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出版者:清华大学出版社

作者:王玉龙

出品人:

页数:306

译者:

出版时间:2002-3-1

价格:28.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302051275

丛书系列:

图书标签:

• 数电
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电子系统设计与应用基础：面向实践的电路原理与嵌入式系统入门 书籍定位与目标读者 本书旨在为电子工程、自动化、计算机科学等相关专业的初学者和希望系统性回顾基础知识的工程技术人员提供一本全面、深入且高度注重实践的入门教材。我们深知理论知识的掌握是应用能力的基础，因此本书内容围绕“电子系统”这一核心概念展开，系统性地涵盖了从最基本的电路元件到复杂的嵌入式系统设计流程。 本书的编写理念是“从原理到实践，循序渐进”。我们摒弃了纯粹理论的堆砌，而是将抽象的定律与实际的工程应用紧密结合，确保读者在学习过程中不仅理解“是什么”，更能掌握“为什么”以及“如何做”。 核心内容模块详解 本书内容结构分为三大紧密相连的部分：基础电子电路原理、信号处理与模拟/数字接口技术、以及微控制器与嵌入式系统实践。 --- 第一部分：基础电子电路原理与元件特性（约500字） 本部分是构建后续复杂系统认知的基石。它聚焦于电子系统中最基本的“积木”——无源和有源元件及其组合行为。 1. 电路分析基础： 从欧姆定律和基尔霍夫定律出发，系统介绍节点电压法和网孔电流法。重点讲解如何应用这些定律分析含有电阻、电容、电感（RLC）的串并联电路。特别强调了瞬态响应分析，如一阶RC电路和RL电路的充放电过程，并引入了正弦稳态分析的基本概念，为后续的交流电路分析打下基础。 2. 半导体器件基础： 本章深入探讨了PN结的形成、特性及其在二极管中的应用。详细分析了整流电路（半波、全波、桥式）、稳压电路（利用齐纳二极管）的设计与性能评估。随后，本书将重点转向晶体管。 3. 双极性结型晶体管（BJT）与场效应晶体管（FET）： 详尽介绍BJT和MOSFET的结构、工作区（截止区、放大区、饱和区）的判别与工作原理。在放大电路部分，不仅仅停留在共射、共集、共基三种组态的直流偏置分析，更重要的是引入了小信号模型，推导其电压增益、电流增益和输入/输出阻抗，并探讨了多级放大器的设计考量。 4. 运算放大器（Op-Amp）的理想与非理想模型： 运算放大器是模拟电路的万能工具。本章从理想模型的特性出发，介绍其在反相、同相放大、差分放大、积分、微分等基本功能中的应用。随后，引入输入失调、共模抑制比（CMRR）等非理想参数对电路精度的影响，并简要介绍集成运算放大器的常见应用电路，如有源滤波器（巴特沃斯、切比雪夫响应概述）。 --- 第二部分：信号处理与模拟/数字接口技术（约550字） 在掌握了基本元件的工作原理后，本部分侧重于如何处理和转换真实的物理信号，这是连接物理世界与信息处理系统的关键环节。 1. 线性与非线性信号处理： 深入探讨基于RC、RLC元件和运算放大器构建的滤波器——低通、高通、带通和带阻滤波器。本节会区分有源与无源滤波器的优缺点，并结合实际应用场景（如音频处理、电源纹波抑制）进行案例分析。同时，介绍比较器电路、施密特触发器在信号整形中的作用。 2. 信号的调制与解调基础： 简要介绍模拟信号在传输过程中遇到的问题，并引入幅度调制（AM）和频率调制（FM）的基本概念，以及它们在接收端如何通过检波电路恢复原始信号。 3. 模数（A/D）与数模（D/A）转换器： 这是数字系统与现实世界交互的核心技术。本书详细解析了D/A转换器的主要类型（如电阻梯形网络法）及其关键参数（分辨率、建立时间）。在A/D转换方面，重点剖析了并行比较型、逐次逼近型、双积分型A/D转换器的工作流程和性能对比。理论分析将结合实际芯片选型时的注意事项，如采样定理（奈奎斯特率）在系统设计中的指导意义。 4. 电源管理与系统保护： 任何电子系统都需要稳定的电源。本章涵盖了线性稳压器（如78xx系列）和开关型稳压器（Buck、Boost）的基本拓扑结构和工作原理，重点分析了开关电源的效率优势与设计挑战（如EMI/EMC问题）。同时，讲解了过流保护、热关断等基本的系统鲁棒性设计措施。 --- 第三部分：微控制器与嵌入式系统实践（约450字） 本部分将理论知识升华到系统集成层面，聚焦于现代电子产品的大脑——微控制器（MCU）的应用与编程实践。 1. 微控制器体系结构概览： 介绍微控制器的基本组成，包括CPU、存储器（RAM/ROM/Flash）、I/O端口、中断控制器和定时器。本书将以主流的Cortex-M内核架构为例，讲解指令集、流水线操作和存储器映射的概念。 2. 硬件接口编程基础： 详细讲解如何利用MCU内部的丰富资源与外部世界通信。 定时器与PWM： 深入讲解定时器的计数模式、输入捕获模式，以及如何通过脉冲宽度调制（PWM）精确控制电机速度或LED亮度。 串行通信协议： 重点讲解异步（UART）、同步（SPI、I2C）通信协议的帧格式、时序要求和软件/硬件实现方法。本书将提供清晰的状态图和时序图，帮助读者理解数据传输的底层细节。 模数转换接口： 如何配置MCU内部的ADC模块，设置采样率、参考电压，并处理多通道数据采集的流程。 3. 中断驱动与实时性： 强调在嵌入式系统中，中断是响应外部事件的关键机制。系统分析了中断的优先级管理、上下文切换过程以及中断服务程序（ISR）的设计原则，确保系统的高效和确定性。 4. 软件与硬件协同设计实践： 本部分最后强调系统集成。介绍如何将第一、二部分学到的模拟电路知识（如传感器调理电路）与MCU的数字接口无缝连接。通过一个完整的项目案例（如数据采集系统或PID控制回路），指导读者完成从需求分析、硬件选型、原理图设计、PCB布局初步考量到固件编写和调试的全过程。 总结 本书以工程应用为导向，结构严谨，内容详实，覆盖了电子系统设计中从信号源头到核心控制器的完整链条。它不仅是课堂学习的有力补充，更是工程师迈向实际产品开发的重要阶梯。

