微机原理与接口技术复习指导和习题解答 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京邮电大学出版社

作者:王玉良　等编著

出品人:

页数:196

译者:

出版时间:2006-12

价格:19.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787563513536

丛书系列:

图书标签:

• 微机原理
• 接口技术
• 复习指导
• 习题解答
• 计算机基础
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• 理工科

《数字系统设计与嵌入式系统应用》 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的数字系统设计与嵌入式系统应用的学习路径。它不仅仅是一本理论教材，更是一本强调实践操作和工程思维的指导手册，旨在帮助工程师和技术人员掌握从底层硬件逻辑到复杂系统集成的全过程。本书内容经过精心组织，覆盖了数字电路基础、微处理器架构、硬件描述语言（HDL）应用、嵌入式系统开发流程以及前沿的系统级设计方法。 第一部分：数字逻辑与硬件基础 本书首先从数字逻辑的基础概念入手，夯实读者的理论基础。 布尔代数与逻辑门电路： 详细阐述了布尔代数的基本定理、公理，以及各种基本逻辑门（与、或、非、异或等）的工作原理及其在电路中的实现。通过大量的实例，演示如何使用逻辑表达式进行电路简化，达到优化资源和提高性能的目的。 组合逻辑电路设计： 重点介绍译码器、多路复用器、加法器、比较器等核心组合电路的设计与分析方法。特别深入探讨了如何利用卡诺图（K-map）和Quine-McCluskey方法进行逻辑函数的最优化，并结合实际应用场景，如数据选择与处理模块的构建。 时序逻辑电路： 详尽讲解了触发器（锁存器、D触发器、JK触发器、T触发器）的特性、工作状态和不同模式（同步/异步）。在此基础上，系统地介绍了寄存器、计数器（异步、同步、环形、Johnson计数器）的设计与应用，以及有限状态机（FSM）的建模与实现，包括Mealy和Moore状态机的区别与转换。 半导体器件基础： 简要回顾了CMOS、TTL等主流逻辑系列的基本电气特性，如扇入、扇出、噪声容限等，为后续的实际电路连接与系统集成打下必要的硬件认识基础。 第二部分：微处理器与系统架构 本部分将视角从纯粹的逻辑门提升到包含复杂指令集的系统级抽象层面，深入剖析现代微处理器的工作原理和系统组织结构。 指令集体系结构（ISA）： 探讨RISC与CISC架构的哲学差异与演进，重点分析精简指令集（如MIPS或精简版ARM）的指令格式、寻址模式、数据通路设计。详细解析指令的取指、译码、执行、访存、写回等经典五级流水线的工作流程，并讨论如何通过流水线技术提高CPU的并行度和吞吐量。 存储器系统层次结构： 深入讲解CPU、高速缓存（Cache）、主存（RAM/ROM）和外部存储设备之间的协作关系。重点阐述了Cache的工作原理，包括映射方式（直接映射、全相联、组相联）、替换策略（LRU等）以及写策略（写回、直写），分析缓存命中率对系统性能的关键影响。 中断与异常处理机制： 阐述中断的产生、优先级管理、上下文保存与恢复过程。这是理解实时系统和操作系统内核高效运行的关键。书中通过具体案例展示如何编写高效的中断服务程序（ISR）。 总线结构与通信协议： 详细介绍系统内部的通信骨干——总线。分析了共享总线、仲裁机制（如链式查询、计数仲裁）以及同步/异步总线的工作流程。引入PCIe、AMBA（AHB/APB）等现代系统级总线协议的基本概念，为理解SoC设计提供背景。 第三部分：硬件描述语言与可编程逻辑器件 本部分侧重于使用高级抽象语言进行硬件描述和验证，这是现代数字设计的主流方法。 VHDL/Verilog 语言基础： 系统介绍两种主流硬件描述语言的语法结构、数据类型、并发与顺序语句的使用。重点区分了结构级、数据流级和行为级建模的适用场景。 高级建模技术： 深入讲解如何使用这些语言描述复杂的时序逻辑、状态机和算法单元。强调设计代码必须是“可综合的”，并提供大量关于如何避免不可综合结构（如锁存器、竞态条件）的实践指导。 FPGA与CPLD应用： 介绍可编程逻辑器件（PLD）的内部结构，特别是基于查找表（LUT）的可配置逻辑单元（CLB）和布线资源。指导读者如何将RTL代码映射到FPGA资源上，并分析了时序约束（Timing Constraints）的设置与静态时序分析（STA）的基本概念。 仿真与验证： 强调设计流程中验证的重要性。介绍使用Testbench进行功能仿真、时序仿真，并初步接触硬件验证语言（如SystemVerilog/UVM）的基本思想，确保设计满足功能规格。 第四部分：嵌入式系统集成与实践 本部分将前述的理论知识融会贯通，聚焦于实际嵌入式系统的构建和软件/硬件协同设计。 嵌入式系统概述： 定义嵌入式系统的核心要素——微控制器（MCU）与微处理器（MPU）的区别，阐述实时性、功耗、成本、体积等关键设计约束。 外设接口与驱动： 详细讲解嵌入式系统中常见的关键接口技术： 串行通信： UART/USART（异步串行通信）、SPI（同步外设接口）和I2C（两线总线）的底层协议、时序图和硬件配置。 模数/数模转换（ADC/DAC）： 转换原理、量化误差、采样定理在嵌入式系统中的应用。 定时器/计数器： PWM（脉冲宽度调制）的生成与应用，定时事件的精确控制。 系统启动与固件开发环境： 介绍从复位到操作系统（或裸机程序）开始运行的整个启动序列。指导读者如何搭建跨平台编译环境，使用交叉编译器，并进行固件的烧录和调试。 操作系统在嵌入式中的作用： 简要介绍实时操作系统（RTOS）的概念、任务调度、同步机制（信号量、互斥锁）以及内存管理的基本原理，为理解高级软件运行平台提供基础。 本书通过大量的系统级案例分析（如数据采集系统、简单的控制器设计），引导读者将数字逻辑、处理器原理和接口技术有机结合起来，形成一个完整的嵌入式系统设计思维链条，培养解决复杂工程问题的能力。

