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页数:220

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出版时间:2003-8

价格:22.00元

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isbn号码:9787508316093

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电子设计与实践指南：从理论到创新的完整路径 本书面向所有对现代电子技术、电路设计、嵌入式系统开发抱有浓厚兴趣的初学者、学生以及希望系统性提升实践技能的工程师。它并非一本专注于特定编程语言（如VB）的入门教材，而是致力于构建一个全面且深入的电子工程思维框架，侧重于硬件层面的理解、系统级的设计流程以及前沿技术的应用。 第一部分：电子学基石——理解万物之源 本部分将系统地铺设读者理解现代电子系统的理论基础，强调理论与实际应用之间的紧密联系，确保读者不仅知道“如何做”，更明白“为何如此”。 第一章：电与磁的物理世界 本章将从最基本的电荷和电场概念出发，深入探讨导体的性质、电阻定律（欧姆定律）及其在实际电路中的应用限制。随后，我们将详细分析电容和电感的物理原理，阐述它们在储能和阻抗特性方面的差异。尤其会引入AC/DC电流的本质区别，并讲解如何使用示波器（而非仅仅是万用表）来观察和分析这些波形，理解波形失真与噪声的初步概念。 第二章：半导体器件的革命 核心聚焦于PN结的形成原理，这是所有现代电子设备的核心。我们将详细剖析二极管的单向导电性、稳压二极管的工作特性及其在电源管理中的作用。随后，深入讲解晶体管（BJT和MOSFET）的结构、工作区（截止、放大、饱和）的划分，以及如何利用晶体管实现开关和电流放大功能。本章会配有大量的晶体管工作点分析图表，帮助读者直观理解放大器的基本偏置电路设计。 第三章：模拟电路的艺术 模拟电路是信号处理的基石。本章将系统介绍运算放大器（Op-Amp）的理想模型与非理想特性，重点讲解其在加法、减法、积分和微分电路中的应用。随后，内容将延伸至有源滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫）的设计与实现，强调如何根据需求选择合适的截止频率和通带特性。电源管理部分将覆盖线性稳压器与开关模式电源（SMPS）的基本拓扑结构（如Buck, Boost），分析其效率与纹波之间的权衡。 第二部分：数字逻辑与微控制器架构 本部分将引导读者跨越模拟领域，进入离散信号处理的世界，并理解现代嵌入式系统的核心——微控制器。 第四章：布尔代数与组合逻辑设计 从逻辑门（AND, OR, NOT, XOR）开始，本章逐步引入德摩根定律和卡诺图（Karnaugh Map）化简技术。重点在于组合逻辑电路的设计，如编码器、译码器、多路复用器和加法器。我们将通过实际案例展示如何使用这些基本门电路构建复杂的数据选择和算术逻辑单元（ALU）的基础模块。 第五章：时序电路与状态机 理解存储器的关键在于时序电路。本章详细介绍触发器（Flip-Flop，包括D、JK型）的工作原理及其对时钟信号的依赖性。在此基础上，系统讲解同步和异步电路的区别，并深入探讨有限状态机（FSM）的设计方法，包括Mealy型和Moore型状态机的建模、状态转移图的绘制与优化，这对于理解CPU控制单元的工作机制至关重要。 第六章：微控制器（MCU）系统概览 本章不再局限于特定厂商的编程细节，而是从系统架构角度剖析通用微控制器（如ARM Cortex-M系列）的核心组成：CPU、存储器（Flash/RAM）、总线结构（如AHB/APB）。内容涵盖中断系统的工作流程、各种寄存器的作用以及存储器映射的概念，为后续的底层编程打下坚实的硬件理解基础。 第三部分：嵌入式系统开发与实践流程 本部分是理论与实践的桥梁，着重于如何使用C/C++语言（行业主流）来控制和驱动硬件，并完成完整的系统原型设计。 第七章：系统级C语言编程技巧 本章聚焦于嵌入式C语言的特殊性。讲解位操作（Bit Manipulation）在寄存器配置中的重要性，如何使用`volatile`关键字处理易变数据，以及结构体（Struct）和联合体（Union）在精确内存布局控制中的高级用法。此外，还将探讨栈、堆的内存管理以及如何避免常见的缓冲区溢出问题，确保代码的安全性和效率。 第八章：外设驱动与接口协议 这是实践的核心。本章将详细讲解几种关键的片上外设驱动原理与实现： 定时器/计数器： 脉冲宽度调制（PWM）的生成与应用（如电机控制）。 模数转换器（ADC）： 采样率、分辨率与量化误差的分析，以及多通道扫描模式的实现。 通信协议栈： 深入UART、SPI、I2C三种主流同步/异步串行通信协议的硬件结构和数据帧格式，并辅以软件（C语言）的发送/接收函数设计实例。 第九章：传感器融合与数据采集系统 本章将引导读者构建一个完整的数据采集链条。从选择合适的传感器（如温湿度、加速度计）开始，讨论如何进行信号调理（放大、滤波），接着利用ADC进行数字化，并通过串行通信协议将数据发送至上位机或存储介质。内容侧重于噪声抑制、数据校验（如CRC）和时间戳同步，确保采集数据的可靠性和准确性。 第四部分：前沿技术与系统优化 本部分面向寻求更高性能和更复杂集成的读者，探讨系统优化的方法论和现代电子设计中的热点技术。 第十章：实时性保障与RTOS基础 在复杂的嵌入式系统中，任务调度和实时性至关重要。本章介绍实时操作系统（RTOS）的基本概念，包括任务（Task）、优先级、上下文切换的机制。重点讲解信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）和消息队列（Message Queue）这三种核心同步原语的使用场景和潜在的死锁问题，指导读者构建高可靠性的多任务应用。 第十一章：PCB设计与电磁兼容性（EMC） 成功的电子产品离不开良好的物理实现。本章将概述PCB设计流程，从原理图输入到布局布线。内容涵盖关键的EMC考虑因素，如电源完整性（Decoupling Capacitor的放置）、地线设计（单点接地与多点接地）、信号的阻抗匹配与串扰抑制。目标是让读者理解，即使是软件设计完美的系统，也可能因为糟糕的PCB布局而无法正常工作。 第十二章：物联网（IoT）连接与安全初步 聚焦于现代电子系统如何与云端连接。本章介绍MQTT、CoAP等轻量级通信协议的工作原理及其在资源受限设备上的应用。同时，强调嵌入式设备面临的安全挑战，初步探讨数据加密（如TLS/SSL握手流程的简化理解）和固件更新（OTA）的机制，为构建安全、可维护的智能终端奠定基础。 本书特点： 本书强调原理驱动，实践为王。它不侧重于任何单一的、可能快速过时的软件工具链，而是聚焦于电子工程领域永恒不变的核心原理，如半导体物理、时序逻辑、系统架构设计。通过大量的电路图、时序图和清晰的数学推导，辅以基于C/C++的驱动级代码示例（旨在展示底层硬件交互逻辑而非特定IDE操作），读者将能自主地学习和掌握不同平台上的电子设计任务，真正实现“授人以渔”。

