单片机应用系统设计与产品开发 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电出版社

作者:冯建华

出品人:

页数:380

译者:

出版时间:2004-11-1

价格:38.0

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787115126818

丛书系列:

图书标签:

• 系统开发
• 电子
• MCU
• 单片机
• 嵌入式系统
• 应用开发
• 系统设计
• 产品开发
• 电子工程
• 硬件设计
• 软件编程
• 实践案例
• 工程技术

《数字信号处理基础与工程实践》 本书旨在为读者提供一个全面而深入的数字信号处理（DSP）理论基础，并将其与实际工程应用紧密结合。本书内容涵盖了DSP领域的核心概念、关键算法以及在现代电子系统中的广泛应用，旨在帮助读者掌握DSP技术，并将其运用于解决实际工程问题。 第一部分：数字信号处理理论基石 本书的开篇将系统梳理数字信号处理的理论框架。我们将从最基础的信号分类，如离散时间信号和离散时间系统，开始讲解。随后，深入探讨线性时不变（LTI）系统的基本性质，包括卷积、冲激响应和系统的频率响应等。读者将了解如何用数学模型精确描述信号和系统的行为。 傅里叶分析是DSP的核心工具。本书将详细介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）及其高效实现算法——快速傅里叶变换（FFT）。我们将剖析不同变换的原理、适用范围以及它们在频谱分析中的关键作用，并通过丰富的图示和数学推导，帮助读者深刻理解信号的频率成分。 Z变换是分析和设计离散时间系统的强大工具。本书将深入讲解Z变换的性质、逆Z变换以及它们在系统稳定性分析、系统函数表示等方面的应用。读者将学习如何利用Z变换来理解和控制系统的动态行为。 第二部分：数字滤波器设计与实现 滤波器是DSP中不可或缺的组成部分，用于选择性地通过或抑制信号的特定频率分量。本书将详细介绍两大类数字滤波器：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。 对于IIR滤波器，我们将探讨其设计方法，包括巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器等经典设计，并讲解如何将模拟滤波器原型转换为数字滤波器。同时，我们也将关注IIR滤波器的实现结构，以及可能带来的非线性相位失真问题。 对于FIR滤波器，本书将重点介绍窗函数法和频率抽样法等设计技术。FIR滤波器以其线性相位特性在许多应用中备受青睐，本书将深入分析其优势，并讲解其在时域和频域的设计权衡。读者还将学习不同窗函数（如汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）对滤波器性能的影响。 第三部分：现代DSP技术与应用 在扎实的理论基础和滤波器设计能力之上，本书将进一步拓展到更广泛的现代DSP技术和应用领域。 自适应滤波是DSP的一个重要分支，其核心思想是滤波器参数能够根据输入信号的统计特性进行自动调整。本书将介绍LMS（最小均方）算法和RLS（递归最小二乘）算法等经典的自适应滤波算法，并探讨其在噪声消除、回声消除、均衡以及语音信号处理等方面的应用。 谱估计技术是分析信号频率特性的另一重要方面，特别是当信号的统计特性随时间变化时。本书将介绍经典的周期图法、改进的周期图法（如Welch法）以及高分辨率谱估计方法，如AR模型谱估计等，并分析它们在雷达、声纳、通信等领域的应用。 第四部分：工程实践与案例分析 理论与实践并重是本书的一大特色。在介绍完各项DSP技术后，本书将通过详细的工程案例分析，展示如何将这些理论知识应用于解决实际问题。 我们将选取诸如音频信号处理（如采样率转换、音频编码解码）、语音信号处理（如语音识别、语音增强）、通信系统中的信号处理（如调制解调、信道均衡）、以及生物医学信号处理（如心电图ECG信号分析、脑电图EEG信号处理）等多个典型应用场景。 在每个案例中，我们将详细介绍问题的背景、DSP技术的选择依据、具体的算法实现步骤、参数设置的考虑因素，以及如何通过仿真软件（如MATLAB/Simulink）进行验证和优化。本书还将提供关于DSP硬件平台（如高性能DSP处理器）的选型和开发流程的概述，帮助读者了解从理论到实际产品的转化过程。 本书目标读者： 本书适合高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学等相关专业的本科生、研究生，以及从事信号处理、嵌入式系统开发、通信系统设计、自动控制等领域的工程师和技术人员。对于希望深入理解数字信号处理原理并将其应用于工程实践的读者，本书将是一本不可多得的参考资料。通过阅读本书，读者将能够构建更强大、更智能的数字信号处理系统，并应对日益复杂的工程挑战。

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这本书的逻辑结构设计得非常巧妙，仿佛一条清晰的河流，从源头（单片机基础知识）开始，一路蜿蜒流淌，最终汇入浩瀚的海洋（实际产品开发）。它没有采用那种堆砌概念的写作方式，而是将知识点巧妙地融入到一个个具体的应用场景中。比如，在讲到定时器和中断时，作者并没有枯燥地讲解寄存器的设置，而是通过一个“精准时钟”或者“交通信号灯控制”的实例，让我们理解定时器如何实现周期性任务，中断如何响应外部事件，以及如何将两者结合起来实现更复杂的功能。这种“学以致用”的方式，不仅让学习过程变得生动有趣，更重要的是，它帮助我们建立起一种基于问题解决的思维模式，而不是死记硬背。书中的章节过渡也十分自然，从一个模块的功能实现，很顺畅地延伸到与其他模块的协同工作，再到整个系统的集成和调试。这使得我在阅读过程中，能够清晰地看到整个产品从概念到实现的完整脉络，而不是被零散的知识点所困扰。

