具体描述
本书分为模拟篇、数字篇、遥控篇和实用电路篇。
模拟篇主要介绍模拟电路的一般原理、通用型模拟集成电路以及特殊模拟集成电路的应用。
数字篇主要介绍一些实用的中大规模集成电路和功能器件及其应用。
遥控篇介绍采用“码分制”方式的超声波、无线电波、音频信号、红外信号等新型遥控电路及其应用。
实用电路篇主要结合前几篇的内容，介绍一些实用的测量、控制、遥控、报警等电路的设计与制作方法及印刷电路板的相关知识。
本书是在《实用数字电路原理与设计速成》、《实用模拟电路原理与设计速成》、《实用遥控电路原理与设计速成》三本书的基础上重新调整结构，进行整合修订，并增加了部分实例。本书可作为具备一些电子技术基础的电子爱好者进一步学习的资料，还可作为电类理工科学生以及从事电子技术应用的技术人员的学习资料。
探寻电路的奥秘：一部关于数字逻辑与微控制器应用的深度指南 （图书名称：非《实用电子线路设计速成》） 本书旨在为电子工程、计算机科学专业的学生以及致力于提升实践技能的工程师们提供一套系统、深入且高度实用的数字逻辑设计与微控制器应用知识体系。我们摒弃了冗长乏味的理论堆砌，转而聚焦于如何将晦涩的电子原理转化为可执行、可调试的实际项目。本书内容精炼，侧重于“理解核心概念”和“快速上手实践”，确保读者在最短时间内构建起扎实的理论基础与宝贵的工程经验。 第一部分：数字逻辑与基础硬件构建 本部分是理解现代电子系统的基石。我们从最基本的电子元件出发，逐步深入到复杂的逻辑组合。 第一章：电子学基础概念的工程化视角 本章不进行冗余的物理定律推导，而是直接阐述在数字电路设计中，工程师必须掌握的关键参数和设计约束。我们将详细探讨： 元器件的实际特性： 重点分析电阻、电容和电感在高速和低功耗应用中的非理想行为，例如等效串联电阻（ESR）和寄生电容的影响。 电源完整性（PI）的初步概念： 讲解去耦电容的选取原则，以及如何通过PCB布局设计来最小化电源噪声对数字信号的干扰。 信号完整性（SI）的初探： 介绍上升沿、下降沿时间与信号传输线模型的关系，为后续的高速设计打下基础。 第二章：组合逻辑与时序逻辑的实践应用 本章是数字电路设计的核心。我们不满足于简单的真值表分析，而是聚焦于如何高效地实现逻辑功能。 布尔代数与逻辑优化： 深入讲解卡诺图（K-Map）在多变量逻辑化简中的高效应用，以及使用逻辑门（NAND/NOR）构建基本逻辑电路的最佳实践。 标准逻辑器件的应用： 详细介绍TTL和CMOS系列标准芯片（如74HC/LS系列）的引脚功能、扇入扇出限制和逻辑电平转换技巧。 组合逻辑核心模块设计： 详细讲解如何从零开始设计和仿真加法器（半加器、全加器、多位加法器）、编码器、译码器和多路复用器的实际电路结构。 时序逻辑元件： 深入分析锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop，如D型、JK型）的工作原理，尤其强调时钟沿的触发机制和毛刺（Glitch）的抑制方法。 寄存器与计数器设计： 讲解如何利用触发器构建移位寄存器、环形计数器和任意模计数器，并结合实际案例展示其在数据暂存和波形生成中的作用。 第三章：可编程逻辑器件（FPGA/CPLD）的入门与HDL基础 本部分将读者的焦点从离散逻辑门转移到基于硬件描述语言（HDL）的系统级设计。 FPGA架构概述： 简要介绍查找表（LUT）、触发器、块RAM（BRAM）和数字信号处理模块（DSP Slice）的基本结构，让读者理解硬件资源是如何被抽象化的。 VHDL/Verilog 语言精选： 专注于实现数字逻辑所必需的语法结构。重点讲解`process`、`assign`语句、数据类型（`std_logic`, `std_logic_vector`）以及如何编写可综合的代码。 行为级到RTL级的转换： 通过具体例子（如设计一个简单的状态机），演示如何将高级行为描述自动映射到寄存器传输级（RTL）电路，强调时序约束的重要性。 基础综合与仿真流程： 介绍使用主流EDA工具（如Xilinx Vivado或Intel Quartus）进行项目创建、代码综合、静态时序分析（STA）的基础步骤，以及如何使用Testbench进行功能验证。 第二部分：微控制器核心技术与嵌入式系统实践 本部分将理论知识应用于现代嵌入式系统的核心——微控制器。本书选择主流的32位架构作为教学载体，强调寄存器级操作和底层驱动开发。 第四章：微控制器硬件架构解析 本章深入剖析现代高性能微控制器的内部结构，超越简单的“输入输出”概念。 CPU核心结构： 讲解精简指令集计算（RISC）的优势，重点分析流水线（Pipeline）如何提高执行效率，以及中断向量表和特权级别在系统安全中的作用。 存储器映射与总线结构： 阐述内存映射I/O的工作原理，解释如何通过特定的内存地址访问和配置外设寄存器。 时钟系统与复位机制： 详细解析内部振荡器（RC）、外部晶振电路（Crystal/Ceramic Resonator）的选择与配置，以及电源启动（POR）和看门狗（WDT）在系统可靠性中的角色。 第五章：基础外设的寄存器级驱动 本章是提升嵌入式能力的决定性环节，所有外设驱动均基于直接的寄存器读写操作，避免过度依赖高级库。 通用异步收发传输器（UART）： 讲解波特率的计算公式，以及如何配置数据位、停止位、奇偶校验位。通过直接操作TX/RX数据寄存器和状态寄存器，实现可靠的串口通信。 通用定时器（Timer/Counter）： 深入探讨定时器的四种主要工作模式：输入捕获、输出比较、脉冲宽度调制（PWM）和基本定时。重点讲解如何利用预分频器和自动重载寄存器实现精确的周期控制。 模数转换器（ADC）与数模转换器（DAC）： 讲解SAR（逐次逼近寄存器）ADC的工作流程，包括采样定理的实际应用、参考电压的选择，以及多通道扫描模式的配置。 第六章：中断驱动与实时系统概念 实时响应是嵌入式系统的生命线。本章聚焦于如何构建高效、可预测的事件驱动系统。 中断控制器（NVIC）管理： 详细介绍中断优先级分组、嵌套中断处理流程以及中断服务程序（ISR）的最佳编写规范（如最小化ISR执行时间）。 DMA（直接内存存取）的应用： 讲解DMA控制器如何接管CPU与高速外设之间的数据搬运工作，实现“零CPU干预”的数据传输。通过DMA配置外设到内存的传输，对比其与轮询模式的效率差异。 实时性分析的初步： 介绍任务调度、上下文切换的概念，并探讨如何通过软件设计（如事件标志位和信号量）来避免竞态条件（Race Condition）和死锁（Deadlock）。 结语：从理论到工程实践的桥梁 本书的最终目标是培养读者“看到原理图就能想象出信号流，读到数据手册就能配置寄存器”的能力。所有理论讲解都辅以精心设计的、可复现的硬件实验流程。通过本书的学习，读者将能够自信地驾驭数字逻辑的底层控制，并独立完成复杂的嵌入式系统原型开发。
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