单芯片8051实务与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国水利水电出版社

作者:George David Smith

出品人:

页数:292

译者:

出版时间:2001-6-1

价格:28.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787508406480

丛书系列:

图书标签:

• 8051单片机
• 单片机应用
• 嵌入式系统
• 电子工程
• 实践教程
• 电路设计
• C51编程
• 单片机开发
• 硬件设计
• 微控制器

图书简介：数字信号处理在现代通信系统中的前沿应用 绪论：数字革命下的信号处理核心 本书聚焦于数字信号处理（DSP）技术在当代通信系统中的深度融合与前沿应用。在万物互联、高速数据传输成为信息时代核心驱动力的背景下，如何高效、可靠、低延迟地处理和传输模拟世界捕获的连续信号，是通信工程领域面临的根本挑战。本书旨在为读者提供一个从基础理论到尖端实践的全面框架，深入剖析支撑现代无线通信、网络基础设施和传感器技术背后的关键DSP算法与工程实现。 全书结构紧密围绕“理论奠基—关键算法—工程实现—前沿展望”的逻辑展开，力求确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“为什么”和“怎么做”。我们假设读者具备一定的信号系统基础知识，本书将在此基础上，侧重于DSP在实际通信场景中的优化、资源受限环境下的高效部署，以及面向未来5G/6G标准的演进方向。 --- 第一部分：DSP基础理论与高速化实现（构建坚实基础） 本部分着重于夯实读者对离散时间信号处理、快速傅里叶变换（FFT）及其变种的理解，并引入现代高速系统中不可或缺的理论工具。 第一章：离散时间系统与Z变换的深化理解 详细阐述线性时不变（LTI）系统的离散化过程，重点解析Z变换在分析系统稳定性和频率响应中的关键作用。不同于标准教材的枯燥推导，本章通过大量通信信道模型（如多径衰落信道）的Z域表示，直观展示系统建模的意义。特别讨论IIR/FIR滤波器在通信均衡器设计中的权衡取舍，包括对相位失真和计算复杂度的精细控制。 第二章：快速傅里叶变换（FFT）的高效算法与并行化 FFT是所有现代通信系统的基石。本章超越标准的蝶形运算结构，深入探讨针对特定硬件架构（如FPGA或专用DSP芯片）的优化FFT实现。内容涵盖：混合基FFT结构的选择、流水线式FFT的延迟分析、以及在存在有限精度误差时如何维护变换的准确性。此外，还将介绍面向通信的特定变体，如RFFT（实数输入FFT）和NTT（数论变换）在特定加密或编码方案中的潜在应用。 第三章：量化理论与定点DSP的工程约束 在嵌入式通信设备（如基带处理器）中，资源受限性是设计的主要矛盾。本章深入探讨信号的模数转换（ADC/DAC）过程中的量化噪声模型。详细分析定点运算对DSP算法精度的影响，并提供如何通过饱和、截断、以及混合精度设计来管理和最小化定点误差的工程策略。这对于设计功耗敏感的便携式通信终端至关重要。 --- 第二部分：现代通信中的核心算法与关键模块（聚焦实际应用） 本部分将理论知识直接应用于当前主流和下一代通信系统的核心功能模块，展示DSP算法的强大威力。 第四章：同步与信道估计的迭代优化 在任何无线通信中，精确的载波同步（频率和相位）和信道状态信息（CSI）的获取是解码的前提。本章重点剖析基于最大似然（ML）估计的同步算法，例如Viterbi-Viterbi算法在相位跟踪中的应用。针对OFDM/OQAM系统，详细推导导频序列的设计原则，并介绍利用最小均方误差（MMSE）准则实现的自适应信道均衡技术，包括其计算复杂度与收敛速度的动态平衡。 第五章：正交频分复用（OFDM）的高级处理技术 OFDM已成为Wi-Fi、4G/5G的基础。本书着重讲解OFDM系统中由非理想因素（如定时偏移、频率偏移）导致的ICI（载间干扰）和ISI（码间串扰）的DSP抑制方案。深入讨论循环前缀（CP）的设计优化、功率谱整形技术（如TKP算法）以降低峰均功率比（PAPR），以及在多输入多输出（MIMO）系统中，如何通过预编码和迫零（ZF）均衡器实现空间复用增益。 第六章：自适应滤波与噪声抑制 现代通信环境充斥着各种干扰和噪声。本章详细讲解LMS、NLMS、RLS等经典自适应滤波器的收敛性分析，并将其应用于通信中的三个核心场景： 1. 回声消除（AEC）：在全双工通信和VoIP中，用于消除发送端信号对接收端的耦合干扰。 2. 干扰抑制：通过自适应波束形成，在接收端锐化主信号方向，抑制特定方向的窄带或宽带干扰。 3. 自适应均衡：针对时变信道的跟踪能力分析。 --- 第三部分：面向硬件的高效实现与前沿技术（实践与未来） 本部分将视角从算法推向具体的硬件实现平台，并探索DSP技术在未来通信标准中的潜力。 第七章：DSP系统架构与流水线设计 本章对比分析通用CPU、专用DSP芯片、以及FPGA/ASIC在实现通信算法时的性能、功耗和灵活性。详细阐述DSP算法（如卷积、矩阵运算）如何映射到多核并行架构和流水线结构中以达到高吞吐率。重点介绍定点/浮点运算单元的选择标准，以及如何利用SIMD（单指令多数据）扩展指令集来加速向量化运算。 第八章：软件定义无线电（SDR）中的实时DSP SDR是实现灵活通信系统的关键。本章探讨如何利用高性能处理器（如嵌入式SoC）和高效的操作系统（如实时Linux）来承载复杂的基带处理任务。深入分析数据流编程模型（如Processing Blocks）与同步机制，确保在动态调整调制解调参数时，DSP处理链的连续性和低延迟特性不受破坏。 第九章：展望：面向6G的感知与通信一体化中的DSP挑战 展望未来，通信系统将融合感知功能（Integrated Sensing and Communication, ISAC）。本章讨论如何利用同一信号波形和处理单元，同时完成高精度信道估计、环境成像和数据传输。这要求DSP系统具备更宽的带宽处理能力、更快的实时重构能力，以及对稀疏采样技术（如压缩感知）在超大规模MIMO场景下的应用潜力进行初步探索。 --- 结语：工程实践的综合考验 本书的最终目标是培养读者将复杂的DSP理论转化为高效、可靠的通信系统工程实践的能力。通过丰富的案例分析和算法的精细化设计讨论，期望读者能够胜任从通信设备原型设计、性能优化到系统调试的各项关键任务。

