单片机技术初步实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:蔡泽凡 编

出品人:

页数:321

译者:

出版时间:2009-9

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787040280968

丛书系列:

图书标签:

• 单片机
• 嵌入式系统
• C51
• 实践
• 入门
• 电子技术
• DIY
• 硬件
• 教程
• 微控制器

图书简介：深入浅出探究现代电子设备核心技术 书名：数字逻辑与嵌入式系统设计基础 作者： 资深工程师团队 出版社： 电子工业出版社 --- 内容概述： 本书《数字逻辑与嵌入式系统设计基础》旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探索驱动现代电子设备运转的核心技术——数字逻辑电路设计与嵌入式系统构建。全书摒弃了基础的微控制器（MCU）入门教学模式，而是聚焦于更高层次的系统架构、复杂的硬件描述语言应用，以及跨平台软件集成能力，力求培养读者从系统层面思考和解决问题的能力。 本书共分为五大部分，共计二十章，内容组织层层递进，既有扎实的理论基础，更有前沿的实践案例。 --- 第一部分：高级数字系统理论与建模（约300字） 本部分聚焦于传统数字电路设计向现代可编程逻辑器件（PLD）迁移的关键理论基础。我们不会过多纠缠于基础的布尔代数运算，而是直接切入组合逻辑的高效综合与优化。 重点探讨了有限状态机（FSM）的严格建模方法，包括Mealy和Moore状态机的对比分析及其在异步电路中的应用。随后，深入讲解了同步时序逻辑的设计约束，如建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）的严格要求，以及如何利用先进的时序分析工具（如STA的基本原理）来保证大规模数字系统的可靠运行。我们详细介绍了锁相环（PLL）和延迟锁定环（DLL）在时钟域控制和高速数据同步中的关键作用，这是构建高性能系统的基石。本部分内容为后续FPGA实现奠定了坚实的理论框架。 --- 第二部分：硬件描述语言与综合实践（约350字） 本部分是本书的核心技术体现，完全聚焦于硬件描述语言（HDL）的应用，特别是Verilog和SystemVerilog的专业化用法。 与侧重于简单例化和仿真调试的书籍不同，本书强调RTL级的设计质量。我们详细解析了如何编写“综合友好”的代码，如何利用SystemVerilog的高级特性（如接口、随机约束随机自检（CRV））来构建验证平台（Testbench），而不仅仅是简单的激励源。内容涵盖了异步FIFO的跨时钟域（CDC）传输的四种主流结构（如握手协议、双端口RAM法）的详细对比与陷阱分析。此外，本书投入大量篇幅讲解非标准算术逻辑单元的设计，例如流水线乘法器、CORDIC算法的硬件实现，以及如何针对特定目标工艺库进行资源优化和功耗管理。读者将通过大量复杂的ALU和高速数据通路设计案例，熟练掌握从设计意图到门级网表的转换过程。 --- 第三部分：高性能系统互联与总线架构（约300字） 现代电子系统依赖于高效的数据交换。本部分完全跳脱了简单的并行I/O概念，转而深入片上总线（On-Chip Bus）的原理与设计。 详细分析了AMBA协议族（AXI4、Lite、Stream）的精髓，重点剖析了突发传输（Burst Transfer）的机制、仲裁策略（Arbitration Schemes）以及缓存一致性（Cache Coherency）在多核系统中的挑战。我们构建了一个完整的、基于AXI总线的SoC子系统模型，包括一个自定义的处理器核心（仅关注接口部分）、一个DMA控制器和一个外部存储器控制器。实践环节侧重于协议验证，展示了如何使用SystemVerilog Assertions (SVA) 对复杂的总线交互进行形式化检查，确保协议的正确性，避免时序依赖的隐蔽错误。 --- 第四部分：操作系统与驱动级交互（约300字） 在硬件平台搭建完成后，软件的交互至关重要。本部分关注的是裸机编程的高级形态，即嵌入式Linux或实时操作系统（RTOS）的驱动层交互。 本书不教授C语言语法，而是假设读者已具备扎实的基础。重点在于硬件/软件接口（HSI）的构建。内容包括：内存映射寄存器（MMIO）的访问机制、中断控制器（如GIC）的编程模型、以及直接内存访问（DMA）在加速数据流中的应用。我们以一个自定义的硬件加速器模块为例，详细演示如何编写一个内核级驱动程序，包括设备树（Device Tree）的配置、中断处理程序的编写，以及用户空间应用如何通过`mmap()`安全地访问硬件资源。这部分旨在弥合纯硬件设计与复杂操作系统之间的鸿沟。 --- 第五部分：高级调试、验证与系统级优化（约250字） 本部分强调工程实践的最后环节：确保系统的健壮性和性能。 我们将探讨系统级调试的策略，包括使用JTAG/SWD接口进行硬件断点设置，以及利用逻辑分析仪和示波器进行高速信号的物理层验证。重点介绍了Formal Verification（形式化验证）在复杂状态机和安全协议验证中的应用，以及它如何提供比传统仿真更强的覆盖率保证。最后，本书展望了低功耗设计（Low Power Design）的前沿技术，例如电源门控（Power Gating）和电压频率调节（DVFS）在系统级实现的可行性分析。读者将学会如何运用多种工具和方法，将一个原型设计推向可靠的、可量产的工程产品。 --- 目标读者： 本书面向具备一定微控制器或基础数字电路知识的电子工程、计算机科学专业的学生、研究生，以及希望从传统MCU应用开发转向SoC/ASIC/FPGA核心设计领域的专业工程师。阅读本书需要熟悉C/C++编程，并愿意投入时间掌握硬件描述语言的精髓。 本书不包含：基础的51单片机编程、Arduino入门教程、简单的定时器/计数器应用，或基础的C语言语法讲解。本书的目标是构建复杂的、高性能的数字系统。

