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出版者:电子工业出版社

作者:

出品人:

页数:258

译者:

出版时间:2007-8

价格:26.00元

装帧:平装

isbn号码:9787121048289

丛书系列:

图书标签:

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《现代电子设计与应用实例解析》 书籍定位： 本书旨在为具备一定电子技术基础的工程技术人员、高级电子爱好者以及相关专业高年级学生提供一套深入且实用的现代电子设计与应用案例的实战指南。它聚焦于当前行业内主流技术的发展趋势，特别是微控制器（MCU）应用、嵌入式系统架构、无线通信集成以及精密模拟电路的实际部署。本书摒弃了过于基础的概念性讲解，直接切入到复杂系统的设计流程、关键模块的选型标准、固件的优化策略以及电磁兼容性（EMC）的工程实践。 核心内容模块划分： 第一部分：高性能微控制器系统构建与实时控制 本部分将深入剖析基于Cortex-M内核的高端微控制器（如STM32H7系列或同级别高性能芯片）在工业控制和数据采集系统中的应用。 1. 高级时钟与电源管理策略： 详细阐述多级PLL（锁相环）的配置以实现不同功能模块的同步运行，以及低功耗模式（STOP/STANDBY）在间歇性工作场景下的精确切换时序设计。探讨了开关电源（Buck/Boost）与LDO（低压差线性稳压器）在噪声敏感型模拟前端供电中的权衡与滤波设计。 2. 实时操作系统（RTOS）深度移植与优化： 不仅仅停留在FreeRTOS或RT-Thread的基本任务创建，而是深入探讨信号量、消息队列、事件组在处理高并发中断请求时的竞态条件避免技术。重点解析了时间片轮转调度与优先级继承协议在确保关键任务确定性（Determinism）方面的实现细节与调试技巧。 3. 高速数据采集与总线通信： 讲解如何利用DMA（直接内存存取）控制器实现CPU干预最小化的高速ADC数据流处理。系统性地分析了SPI、I2C协议在高频通信中的信号完整性问题，并提供了端到端的差分信号布线规范和阻抗匹配校准方法。 第二部分：嵌入式人工智能（Edge AI）的硬件加速与部署 本部分侧重于将轻量级AI模型部署到资源受限的嵌入式平台上的工程实践。 1. 神经网络推理硬件选型与接口： 对比分析了FPGA、专用AI加速器（NPU/DSP）与通用MCU在执行CNN、RNN推理时的性能功耗比。重点讲解了如何通过MIPI-CSI或PCIe接口将高性能图像传感器数据流无缝接入加速模块。 2. 量化与模型压缩技术实战： 探讨了从浮点模型到INT8量化过程中，如何使用后训练量化（PTQ）和量化感知训练（QAT）来最小化精度损失。书中提供了使用特定工具链（如TensorFlow Lite for Microcontrollers或NVIDIA TensorRT）进行模型剪枝和部署的具体步骤。 3. 传感器融合算法的硬件实现： 以惯性测量单元（IMU）和视觉传感器数据融合为例，讲解基于卡尔曼滤波（EKF）或粒子滤波（PF）的算法如何高效地映射到嵌入式处理单元上，实现低延迟的状态估计。 第三部分：先进无线通信模块的集成与射频前端设计 本部分关注现代物联网（IoT）和无线互联设备中的关键技术挑战。 1. 低功耗广域网（LPWAN）协议栈实现： 详细解析了LoRaWAN和NB-IoT模块的AT指令集控制与电源管理接口。针对LoRa的扩频因子（SF）选择对传输距离和数据速率的影响进行了数学建模和实际测试对比。 2. 蓝牙5.x Mesh网络拓扑与安全： 深入研究蓝牙Mesh的GATT服务、角色定义（Relay/Friend/LPN）以及密钥管理机制。书中包含了一个Mesh组网的实际案例，涵盖了设备发现、配置流程和低功耗节点唤醒机制的实现。 3. 射频（RF）布局与屏蔽技术： 这是本书的工程核心之一。详细图解了PCB设计中，RF区域的隔离带、接地过孔阵列（Stitching Vias）的布局规则，以及如何通过腔体屏蔽和导电衬垫来抑制高频噪声耦合，确保系统符合FCC/CE电磁兼容标准。 第四部分：精密模拟电路与信号调理的可靠性设计 本部分探讨了微弱信号处理中，如何克服噪声和漂移问题，实现高精度的测量。 1. 高精度ADC驱动与参考源选择： 分析了Delta-Sigma型和逐次逼近型ADC（SAR ADC）的适用场景，重点讨论了如何使用低噪声电压基准源（Voltage Reference）来保证系统测量的绝对精度。 2. 隔离与共模抑制： 针对工业现场的强干扰环境，详细介绍了数字隔离器（如基于电容耦合和磁耦合技术）在信号和电源路径上的应用。通过对仪表放大器（INA）的参数优化，演示如何最大化共模抑制比（CMRR）。 3. 电路热管理与寿命预测： 探讨了半导体器件在不同工作温度下的寿命衰减模型（基于Arrhenius方程）。书中提供了散热设计（如热沉、热管应用）的有限元分析（FEA）基础方法，确保系统在长期运行中的稳定性。 总结与读者对象： 本书不适合初学编程或电路理论的读者。它面向的是希望从“能跑起来”跨越到“稳定、高效、可靠”的专业工程师和高级技术人员。阅读本书后，读者将能够独立设计、调试和优化复杂的、集成度高的嵌入式电子系统，尤其是在数据密集型、对实时性有严格要求的应用领域（如工业自动化、医疗器械原型开发及先进传感器网络）。书中大量的实测数据、原理图分析和调试截图，确保了知识传递的即时性和实用性。