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这本书的装帧和设计风格，透露着一种扎实和严谨的气质，但又不失现代感，这在技术书籍中是比较难得的平衡。它的配色方案很舒服，主色调的运用非常克制，让人在长时间阅读后也不会感到视觉疲劳。书脊处的装订也非常牢固，我敢肯定它能经受住反复翻阅的考验，不像有些技术书，读几次可能就散架了。从这个外在的表现就能看出作者和出版社在制作上的认真程度。这种对细节的打磨，往往预示着内容本身也一定经过了反复的推敲和检验，让人对后续的学习内容充满了信心，期待它能在实践操作上给我带来更多惊喜。

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这本书的封面设计得非常吸引人，那种深邃的蓝色调和现代感的字体组合，一下子就抓住了我的眼球。我本来对编程这种东西有点畏惧，觉得枯燥乏味，但拿到这本书后，那种专业又不失亲和力的感觉让我觉得或许我可以尝试一下。它的纸张质量也很好，拿在手里沉甸甸的，翻起来的时候有一种很踏实的触感。我尤其欣赏它在章节划分上的用心，逻辑清晰，就像一个经验丰富的老师在一步步引导你进入这个新世界。虽然我还没有深入阅读内容，但仅仅是目录和前言的部分，就已经让我对作者的专业素养和教学热情有了很高的期待。这本书的排版也做得不错，文字和图表的间距恰到好处，阅读起来不会让人感到拥挤和疲惫。

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这本书的厚度和内容密度给人一种“物有所值”的感觉。它不像一些市面上充斥的“速成手册”，只是简单罗列语法，而是似乎蕴含着作者多年教学经验的沉淀。光是看它的章节标题，就能感受到它试图构建一个完整的知识体系，而不是零散的知识点堆砌。我注意到书的侧边似乎留有一定的空白区域，这很可能是为了方便读者在阅读过程中做笔记和标记，这是一个非常贴心的设计，体现了作者对学习过程的充分考量。这种注重互动性和个性化学习空间的设计，让这本书更像是一个陪伴者，而不是冷冰冰的教材。

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我非常欣赏这本书在视觉传达上的用心。它没有采用那种过时、灰暗的编程书样式，而是融入了大量清晰、现代的插图和流程图，这些图形元素极大地辅助了文字的解释。我发现有些复杂的程序逻辑，通过图示的展示，比单纯的文字描述要直观得多，甚至让我产生了一种“原来如此”的顿悟感。这种图文并茂的呈现方式，对于需要大量空间想象力的编程学习来说，简直是福音。这本书的封面和内页设计语言是统一的，整体观感非常流畅和专业，让人感觉自己捧着的不是一本普通的教材，而是一件精心制作的工具书。

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我对这本书的结构安排印象深刻，它似乎没有急于灌输复杂的概念，而是从最基础的“你好，世界”开始，循序渐进地铺垫。我以前看过一些编程入门书，往往一开始就抛出大量生涩的术语，让人望而却步，但这本明显采取了更人性化的教学策略。它更像是老友间的交流，用生活化的例子来解释那些抽象的编程逻辑，这种方式极大地降低了我的学习门槛。特别是它对变量和数据类型的讲解，那种深入浅出的比喻，让我这个编程小白也能迅速捕捉到核心要义。这种注重“理解”而非仅仅是“记忆”的编写风格，是这本书最大的亮点之一，它让我相信，掌握编程并非遥不可及的梦想。

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