑战: 深入剖析从8位/16位单片机到高性能多核SoC(System on Chip)的演进过程。重点讨论当前嵌入式领域面临的几大挑战:功耗约束下的性能提升、复杂操作系统的实时性保障、以及日益严峻的网络安全问题。 1.2 核心处理器架构对比分析: 详细对比当前主流的CPU/MCU架构,包括ARM Cortex-M系列(适用于资源受限场景)、Cortex-A系列(适用于需要运行Linux等复杂操作系统的场景),以及新兴的RISC-V架构的特点、优势和适用领域。我们不只是罗列参数,更会提供基于功耗预算和处理速度需求的项目选型决策树。 1.3 存储器系统与总线接口设计: 探讨片上存储(SRAM、Flash、EEPROM)的读写时序和生命周期管理。深入解析片间和片内通信机制,如SPI、I2C、UART的标准应用和高速差异。尤其关注DMA(直接内存存取)在提升系统吞吐量中的关键作用及配置要点。 --- 第二部分:底层驱动与硬件交互(以主流RTOS和Linux平台为例) 这是本书的核心实践部分,重点在于如何与硬件寄存器高效对话,为上层应用搭建稳定可靠的运行环境。 2.1 裸机编程与启动流程剖析: 以C语言为基础,详细解析微控制器(MCU)的启动代码(Startup Code)执行流程,包括堆栈初始化、中断向量表设置和系统时钟的配置。通过实例展示如何手工点亮第一个LED,理解底层寄存器操作的本质。 2.2 实时操作系统(RTOS)的选型与高效应用: 本书选取FreeRTOS或RT-Thread作为核心示例平台。内容覆盖任务管理(创建、调度、优先级反转避免)、信号量、互斥锁和消息队列的正确使用范式。重点讲解如何设计临界区以保证数据一致性,并分析上下文切换的开销。 2.3 Linux内核驱动开发基础(针对SoC应用): 针对需要运行Linux的应用(如网络设备、高性能数据采集),系统讲解设备树(Device Tree, DT)的编写与解析,以及如何开发字符设备驱动。内容包括驱动的注册/注销、`file_operations` 结构体的实现,以及用户空间与内核空间的数据交互机制(如`ioctl`和`mmap`)。 2.4 关键外设驱动的实现与优化: 提供大量实际工程案例,涵盖: 定时器/计数器: 实现精确的周期性任务和脉冲测量。 模数/数模转换(ADC/DAC): 采样率、精度与噪声抑制的平衡策略。 通信接口深度应用: 例如,构建一个可靠的CAN总线通信模块或高速的USB虚拟串口。 --- 第三部分:网络、数据与系统集成 现代嵌入式系统几乎都与网络或数据处理相关联。本部分关注如何实现稳定、安全的数据通信和系统级的集成。 3.1 嵌入式网络协议栈(TCP/IP): 介绍LwIP或其他轻量级网络协议栈的集成方法。深入分析Socket编程在嵌入式环境下的限制与优化,如何使用MQTT、CoAP等轻量级协议进行IoT数据上报。 3.2 文件系统与数据持久化: 讲解嵌入式系统中常用的FATFS、JFFS2或UBIFS文件系统的选型与移植。重点讨论Flash存储器的磨损均衡(Wear Leveling)机制,以及如何设计断电保护机制来保证关键配置数据的完整性。 3.3 低功耗设计与电源管理: 这是对产品化至关重要的一环。详细介绍如何利用MCU的休眠、深度睡眠模式(Stop/Standby Mode)。通过实例分析系统唤醒源的管理,以及如何通过硬件和软件协同,将待机电流降低至微安级别。 3.4 嵌入式系统的调试、测试与质量保障: 超越简单的串口打印。介绍JTAG/SWD调试工具的高级用法,如何使用逻辑分析仪或示波器进行时序验证。探讨软件调试的环回测试(Loopback Test)、内存泄漏检测和栈溢出监控等工程化调试手段。 --- 本书特色与工程价值 1. 项目驱动案例库: 书中所有理论讲解都紧密围绕一个贯穿全书的综合性项目展开(例如,一个基于STM32或树莓派的工业传感器数据采集与云端同步系统)。 2. 平台中立性与通用性: 尽管使用特定芯片进行演示,但核心的设计理念和驱动框架遵循行业最佳实践,便于读者迁移到其他兼容架构上。 3. 软硬件协同思维: 强调硬件设计(如PCB布局对信号完整性的影响)如何反作用于软件驱动的稳定性和性能,培养工程师全面的系统观。 通过研读《应用型嵌入式系统设计与实践》,读者将不仅掌握“如何写代码”,更能理解“为什么这样设计”,从而跨越理论到工程实践的鸿沟,成为具备快速交付能力的嵌入式系统开发者。

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读后感

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用户评价

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《模拟与数字电路(普通高等院校电子信息类系列教材)》这本书,我用了大约一个学期的时间来断断续续地阅读和思考。总体来说,它给我一种“扎实”的感觉,没有那些花哨的理论,直奔主题,将最核心的知识点一一呈现。我印象最深刻的是书中关于数字逻辑设计的部分,特别是时序逻辑电路的讲解。从触发器到寄存器,再到计数器,每一种电路的构建原理和工作流程都阐述得相当清晰。书中的卡诺图化简方法,虽然一开始觉得有点机械,但随着案例的增多,逐渐体会到其简化逻辑表达式的强大威力。让我受益匪浅的是,书中不仅讲解了理论,还穿插了不少实际应用案例,比如如何用逻辑门搭建一个简单的加法器,或者如何设计一个简单的状态机。这些案例让我不再觉得数字电路只是枯燥的符号和公式,而是真正能够实现功能的“大脑”。同时,在模拟电路部分,我对滤波器和振荡器的原理有了更深的理解。书中关于不同类型滤波器的特性分析,以及如何根据需求选择合适的滤波器,给了我很大的启发。还有那些经典的振荡电路,比如RC振荡器和LC振荡器,其产生周期性信号的机制,让我对信号的生成有了全新的认识。这本书就像一个经验丰富的老工程师,耐心地指导你如何一步步构建和理解复杂的电子系统。