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这本书简直是我熬过微机原理那门课的救星！本来以为要跟那些枯燥的指令集、总线时序图搏斗到天荒地老，结果翻开这本书，瞬间感觉豁然开朗。它不像有些教材那样，上来就给你一堆理论，这本书的风格非常亲切，就像一位经验丰富的老师在手把手地教你。它把复杂的概念拆解得特别清晰，比如中断的原理，之前看书看得头大，在这本书里，通过形象的比喻和循序渐进的讲解，我竟然真的理解了CPU是如何响应外部中断的。尤其是那些习题解答，简直是神来之笔。很多我困惑的题目，看它给出的详细步骤和思路，就好像一下子点通了。它不仅仅是给出答案，更重要的是教会我解决这类问题的思考方式。我特别喜欢它针对一些难点问题，会给出多种解法，并且分析每种解法的优劣，这让我对知识的掌握更加灵活和深入。这本书让我从“死记硬背”的状态，变成了“理解消化”，学起来不再那么痛苦，甚至有点小小的成就感。

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对于我这种对硬件操作感觉比较迟钝的人来说，微机原理的课程简直是噩梦。但是，这本书的出现，让我看到了曙光。它非常注重实践性和应用性，将理论知识与实际编程操作紧密结合。在讲解CPU工作原理的时候，它会穿插一些简单的汇编程序示例，让我们能够亲身感受指令的执行过程。而在介绍各种接口技术的时候，它更是提供了详细的实验指导和代码片段，让我能够动手搭建简单的硬件系统，并编写相应的程序来控制它们。这本书的习题解答非常用心，对于一些涉及到硬件调试的题目，它还会给出具体的调试步骤和可能遇到的问题分析，这对于初学者来说，是非常宝贵的经验。我特别喜欢它将一些复杂的硬件接口，比如串口通信，通过图示和实例的方式进行了详细的讲解，让我能够理解数据是如何在设备之间传输的，以及如何通过软件来控制这个过程。

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我对微机原理的理解一直停留在“懂一点点但总觉得缺点什么”的阶段，直到我遇到了这本书。它不仅仅是一本复习指导，更像是一个系统性的知识梳理工具。它能够帮助我把零散的知识点串联起来，形成一个完整的体系。比如，它在讲解汇编语言指令的时候，会非常细致地说明每条指令的执行过程，以及它对寄存器和内存的影响，这让我对程序的运行机制有了更深刻的认识。还有那些关于各种接口芯片的讲解，比如8255A，这本书用了相当多的篇幅去阐述它的工作模式和控制字的设置，并且给出了非常多的实例，让我能够根据实际需求来灵活配置它。最让我受益匪浅的是，这本书在解答习题的时候，不仅仅给出“怎么做”，更强调“为什么这么做”。它会追溯到最根本的原理，让我们理解每个决策背后的逻辑，而不是简单地套用公式。这种深度的讲解，让我真正掌握了这门学科的核心。

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作为一个对微机原理感到头疼的学生，这本书带给我的最大改变是建立自信。以前每次看到那些复杂的时序图和寄存器配置，就觉得脑袋要炸了，但这本书的讲解方式非常友好，它会从最基础的概念开始，一步一步地引导读者去理解。它对于一些容易混淆的概念，比如中断和轮询，会用非常清晰的对比和生动的例子来阐述，让我能够准确地区分它们。这本书的习题解答，我真的要好好夸赞一番！很多我绞尽脑汁也想不出的题目，看了它的解答，都能豁然开朗。它不仅仅是给出正确答案，更重要的是，它会详细解释解题的思路和过程，甚至会提供一些其他的解题方法，让我能够从不同的角度去理解问题。这让我不再害怕面对复杂的题目，而是开始享受解决问题的过程。这本书就像一位经验丰富的向导，带领我穿越微机原理的迷宫，让我逐渐找到了方向。

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说实话，我买这本书的时候，并没有抱太大的希望，毕竟微机原理这门课的名声在外，大多数的复习资料都让人望而却步。但是，这本书真的给了我惊喜。它的内容组织非常有条理，从最基础的CPU结构，到各种接口芯片的工作原理，再到实际的编程应用，层层递进，逻辑性很强。我尤其欣赏它在讲解接口技术部分时，会结合具体的硬件设备，比如常用的I/O口、定时器、中断控制器等等，并配以清晰的电路图和时序图，这让抽象的理论变得具体可感。书中的习题覆盖面很广，从概念性的选择题，到需要动手设计的综合题，都涵盖了。而且，它的解答部分非常详尽，不仅仅是给出最终答案，还会解释每一步操作的依据，以及相关的原理知识点。我经常在做完一道题之后，对照书中的解析，发现自己之前理解的盲点，或者学到了一些更巧妙的解题技巧。这本书的语言风格也很朴实，没有华丽的辞藻，但字字珠玑，直击要点，让我能高效地吸收知识。

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