PIC单片机入门与实战 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:张明峰 编

出品人:

页数:428

译者:

出版时间:2004-1

价格:39.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787810775083

丛书系列:

图书标签:

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《电子工程师的福音：原理、应用与进阶之路》 内容概要 本书并非一本介绍特定微控制器型号的入门教程，而是旨在为所有对电子设计、嵌入式系统开发感兴趣的工程师、学生以及爱好者提供一套全面、系统、深入的理论基础和实践指导。本书将带领读者从最根本的电子学原理出发，逐步深入到复杂的数字电路、微处理器架构，直至当下热门的嵌入式系统设计理念和前沿技术。本书的核心目标是培养读者独立分析问题、解决问题以及创新设计的强大能力，而非仅仅局限于掌握某一种具体的开发工具或芯片。 第一部分：电子学的基石——从零开始构建数字世界 1. 电学基础回顾与拓展： 电路基本定律： 欧姆定律、基尔霍夫电压定律、基尔霍夫电流定律的深入剖析，结合实际电路案例，阐释其在分析复杂电路时的应用。不仅仅是公式的罗列，更强调理解其物理意义和推理过程。 电阻、电容、电感特性： 详细讲解这些基本元器件的物理原理、伏安特性曲线、在直流和交流电路中的行为。重点分析其在信号滤波、储能、振荡电路中的作用。 二极管与三极管： 深入理解PN结的原理，分析二极管的正向导通、反向截止特性，以及在整流、稳压、限幅等电路中的应用。重点讲解三极管作为开关和放大器的两种基本工作模式，阐释其内部结构、参数意义以及在实际电路设计中的选用原则。 场效应管（MOSFET）： 介绍MOSFET的工作原理，对比JFET和MOSFET的结构及特性，重点分析其在高频、低功耗应用中的优势，以及在数字电路和功率驱动中的重要作用。 2. 数字电路逻辑严谨之道： 二进制与逻辑门： 从二进制数系的运算规则开始，逐步引入基本逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的真值表、逻辑符号、物理实现方式（TTL, CMOS）。 组合逻辑电路： 讲解如何构建更复杂的组合逻辑电路，如加法器、减法器、译码器、编码器、多路选择器（Multiplexer）、数据分配器（Demultiplexer）。着重介绍卡诺图（Karnaugh Map）和布尔代数简化方法，培养读者化繁为简的设计能力。 时序逻辑电路： 引入“时钟”的概念，讲解触发器（Flip-Flop）的原理（SR, JK, D, T），以及它们如何存储信息。重点讲解寄存器（Register）、移位寄存器（Shift Register）和计数器（Counter）的设计与应用，分析其在数据存储、时序控制、频率分频等方面的功能。 有限状态机（FSM）： 介绍Mealy型和Moore型有限状态机的概念，如何用状态图和状态表描述系统行为，以及如何将其转化为实际的逻辑电路。重点讲解FSM在控制序列、通信协议、界面设计等场景下的应用。 第二部分：微处理器与嵌入式系统——智能的灵魂与大脑 1. 微处理器架构解析： CPU核心部件： 深入剖析中央处理器（CPU）的关键组成部分，包括算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）、寄存器组、指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）等。讲解CPU如何执行指令周期（取指令、译码、执行、写回）。 指令集架构（ISA）： 介绍RISC（精简指令集计算机）和CISC（复杂指令集计算机）两种主要的ISA设计理念，分析它们在性能、功耗、开发复杂度方面的优缺点。 存储器层次结构： 讲解CPU与存储器之间的交互方式，包括内存（RAM, ROM）、缓存（Cache）的作用，以及地址总线、数据总线、控制总线的工作原理。 2. 嵌入式系统核心概念： 什么是嵌入式系统： 定义嵌入式系统，阐述其“嵌入”于特定应用、专用的特点。分析嵌入式系统与通用计算机的区别。 关键组成要素： 详细介绍嵌入式系统的四大核心组成部分：硬件（微处理器/微控制器、外围设备、存储器）、软件（固件、操作系统/RTOS、应用软件）、通信接口（I/O口、UART、SPI、I2C、USB、Ethernet等）和电源管理。 工作原理与流程： 阐释嵌入式系统如何通过感知输入、处理信息、控制输出，实现特定的功能。讲解中断机制在提高系统响应速度和效率中的重要性。 3. 硬件接口与外设交互： 通用输入/输出（GPIO）： 详细讲解GPIO的工作模式（输入、输出、上拉、下拉）、配置方法，以及如何通过GPIO控制LED、读取按钮状态、驱动继电器等。 串行通信接口： 深入理解UART（通用异步收发传输器）的工作原理，包括波特率、数据位、停止位、校验位等概念，以及其在设备间通信中的广泛应用。 同步串行接口： 讲解SPI（串行外设接口）和I2C（集成电路总线）的协议细节，包括主从模式、时序关系、地址寻址等，以及它们在连接各种传感器、存储器、显示器等外设时的优势。 