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从我个人的角度来看,《模拟与数字电路(普通高等院校电子信息类系列教材)》这本书,更像是一本“实战手册”。它并没有过多地强调理论上的“高深莫测”,而是更注重于如何将这些理论转化为实际的电路设计和应用。书中对各种集成电路(IC)的应用,如逻辑门芯片、运算放大器芯片等,都有非常详尽的介绍。我印象特别深刻的是,书中给出了不少使用这些芯片构建小型数字逻辑系统的例子,比如如何设计一个简单的控制电路,或者如何构建一个数据选择器。这让我感觉,我不仅仅是在学习理论,更是在学习如何“搭建”实际的电子产品。在模拟电路方面,书中对信号完整性和噪声抑制的初步探讨,也让我意识到,在实际的电路设计中,除了理论上的正确,还需要考虑很多工程上的细节。那些关于PCB布局和布线对信号质量的影响的提示,对于我未来参与实际项目非常有价值。总的来说,这本书提供了一个非常好的起点,让我能够理解电子电路的基本工作原理,并为我日后深入学习更复杂的电子系统打下了坚实的基础。

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作为一个初次接触模拟与数字电路的学生,拿到这本《模拟与数字电路(普通高等院校电子信息类系列教材)》时,内心是既期待又有点忐忑的。这本书在我看来,就像是一扇通往电子世界的大门,而我,正站在门前,准备探寻其中的奥秘。翻开书的第一页,就被其严谨的排版和清晰的逻辑所吸引。虽然内容我还没有完全消化,但能感受到作者在编写过程中付出的心血。那些复杂的公式和图表,一开始确实让我有些头疼,需要反复咀嚼才能理解其中的含义。尤其是在涉及到晶体管的各种工作模式时,我花了相当长的时间来梳理和记忆。书中的例子分析非常详细,每一个步骤都解释得很到位,这对于我这样的初学者来说,简直是雪中送炭。我特别喜欢书中关于模拟电路部分对各种放大器原理的讲解,从最基础的共射放大到差分放大,再到多级放大,层层递进,让我对信号的放大过程有了初步的认识。虽然离完全掌握还有很长的路要走,但至少我现在知道,一个简单的信号经过电路的“洗礼”,可以变得更加强大。同时,书中对数字电路的介绍也让我眼前一亮,尤其是逻辑门电路的组合,如何构建出各种复杂的逻辑功能,这让我看到了电子世界的一面“逻辑之美”。我期待着在后续的学习中,能够更加深入地理解这些概念,并尝试将其应用到实际的电路设计中去。

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《模拟与数字电路(普通高等院校电子信息类系列教材)》这本书,在我眼中,更像是一份承载着电子工程“基石”的宝典。它并没有试图用华丽的辞藻去包装那些严谨的科学原理,而是以一种朴实无华的方式,将模拟电路和数字电路的核心概念一一呈现。我曾经花了很长时间去理解那些关于半导体器件的物理模型,比如PN结的形成和扩散、漂移等过程。书中对二极管和三极管的各种工作状态的分析,让我对电流和电压是如何在这些器件中流动的,有了更直观的认识。尤其是在学习MOSFET的开关特性时,书中通过大量的图示和表格,详细解释了栅极电压、漏极电流和源极电压之间的关系,这对于我理解数字电路中的开关行为至关重要。同时,在模拟电路部分,我对各种滤波器(低通、高通、带通、带阻)的设计原理有了初步的了解,理解了它们是如何通过改变信号的频率成分来实现特定功能的。这本书的优点在于,它能够让你循序渐进地学习,从最基本的概念出发,逐步构建起复杂的电路知识体系。

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这本《模拟与数字电路(普通高等院校电子信息类系列教材)》带给我的体验,更像是在一本精密的工具书中学习。它不像某些教材那样,充满了大量的人生哲理和宏大的叙事,而是将重点放在了“如何做”和“为什么这么做”上。例如,在讲到运算放大器(Op-amp)时,书中详细列举了其理想模型和实际模型的区别,以及在各种应用电路中,如反相放大器、同相放大器、积分器、微分器等,是如何发挥作用的。每一个电路图都配有详细的推导过程,让你不仅知道结果,更能理解过程。我尤其喜欢书中关于负反馈和正反馈在放大电路中的作用的阐述,这让我明白了为什么负反馈能够稳定电路,而正反馈则可能导致震荡。在数字电路方面,我对串行和并行数据传输的概念有了更清晰的认识,书中通过一些简单的计数器和移位寄存器的例子,生动地展示了这两种数据传输方式的优缺点。此外,书中还涉及了一些基础的数模转换和模数转换的原理,虽然只是初步介绍,但已经让我对接下来的深入学习充满了期待。这本书的语言风格比较直接,很少有含糊不清的地方,对于想要快速掌握核心知识点的读者来说,非常友好。

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