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这本书的叙事风格极其平实，没有太多华丽的辞藻，但字里行间却透露出一种深厚的学术功底和对学科发展的深刻洞察力。在讲述计算机发展史的那几章，作者的处理方式非常成熟，既没有陷入对单一发明家过度的神化，也没有将技术进步描绘成一条必然的直线。相反，它强调了技术背后的人文因素、时代背景以及不同思想流派之间的碰撞与融合。读起来非常引人深思，让我开始思考，我们今天所使用的技术，其根源究竟在哪里，又将走向何方。对于操作系统和网络基础这些相对抽象的内容，作者采用了“自顶向下”的讲解路径，先让你对整体架构有一个大致的印象，然后再逐层深入剖析细节。这种结构安排，极大地降低了初学者的认知负荷，避免了在细节中迷失方向。相比于一些动辄就陷入底层汇编细节的教材，这本书的平衡把握得恰到好处，既保证了知识的深度，又兼顾了读者的接受能力。每一次阅读，都像是在对计算机科学这座宏伟大厦进行一次系统的考察和标记，收获颇丰。

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这本书的配套资源和辅助材料的整合性做得相当出色，这一点是很多传统教材所欠缺的。我注意到书中每隔几个知识点都会附有一个二维码或特定的网址链接，这些链接指向的不是无关的广告，而是可以直接在线运行的模拟器或者针对该章节的拓展阅读材料。比如学习了进制转换后，点击链接可以进入一个互动页面，实时输入数字查看其在不同进制间的转换过程，这种即时反馈的学习体验是纸质书无法比拟的。更难能可贵的是，作者似乎非常关注读者的自我测试和巩固。每章末尾的复习题设计得非常多样化，既有基础概念的快速问答，也有需要综合运用多个知识点的思考题。这些题目并非标准答案式的简单判断，而是鼓励你进行批判性思考和分析。我发现，认真完成这些思考题的过程，比单纯阅读知识点本身更能加深我对内容的理解和记忆。总的来说，这本书构建了一个完整的学习生态系统，不仅仅是知识的传递者，更是一个高效的学习引导者。

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我最近开始接触一些编程语言的基础语法，发现市面上很多教材要么过于偏重理论，要么代码示例陈旧不堪，让人提不起精神。而这本教材在编程实践部分的切入点非常巧妙，它没有直接抛出复杂的算法，而是从最基础的变量、循环和条件判断入手，通过一系列逐步递进的小项目来巩固知识点。我尤其喜欢它对“调试”这一环节的重视，书中专门辟出一块内容讲解如何用最基础的工具找出代码中的错误，这比单纯告诉你“代码要写对”要实用得多。很多初学者常常在写完代码后面对一堆报错信息而束手无策，这本书提供了一个系统的排错思路，教会你如何像侦探一样去定位问题，而不是盲目修改。此外，书中所选用的示例代码风格非常规范、简洁，这对于培养良好的编程习惯至关重要。阅读这些示例时，我仿佛能看到未来自己代码的样子——清晰、高效、易于维护。这种潜移默化的影响，远比死记硬背语法规则来得深刻。它真正做到了理论与实践的完美结合，让学习过程充满了成就感。

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这本书的排版真是让人眼前一亮，封面设计简洁却又不失活力，初翻开来，那种对知识的敬畏感和对学习的热情就被点燃了。我特别欣赏它在章节划分上的细致考量，每一部分的主题都清晰明了，仿佛作者精心为你铺设了一条通往知识彼岸的阶梯。特别是对基本概念的阐述，没有那种干巴巴的术语堆砌，而是融入了许多贴近生活的例子，比如初学数据结构时，用搭建积木的比喻来解释层次关系，一下子就让人豁然开朗。这种“润物细无声”的教学方式，对于像我这种计算机背景相对薄弱的学习者来说，简直是福音。它没有试图让你一下子成为编程高手，而是脚踏实地，从最基础的二进制世界开始，慢慢引导你构建起对整个计算机系统的宏观认知。阅读过程中，我感觉自己不是在啃一本枯燥的教材，而是在与一位经验丰富、耐心十足的导师对话，他总能在我即将迷失在复杂逻辑时，及时伸出援手，指明方向。书中的插图和图表也制作得非常精良，色彩搭配和谐，逻辑关系一目了然，极大地减轻了阅读的疲劳感，让人愿意一页一页地深入探索下去。整体而言，这本书的装帧设计和内容呈现方式，都体现出一种对读者体验的极致追求。

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我个人对那种只有文字没有配图的教材深感畏惧，因为涉及到硬件结构和数据流动的概念时，光靠想象力很容易出错。这本教材在图示方面的投入无疑是巨大的，而且质量非常高。拿讲解CPU工作原理那一章来说，复杂的时序图和逻辑门电路图被绘制得清晰、精确，通过不同颜色的线条和箭头，清晰地展示了指令的取指、译码、执行和写回过程。我甚至花了好长时间去研究那些关于内存地址映射的动态图解，它有效地解决了我在理解虚拟内存与物理内存转换时的困惑。这些图表不是简单的装饰品，它们是理解复杂概念的“拐杖”，甚至是“翅膀”。很多时候，你看完一段文字描述后，再对照旁边的图示，那些原本模糊不清的概念立刻变得清晰锐利起来。这充分体现了作者对“可视化学习”重要性的深刻理解。对于需要建立空间想象和逻辑流程图的计算机科学学习而言，这种高质量的视觉辅助材料是至关重要的，它极大地提升了学习效率和学习的乐趣。

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