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本书在配套资源和示例的组织上体现出极高的完成度。虽然我主要是在阅读纸质版，但我注意到书中对每一个示例代码都有明确的说明和可能对应的实验平台参考。这些示例不仅仅是孤立的代码片段，很多时候它们被整合成了可以相互调用的功能模块，这极大地模拟了真实的项目开发流程。更值得称赞的是，作者似乎预料到了读者在调试过程中可能遇到的各种怪异问题，并在附注或注释中提前给出了潜在的错误排查方向。这种前瞻性的设计，极大地减少了读者在遇到Bug时“两眼一抹黑”的挫败感，使得学习过程更加流畅和具有建设性。它像是一位随身携带的资深调试伙伴，时刻准备提供解决问题的思路和方向，使得学习过程充满了积极的反馈循环。

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这本书的封面设计得非常朴实，封面上印着醒目的书名，旁边配有一些电路图和微控制器芯片的示意图，让人一眼就能看出它是一本技术性很强的实用手册。内页的纸张质量不错，印刷清晰，文字排版也比较合理，阅读起来不会感到吃力。虽然内容偏向专业技术，但作者在排版上似乎努力让复杂的概念更容易被理解。我尤其欣赏它在章节划分上的细致程度，每一部分都围绕着一个具体的主题展开，脉络清晰，便于读者按需查找资料。不过，对于初学者来说，刚开始接触这些内容可能需要一些耐心，毕竟是涉及底层硬件操作和汇编语言的知识，需要投入足够的时间去理解和消化。总的来说，这本书的物理呈现和初步印象是扎实可靠的，给人一种“这是一本能真正派上用场”的书籍的感觉，而不是那种浮于表面的理论概述。书中的插图和图表的使用也恰到好处，有效辅助了文字的解释，使得抽象的电子原理得以具象化，对于动手实践的读者来说，这无疑是极大的便利。

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这本书的深度和广度令人印象深刻。它不仅仅局限于介绍8051内核的基础指令集和标准外设，更深入地探讨了一些在实际工程中非常关键的“陷阱”和优化技巧。书中对于不同类型存储器的存取时序、不同工作模式下的功耗控制、以及如何高效地编写片内中断处理程序等细节的剖析，显得尤为深刻和透彻。这表明作者对该系列芯片的理解已经达到了“知其然，更知其所以然”的境界。对于有一定基础，希望将自己的8051项目水平提升到工业级标准的工程师而言，这部分内容是无价之宝。它教会我们如何写出健壮、可靠且资源占用优化的代码，这才是区分业余爱好者和专业人士的关键所在。不同于很多教材止步于“能跑起来”的初级目标，这本书的目标显然是“稳定可靠地运行在苛刻环境下”。

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从一个习惯了现代高级语言编程的读者的角度来看，这本书对汇编语言的阐述是带着一种尊重历史和强调基础的态度的。作者没有回避汇编的繁琐和贴近硬件的特性，而是将其视为理解计算机工作原理的必经之路。它详细解释了位操作、数据交换的底层逻辑，这对于构建扎实的计算机科学基础至关重要。尽管在某些章节中，汇编代码的长度和复杂性确实需要读者集中精神反复研读，但正是这种“硬啃”的过程，让我对单片机是如何在没有操作系统的情况下管理资源的有了更深层次的感悟。这种“去抽象化”的教学方法，虽然在短期内学习成本较高，但从长远来看，对提升整体的系统设计能力是极为有益的，培养了一种对计算过程的敬畏心。

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这本书的讲解方式可以说是极其细致入微，仿佛作者是一位经验丰富的老工程师，手把手地带着你进行项目开发。它没有简单地罗列晦涩的寄存器地址和操作码，而是将理论知识熔铸在了具体的应用场景之中。比如，当讲解定时器或中断服务程序时，它会立刻紧接着展示一个如何用这些功能实现精确延时或外部事件响应的实例。这种“理论—实践—反思”的循环贯穿始终，极大地增强了学习的代入感和成就感。我发现自己不再是被动地记忆知识点，而是主动地去思考如何用学到的模块去解决实际问题。特别是对于那些希望快速将知识转化为工程能力的读者，这种高度实战化的导向无疑是本书最大的亮点。我曾尝试对照其他教材来学习某个外设的配置，但都没有这本书来得直观和高效，它真正做到了“学即可用”，极大地缩短了学习曲线。

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