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这本书的封面设计就透着一股朴实无华的学究气，灰蓝色的底色，加上一个看起来就十分硬核的芯片电路图，我第一眼就觉得这绝对是一本“硬菜”。翻开目录，果然不出所料，什么逻辑门、组合逻辑、时序逻辑，这些名词对我来说既熟悉又陌生，毕竟大学的那些理论知识早就还给老师了。但是，我还是抱着一丝希望，希望这本书能帮我重新梳理一遍这些知识点。 我特别喜欢它在讲到具体概念时，会引用很多实际的例子。比如，讲到触发器的时候，它不仅仅是给你一堆公式和时序图，还会举出秒表、计数器这些我们生活中常见的电子设备是如何利用触发器实现的。这种“学以致用”的感觉，一下子就拉近了我跟枯燥的理论之间的距离。有时候，我会觉得这本书像是我的一个老朋友，它不会用那种高高在上的语气来跟你讲道理，而是用一种循循善诱的方式，让你慢慢理解那些复杂的概念。 最让我印象深刻的是，它对于“状态机”的讲解。我一直对状态机这个东西有些模糊的概念，总觉得它是一个很抽象的东西，但这本书用流程图和代码相结合的方式，把状态机的设计过程一步一步地展示出来。尤其是它在解释“亚稳态”这个难点时，用到了一个非常生动的比喻，我当时就“豁然开朗”了。我甚至觉得，如果我当初学这门课的时候有这本书，我的成绩肯定会不一样。 我拿到这本书的时候，其实是想找些关于FPGA开发的内容。虽然这本书的标题里没有直接提及FPGA，但我直觉认为，数字逻辑的基础知识是FPGA开发不可或缺的。读完之后，我的预感得到了证实，书中的很多概念，比如寄存器、组合逻辑电路等，都直接应用在FPGA的设计流程中。特别是关于时序分析的部分，对我理解如何优化FPGA的时序性能非常有帮助。 总体来说，这本书的编写风格非常扎实，它没有花哨的排版或者过多的图片，而是专注于内容的深度和准确性。每一章都围绕着核心概念展开，层层递进，让人能够逐步建立起对数字逻辑的全面认识。它可能不适合那些追求快速入门的读者，但如果你想真正理解数字逻辑的底层原理，并且愿意花时间和精力去钻研，那么这本书绝对是一个宝藏。