模数转换（ADC）与数模转换（DAC）： 详细讲解ADC的采样、量化、编码过程，介绍不同ADC架构（逐次逼近、Δ-Σ等）的原理和特点，以及如何在实际应用中选择合适的ADC。同理，讲解DAC的工作原理及其在生成模拟信号中的作用。 定时器与脉冲宽度调制（PWM）： 介绍定时器的计数模式、溢出中断等功能，以及如何利用定时器实现延时、计数、捕获等任务。重点讲解PWM的原理及其在电机调速、LED亮度控制、信号发生等方面的强大应用。 第三部分：软件开发与系统集成——赋予硬件生命 1. 编程语言与工具链： C语言进阶： 强调C语言在嵌入式开发中的核心地位，深入讲解指针、内存管理、位操作、结构体、联合体、预处理器宏等高级特性，以及它们如何高效地与硬件交互。 汇编语言基础： 介绍汇编语言的基本概念、指令集结构，讲解其在优化关键代码、理解底层硬件工作原理时的作用。 交叉编译与调试： 阐释交叉编译（Cross-compilation）的概念，介绍编译、链接、目标文件等过程。详细讲解调试工具（如GDB、JTAG/SWD调试器）的使用方法，包括断点设置、单步执行、变量查看、内存监控等。 2. 操作系统与实时系统： 裸机开发 vs. 操作系统： 对比裸机开发（Bare-metal Programming）和使用操作系统的优劣，讲解何时适合裸机，何时需要操作系统。 实时操作系统（RTOS）基础： 介绍RTOS的核心概念，如任务（Task）、任务调度（Task Scheduling，包括优先级、时间片轮转等）、进程间通信（IPC，如信号量、互斥锁、消息队列、事件标志组）、中断处理。重点讲解RTOS如何有效地管理系统资源，实现任务并发执行和高实时性。 3. 嵌入式系统设计方法论： 需求分析与架构设计： 强调在项目启动阶段进行详细的需求分析，并基于需求进行合理的系统架构设计，包括硬件选型、软件模块划分、通信协议选择等。 模块化设计与代码复用： 倡导模块化设计思想，将复杂的系统分解为独立、可维护的模块，提高代码的可读性、可测试性和复用性。 系统集成与测试： 讲解如何将各个独立的软硬件模块集成在一起，并进行系统级的测试，包括单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。 功耗优化与低功耗设计： 介绍各种低功耗设计技术，如睡眠模式、时钟门控、动态电压频率调整（DVFS）等，以满足便携式设备和物联网应用的需求。 安全性与可靠性设计： 讨论嵌入式系统在安全性（数据加密、访问控制）和可靠性（故障检测、容错机制）方面的设计考量。 第四部分：进阶应用与前沿探索——拥抱未来 1. 物联网（IoT）技术： 讲解物联网的整体架构，包括传感器节点、网络通信（Wi-Fi, Bluetooth, LoRa, NB-IoT）、云平台接入、数据分析和应用开发。 2. 嵌入式Linux系统： 介绍嵌入式Linux系统的基本构成，包括引导加载程序（Bootloader）、Linux内核、根文件系统、设备驱动程序，以及交叉编译环境的搭建。 3. 人工智能（AI）在嵌入式领域： 探讨边缘计算、轻量级神经网络模型（如TinyML）在嵌入式设备上的部署和应用，例如图像识别、语音识别、传感器数据预测等。 4. 嵌入式通信协议深入： 针对CAN总线、Ethernet（TCP/IP）、Modbus等在工业自动化、汽车电子等领域中广泛使用的通信协议进行详细解析。 5. FPGA与SoC设计入门： 简要介绍FPGA（现场可编程门阵列）和SoC（系统级芯片）的概念，以及它们在高性能、定制化嵌入式系统设计中的作用，为读者提供进一步探索硬件加速和复杂系统集成的方向。 学习方法与建议 本书并非枯燥的理论堆砌，而是强调理论与实践相结合。每一章节都将穿插丰富的实例分析、电路图解、流程图示，并引导读者思考“为什么”和“如何做”。鼓励读者在学习过程中，积极动手实践，搭建实验电路，编写测试代码，通过实际操作来加深理解。本书的最终目标是帮助读者建立起一套扎实的电子系统设计思维框架，使其能够独立自主地学习和掌握未来任何一种新的微控制器、开发平台和技术。 本书适合所有渴望深入理解电子世界，掌握嵌入式系统设计核心技能的读者。无论您是即将踏入电子工程领域的学生，还是希望提升技术水平的在职工程师，亦或是对智能硬件充满热情的创客，都能从中获益匪浅，踏上属于自己的电子工程师进阶之路。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调，配上简洁明了的标题字体，立刻就给人一种专业且严谨的感觉。我拿到手的时候，首先就被它的纸张质感吸引住了，拿在手里沉甸甸的，翻页的时候没有廉价的沙沙声，而是那种比较厚实的、带着一点点阻尼感的触感，这对于长时间阅读来说简直是福音。内容排版上，作者显然是下足了功夫，大段的代码块和理论讲解之间穿插着清晰的图示和流程图，逻辑层次分明，即便是初学者也能很快找到重点。我特别欣赏它在章节开篇设置的“学习目标”和章节末尾的“知识点回顾”，这使得每一次阅读都像是在进行一场有计划的探索，而不是漫无目的地翻阅。而且，书中的插图质量非常高，很多电路图和芯片引脚的示意图都标注得极其精确，这在其他同类书籍中是很少见的，让我在搭建实验平台时少走了很多弯路，光是这排版和设计上的用心，就足以体现出作者的专业素养和对读者的尊重。