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我必须说，这本书《单片机技术初步实践》在我的学习过程中扮演了至关重要的角色。我之前接触过一些单片机相关的资料，但总感觉它们要么过于理论化，要么过于碎片化，很难形成系统性的认知。《单片机技术初步实践》的优点在于它真正做到了“实践”二字。书中不仅详细介绍了各种常用的单片机开发板和实验器材，更重要的是，它提供了大量可以直接上手操作的实验项目。这些项目设计得非常巧妙，从简单的I/O口控制，到稍复杂的ADC/DAC应用，再到数码管显示和按键输入，每一个项目都循序渐进，难度适中，让我能够一步步地巩固和深化所学的知识。我印象最深刻的是书中关于定时器和中断的讲解，这部分内容我之前一直觉得很抽象，但通过书中具体的例子，我终于明白了它们在实际应用中的重要性和工作原理。这本书让我不再只是“看”单片机，而是真正“用”单片机，这种体验是任何理论书籍都无法比拟的。

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对于想要入门单片机领域的朋友们，《单片机技术初步实践》绝对是你的不二之选。这本书的语言风格非常友好，没有过多空洞的理论阐述，而是把重心放在了实际操作和案例分析上。我尤其喜欢它对不同开发工具和编程环境的介绍，那些截图和操作指南非常详细，让我这个对软件不太熟悉的人也能轻松上手。书中还为我们规划了一条清晰的学习路径，从最基础的硬件知识，到C语言编程，再到具体的应用实例，每一步都安排得井井有条。我跟着书中的指导，成功完成了几个小项目，比如一个简单的交通灯控制器和一个土壤湿度检测仪。最让我惊喜的是，书中并没有止步于基础知识，而是开始涉及到一些更高级的话题，比如串行通信和嵌入式系统架构，为我未来的深入学习打下了坚实的基础。这本书让我真切地感受到，原来单片机技术并不是遥不可及，而是可以被我们普通人掌握的。

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这本《单片机技术初步实践》简直是我的救星！作为一个对电子和编程都充满好奇但又不知从何下手的新手，我之前尝试过一些零散的在线教程，结果总是看得云里雾里，学到的东西也是零零碎碎，根本无法形成一个完整的概念。直到我偶然发现了这本书，我的学习之路才算真正走上了正轨。书中没有一开始就抛出艰深的理论，而是从最基础的概念讲起，比如什么是单片机、它有什么用、最常见的型号有哪些等等，这些对于初学者来说至关重要。我尤其喜欢它那种循序渐进的教学方式，每讲解完一个概念，都会立刻配上一个简单易懂的实例，让我能够立刻动手实践，将理论知识转化为实际操作。那些案例的电路图清晰明了，代码也注释得非常详细，我跟着一步步做，即使遇到小问题，书中的讲解也能帮助我快速找到原因并解决。这本书让我第一次真正体会到了“学以致用”的乐趣，不再是枯燥的知识堆砌，而是充满成就感的探索过程。

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这本书真的让我对单片机产生了全新的认识。过去，我总觉得单片机是工程师们才能掌握的“高精尖”技术，离我们普通人很遥远。但《单片机技术初步实践》用一种非常接地气的方式，打破了我的这种刻板印象。它没有直接跳到复杂的嵌入式系统设计，而是从最最基础的“点亮一个LED灯”这样的小项目开始，然后逐步引导我们去理解更复杂的逻辑控制。我特别欣赏书中对于C语言在单片机编程中的应用讲解，那些代码示例虽然简单，但却蕴含着很多重要的编程思想，比如位操作、中断处理等等。书中的配图和流程图也做得非常出色，能够非常直观地帮助我理解程序运行的逻辑和硬件的工作原理。我跟着书中的步骤，成功地搭建了自己的第一个简易报警系统，虽然功能很简单，但那种从零开始，一步步看到自己想法变成现实的感觉，实在是太棒了！这本书不仅教会了我技术，更重要的是，它点燃了我探索未知领域的热情。

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老实说，一开始我并没有对这本书抱有多大的期望，毕竟市面上关于单片机的书籍琳琅满目，很多都充斥着晦涩难懂的专业术语，让人望而却步。但《单片机技术初步实践》完全颠覆了我的认知。它真正做到了“初步”，将复杂的单片机世界剥茧抽丝地呈现在读者面前。书中对不同类型单片机的介绍，比如STC系列和AVR系列，都做了非常到位的对比分析，让我这个选择困难症患者瞬间豁然开朗，明白了它们各自的优缺点以及适用场景。更让我惊喜的是，它并没有局限于某个单一的单片机平台，而是提供了更广阔的视野，这对于我这种希望未来能够灵活运用不同技术的人来说，是非常宝贵的。每一章都像是在为我构建一块坚实的基石，从硬件接口到软件编程，从基础指令到常用的开发工具，都讲得深入浅出，并且巧妙地将理论与实践相结合。我特别喜欢它关于传感器应用的那部分，那些实际的项目案例，让我看到了单片机在日常生活中的无限可能，比如温湿度监测、智能照明等等，激发了我强烈的DIY热情。

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