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封面设计简洁到有些“朴素”，但就是这种低调的风格，让我觉得里面一定蕴含着扎实的知识。我之前在学校学习过数字逻辑，但毕业后工作内容主要偏向软件，对数字逻辑的记忆已经很模糊了。所以，这次购买这本书，主要是想重新梳理一下这些基础知识，以便在需要的时候能够快速回忆起来，甚至能够解决一些与硬件相关的技术难题。 这本书的语言风格非常直接，没有过多的修饰，而是直奔主题。它在讲解每一个逻辑门的时候，都会给出清晰的定义、真值表，以及相应的电路符号。我尤其欣赏它在讲解组合逻辑电路时，不仅仅是列举了常见的电路类型，还详细讲解了如何使用布尔代数和卡诺图等方法来化简逻辑表达式。这种“动手做”的教学方式，让我感觉自己不再是被动接受知识，而是积极参与到知识构建的过程中。 让我眼前一亮的是，书中对时序逻辑电路的讲解。它用非常直观的图示和生动的比喻，将复杂的概念变得容易理解。比如，在讲解D触发器的时候，它将其类比为一个“延迟开关”，只有当时钟信号到来时，才会将输入信号“记住”并输出。这种形象的比喻，让我能够快速地抓住核心概念，而不用被复杂的数学公式所困扰。 更值得称赞的是，这本书在讲解一些关键概念时，并没有止步于理论，而是紧密结合实际应用。比如，在介绍计数器的时候，它不仅讲解了异步计数器和同步计数器的原理，还展示了它们在实际电子设备中的应用，例如在数字仪表和时钟电路中的作用。这种“理论与实践相结合”的讲解方式，让我能够更好地理解数字逻辑的价值和意义。 总的来说，这本书给我的感觉是非常“硬核”但又不失“实用”。它没有华而不实的封面，也没有故弄玄虚的语言，而是用最朴实的方式，将数字逻辑的知识点系统地呈现出来。我感觉这本书更像是一本“数字逻辑的速成手册”，它能够帮助我快速地回顾和巩固相关的知识，并且在遇到实际问题时，能够提供有效的解决方案。对于任何想要深入了解数字逻辑的人来说，这本书都是一个不错的选择。

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说实话，一开始是被书名吸引的，觉得“数字逻辑”这个词听起来就有点“硬核”，而“实用教程”则又给人一种“好上手”的期待。《数字逻辑实用教程》这个书名，在我看来，就像是在说“别怕，这东西虽然听着难，但跟着我做，你就能学会”。我本身是跨专业进入这个领域的，之前对数字逻辑的了解几乎为零，所以抱着一种“死马当活马医”的心态买下了这本书。 一开始读的时候，我确实被那些逻辑门、真值表给“吓”到了。但是，作者的讲解方式非常独特，他没有直接上来就讲公式，而是从“电”这个最基本的概念开始，一点点引入逻辑的概念。比如，他会用“开灯”和“关灯”来类比“1”和“0”，然后逐步引入“与门”、“或门”这些概念。这种从物理世界到抽象逻辑的过渡，让我觉得特别顺畅。 最让我赞叹的是，它在讲解组合逻辑电路时，简直是把“化繁为简”做到了极致。我一直觉得像编码器、译码器这种东西很难理解，但这本书通过清晰的逻辑图和详细的步骤分解，把这些复杂的电路原理讲得明明白白。而且，它还给出了很多关于如何简化逻辑表达式的方法，这对于提高电路的效率非常有帮助，让我感觉学到的东西可以直接用上。 当我读到时序逻辑的部分，我更是觉得捡到宝了。之前我对触发器、寄存器这些概念一直模模糊糊，总觉得它们像是一个个“黑箱”。但是，这本书用非常形象的比喻，比如把触发器比作一个“带开关的内存”，并且详细地讲解了各种触发器的时序特性，让我对它们的理解达到了一个新的高度。尤其是在讲解“状态机”的设计时，书中提供的流程图和状态转换图，简直是我的福音，让我能够清晰地把握整个系统的运行逻辑。 总体而言，这本书给我的感觉是“循序渐进，知行合一”。它不像一些理论性很强的书籍那样枯燥乏味，而是通过大量的实例和图示，将抽象的数字逻辑概念变得生动易懂。我感觉这本书更像是一个良师益友，它不仅教会我“是什么”，更教会我“怎么做”。对于初学者来说，这本书无疑是一条非常友好的入门路径，能够帮助你快速建立起对数字逻辑的全面认识，并且为后续的学习打下坚实的基础。