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这本书的实战性远超我的预期，很多教材往往只停留在理论推导和简单的“点亮LED”级别，但这本书明显是将目光投向了实际工程应用。我尤其喜欢它在讲解外部设备接口时，不只是给出代码，还会详细分析不同工作模式下的功耗差异、抗干扰措施，甚至连PCB设计时需要注意的走线间距都略有提及。例如，在讲解ADC转换时，它不仅展示了如何配置寄存器，还对比了不同采样率对精度影响的曲线图，这对于我们这些需要做数据采集项目的人来说，简直是“救命稻草”。更重要的是，书后附带的光盘（或者在线资源）提供的实验源码结构清晰，注释详尽，可以直接作为项目开发的骨架来使用，而不是那种糊弄人的“示例代码”。这种深度和广度兼备的实战导向，让这本书从单纯的学习工具升级为了一个实用的开发参考手册。

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从整体的知识体系构建来看，这本书展现出一种罕见的平衡感。它既没有陷入纯理论的泥潭，也没有为了“炫技”而堆砌不必要的复杂功能模块。它的内容组织是层层递进的，从最基本的寄存器操作，到中断系统的有效利用，再到如串口通信、EEPROM读写等中级应用，最后过渡到一些需要综合运用多模块的综合性项目。这种结构设计，非常符合人脑处理新知识的认知规律——先建立框架，再填充细节。对于一个想要系统性掌握这个平台的用户来说，这本书提供了一条清晰、高效的学习路径，它不仅仅是教会你怎么写代码，更是告诉你为什么这样写，以及在不同的应用场景下应该如何权衡取舍。可以说，它成功地将一个庞杂的技术体系，浓缩成了一套结构合理、可执行的知识地图。

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坦白讲，我发现市面上很多技术书籍的作者似乎都忘了读者是“人”，他们习惯用一种冰冷的、百科全书式的语调来陈述事实，读起来枯燥乏味，很容易让人产生畏难情绪。然而，这本书的作者仿佛是一位经验丰富、耐心十足的导师坐在你身边。他的语言风格非常亲切自然，即使在阐述复杂的外设驱动时，也会穿插一些小小的“经验之谈”或者“避坑指南”。比如，他提到在某些特定的低电压环境下，晶振的稳定性可能会受到影响，并提供了一个简单的软件校准思路。这种“人情味”的讲解，极大地降低了技术学习的心理门槛，让我感觉学习过程不再是单向的知识灌输，而更像是一种知识的共同探索。这种流畅、富有感染力的文字表达，是衡量一本好教材的重要标准之一，而这本书无疑做到了这一点。

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老实说，我接触单片机领域已经有一段时间了，手里也零零散散地收藏了不少资料，但大多都是零散的教程或者过于偏向特定应用的晦涩手册。这本书真正让我感到惊喜的是它对基础概念的深入浅出。它没有直接跳到复杂的编程技巧，而是花了大量的篇幅去解释晶振的工作原理、I/O口的电气特性这些“底层”的知识。我记得有一次我一直搞不懂定时器溢出中断的具体时序关系，翻阅了市面上好几本厚厚的参考书都没彻底明白，但这本书里用了一个非常形象的比喻——把定时器比作一个上紧了发条的玩具时钟，每次滴答声就是一次“计数”，这个比喻一下子就击中了我，让我豁然开朗。这种将抽象概念具象化的能力，是这本书最大的价值所在，它构建了一个非常坚实且易于理解的知识地基，让后续的学习能够稳步攀升。

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已经绝版了，学校图书馆还有。作者应该是真正开发，技术介绍非常清晰。

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