数字电路与逻辑设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:刘鑫

出品人:

页数:448

译者:

出版时间:2003-2-1

价格:35.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505382015

丛书系列:

图书标签:

• 数字电路
• 逻辑设计
• 计算机组成原理
• 电子技术
• 电路分析
• 数字系统设计
• FPGA
• Verilog
• VHDL
• 电子工程

好的，以下是一本关于嵌入式系统设计与实践的图书简介，旨在与“数字电路与逻辑设计”形成差异，详细介绍其内容范围和核心价值： --- 嵌入式系统设计与实践：从硬件基础到物联网应用 内容概要 本书旨在为读者提供一套全面、深入且侧重实践的嵌入式系统设计与实现指南。它将不再局限于基础的数字逻辑层面，而是将重点放在如何构建一个完整的、具备实际功能的智能系统中。全书内容覆盖从底层硬件接口到上层应用软件开发的完整技术栈，强调理论知识与工程实践的紧密结合。 核心章节与技术深度 第一部分：嵌入式系统基石与微控制器选型（Hardware Foundation） 本部分将系统介绍现代嵌入式系统的核心组件——微控制器（MCU）的架构原理。我们不会停留在门电路和布尔代数层面，而是深入研究主流架构（如ARM Cortex-M系列）的流水线、中断控制器（NVIC）和内存保护单元（MPU）的工作机制。 微控制器体系结构深度解析： 详细剖析寄存器组织、堆栈管理以及指令集的执行流程。重点讲解如何利用底层硬件特性进行高效的代码优化。 时钟系统与电源管理： 讲解晶振电路的选型、PLL（锁相环）的配置，以及在低功耗应用中至关重要的睡眠模式、唤醒机制和电源域隔离技术。 存储器映射与访问控制： 阐述片上FLASH、SRAM的组织方式，以及外部存储器（如SDRAM、SPI Flash）的接口时序和驱动原理。 第二部分：系统级并行化与实时操作系统（RTOS Integration） 现代嵌入式应用对多任务并发处理能力要求极高。本部分将聚焦于如何利用实时操作系统来管理复杂任务流，确保系统的高可靠性和实时性。 实时操作系统（RTOS）内核机制： 深入探讨任务调度算法（如优先级继承、死锁避免策略）、信号量、互斥锁、消息队列和事件组的设计与使用。我们将使用FreeRTOS或Zephyr等主流RTOS进行大量实例演示。 中断服务程序（ISR）与上下文切换： 讲解ISR的设计原则、最大延迟分析，以及操作系统如何高效地处理中断和实现任务间的上下文切换，这是保证系统实时性的关键。 驱动程序开发基础： 学习如何为特定外设编写健壮的驱动代码。内容包括设备树（Device Tree）的理解与应用、驱动的模块化设计，以及与内核API的交互规范。 第三部分：关键外设接口与数据采集（Peripheral Interfacing & Data Acquisition） 本部分将详细讲解嵌入式系统中常用的通信协议和数据转换技术，侧重于如何高效、稳定地与外部世界进行信息交换。 串行通信协议深度探究： 详述UART（异步串行通信）、SPI（高速同步总线）和I2C（多主多从总线）的硬件时序细节、错误校验机制，并提供优化数据吞吐量的技巧。 模拟信号处理与转换： 重点介绍模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的原理，包括采样率、有效位数（ENOB）、量化误差的分析，以及如何使用DMA（直接内存存取）来卸载CPU负担，实现高速数据流捕获。 高级定时器应用： 探索PWM（脉冲宽度调制）在电机控制和电源调节中的高级应用，以及如何利用定时器生成精确的周期事件。 第四部分：网络通信与边缘计算（Connectivity and Edge Computing） 随着物联网（IoT）的兴起，嵌入式系统必须具备强大的网络连接能力。本部分将从协议栈层面讲解网络通信的实现。 TCP/IP协议栈与嵌入式网络编程： 介绍LwIP等轻量级TCP/IP协议栈的架构，讲解Socket编程在嵌入式环境中的限制与优化，以及UDP与TCP的应用场景区分。 无线通信模块集成： 详细介绍Wi-Fi、Bluetooth Low Energy (BLE) 等模块的AT指令控制、数据透传机制，以及在资源受限设备上实现安全连接的技术。 数据安全与OTA升级： 探讨嵌入式设备在网络环境下的安全挑战，包括数据加密、身份认证的基本方法，以及实现可靠的固件空中升级（OTA）机制。 第五部分：调试、测试与系统健壮性（Debugging and Robustness） 高质量的嵌入式产品离不开严格的调试和测试流程。本部分将教授专业的工程调试方法论。 硬件级调试工具链： 深入使用JTAG/SWD接口，讲解如何利用逻辑分析仪和示波器进行信号层面的故障诊断，区分软件Bug与硬件时序问题。 内存泄漏与栈溢出诊断： 在嵌入式环境中，这些问题极难追踪。我们将介绍利用内存调试工具和运行时看门狗机制来提高代码健壮性的实用技巧。 持续集成与自动化测试： 引入嵌入式系统的持续集成（CI）概念，介绍如何搭建自动化测试平台，确保每次代码变更的可靠性。 适用读者对象 本书适合具备一定C语言基础，希望从底层原理深入理解现代微控制器工作机制，并致力于开发具有复杂功能（如工业控制、智能硬件、传感器网络节点）的工程师、高年级本科生及研究生。它将引导读者超越简单的“点亮LED”阶段，迈向构建高性能、高可靠性嵌入式产品的专业领域。

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