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封面设计就透露出一种“不走寻常路”的调调，跟市面上那些花里胡哨的教材比起来，显得格外沉静。我平时工作接触的都是一些底层驱动和硬件交互，对于数字逻辑这块总感觉隔靴搔痒，很多时候是在“感觉”层面进行设计，缺乏坚实的理论支撑。所以，当我看到这本书的名字时，就想着或许能从中找到一些“真经”。 拿到书后，我最先翻看的是关于基本逻辑门的部分。不得不说，作者的讲解方式很有意思，他没有直接灌输逻辑门的定义，而是从“开关”的类比入手，非常直观地解释了“与、或、非”等基本操作。然后，他又结合一些简单的电路图，将抽象的逻辑门转化为看得见的实体，这种由浅入深的讲解方式，让我觉得学习起来毫不费力。 让我印象深刻的是，书中在讲解组合逻辑电路时，并没有停留在理论层面，而是引用了大量的实际应用案例。比如，在介绍加法器的时候，它不仅讲解了半加器、全加器的原理，还展示了如何用它们来构建一个多位加法器，并且对每一级的连接和工作状态都进行了详细的说明。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，让我对这些电路的功能和应用有了更深刻的理解。 然后是时序逻辑部分，这块内容对我来说一直是个难点。但这本书在讲解触发器、寄存器这些概念时，用了很多形象的比喻，比如把触发器比作一个“记忆单元”，能够记住上一次的状态。而且，它还详细地讲解了各种触发器的特性，以及如何利用它们来实现计数、移位等功能。最关键的是，它还提到了很多实际设计中容易遇到的问题，比如竞争冒险和亚稳态，并且给出了相应的解决方案，这一点对我来说非常有价值。 总的来说，这本书就像是一个经验丰富的工程师在跟你分享他的设计心得。它不会生硬地给你讲理论，而是通过大量的实例和图示，让你在实践中学习，在学习中成长。我感觉这本书更像是一本“实操手册”，它教会你如何去设计、如何去分析，而不是仅仅告诉你“是什么”。对于我这种需要将理论知识转化为实际能力的人来说，这本书的价值不可估量。

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我拿到这本《数字逻辑实用教程》的时候，首先被它那略显“复古”的封面吸引了。那种朴素的设计风格，似乎预示着里面是货真价实的干货，而不是那些华而不实的“快餐式”教程。我本身是做嵌入式开发出身，对数字电路的基础知识虽然有所了解，但总觉得不够系统，不够深入，遇到一些复杂的设计时总会感觉力不从心。所以，我带着一种“查漏补缺”的心态开始了我的阅读之旅。 不得不说，这本书在概念的讲解上非常到位。它不会上来就抛出一堆公式和定义，而是会先从一些生活中的类比开始，一点点引导读者去理解抽象的逻辑概念。比如，讲到“或门”的时候，作者就用“只要有一盏灯亮，整个系统就亮”来类比，这种方式大大降低了理解门槛。而且，对于每一个逻辑门的工作原理，它都配有清晰的真值表和波形图，让你能直观地看到输入和输出之间的关系，这是我非常看重的一点。 当我读到“组合逻辑”的部分时，我才真正体会到这本书的“实用”之处。它不仅仅是列举了几个常见的组合逻辑电路，比如加法器、译码器，还深入讲解了如何设计这些电路，以及在实际应用中需要注意的问题。书中举了很多实际的电路设计案例，并且附带了详细的步骤说明，让我可以跟着一步步地去模仿和实践。这种“手把手”的教学方式，对于我这种动手能力比较强的人来说，简直是太有吸引力了。 尤其让我惊喜的是，这本书对“时序逻辑”的讲解。我一直认为时序逻辑是数字逻辑中最难的部分之一，但作者的讲解让我感觉清晰了很多。他用非常形象的比喻来解释“触发器”的工作原理，并且详细地阐述了“时序约束”和“竞争冒险”等概念，还提供了解决这些问题的具体方法。我甚至觉得，如果我当初在学校学习的时候，能有这样一本教材，我肯定不会在时序分析上栽跟头。 我个人认为，这本书的优点在于它的严谨性和系统性。它没有刻意去追求某种“炫酷”的风格，而是用最朴实的方式，把数字逻辑的知识点梳理得井井有条。虽然它可能不像一些畅销书那样容易读懂，但如果你真的想把数字逻辑这门学科吃透，并且把它应用到实际的开发中，那么这本书绝对是值得你投入时间和精力的。它更像是一本工具书，在你遇到问题时，可以随时翻阅，并且从中找到解决问题的思路。

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