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这本书在内容组织上非常用心，它并没有采用那种“一本通”的模式，而是将单片机应用系统设计与产品开发这个庞大的主题，拆解成了一个个逻辑清晰、相互关联的模块。从最基础的单片机原理和开发环境搭建，到具体的硬件接口和通信协议，再到软件设计、系统集成和调试，每一个部分都得到了充分的阐述。我特别喜欢书中关于“嵌入式软件开发流程”的讲解，它详细介绍了从需求分析、架构设计、编码实现、单元测试，到集成测试、系统测试、发布部署等一系列流程，并强调了版本控制、代码规范等重要性。这些内容让我深刻理解到，一个高质量的嵌入式产品，不仅仅是代码的堆砌，更是一个严谨的工程化过程。这本书让我对单片机应用系统设计与产品开发有了更全面、更深入的认识，也极大地提升了我独立完成项目开发的能力。

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我一直对嵌入式系统和物联网技术抱有浓厚的兴趣，也曾尝试过阅读一些相关的技术书籍，但坦白说，很多书要么过于理论化，要么过于碎片化，很难形成一个完整的知识体系。直到我拿起这本《单片机应用系统设计与产品开发》，我才真正找到了那种“醍醐灌顶”的感觉。它并没有一开始就抛出一大堆枯燥的指令集或者复杂的算法，而是从最基础的硬件接口讲起，循序渐进地引导读者理解单片机是如何与外部世界进行交互的。例如，在讲解GPIO（通用输入输出）时，作者不仅解释了其原理，还通过实际的LED驱动和按键读取的案例，让我们这些初学者能够立刻上手，感受到控制的乐趣。更难能可贵的是，这本书并没有止步于简单的实验，它深入到实际产品开发中的一些关键环节，比如电源管理、信号采集与处理、人机交互界面的设计等等。这些内容对于想要将理论知识转化为实际产品的人来说，简直是无价之宝。我尤其欣赏书中关于“低功耗设计”的章节，它详细阐述了在嵌入式系统中如何优化代码和硬件配置，以最大限度地延长电池寿命，这对于很多移动或便携式产品至关重要。

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读完这本书，我最大的感受是，它为我打开了一扇通往真实世界嵌入式开发的大门。我不再仅仅是停留在理论知识层面，而是真正地理解了如何将这些知识转化为能够解决实际问题的产品。书中对“工业通信协议”的介绍，例如Modbus、CANopen等，为我理解不同工业设备之间的互联互通提供了清晰的思路，这对于我未来从事工业自动化领域的开发非常有帮助。另外，关于“嵌入式Linux系统”的章节，虽然篇幅不多，但却为我指明了进一步深入学习的方向，让我意识到，在很多复杂应用中，嵌入式Linux系统能够提供更强大的功能和更灵活的开发环境。这本书的内容深度和广度，恰好能够满足我当前的学习需求，同时也为我未来的进阶学习打下了坚实的基础。

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从阅读体验上来说，这本书可以说是一次愉快的“技术之旅”。作者的语言风格非常平实易懂，避免了过于深奥的专业术语，即使是初学者，也能轻松理解。而且，他善于用比喻和类比来解释复杂的概念，比如将单片机比作一个“微型大脑”，将各种外围接口比作“感官”，这种生动形象的描述，一下子就拉近了读者与技术之间的距离。最让我感到惊喜的是，书中穿插了一些工程师在实际项目开发中遇到的常见问题及其解决方案，比如“串口通信时序不稳定怎么办？”、“ADC采样精度不足如何改进？”等等。这些“经验之谈”比任何理论知识都更具价值，它们能够帮助我们提前规避很多陷阱，少走弯路。我甚至会把书中的一些经典案例和解决方案摘抄下来，作为自己日后工作中的参考手册。

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这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，用循序渐进的方式引领我探索单片机应用的奥秘。作者在讲解每一个技术点时，都会从“为什么”和“怎么做”两个角度进行阐述，让读者不仅理解了技术的功能，更理解了其背后的设计思想。例如，在讲解PWM（脉冲宽度调制）时，他并没有简单地给出寄存器设置和代码示例，而是先解释了PWM在电机调速、LED亮度调节等应用中的重要性，以及如何通过改变占空比来控制输出的平均功率，然后才详细介绍不同型号单片机中PWM模块的配置方法，并通过实际的舵机控制案例，让我们直观地感受到PWM的强大能力。这种“知其然，更知其所以然”的学习方式，不仅加深了我对知识的理解，更培养了我独立分析和解决问题的能力。

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我最喜欢这本书的一个方面是它对实际产品开发流程的深度剖析。很多单片机书籍仅仅停留在理论讲解或者基础实验层面，但这本书却非常务实地将我们带入了真实的产品开发环境。它详细介绍了从需求分析、方案设计、硬件选型、PCB布局布线，到软件编程、系统联调、可靠性测试、量产制造等一系列关键环节。这对于我这样有志于成为一名优秀的嵌入式工程师的人来说，非常有指导意义。例如，书中关于“EMC/EMI设计”的部分，虽然篇幅不长，但却点出了产品能否顺利通过认证、能否在实际环境中稳定工作的关键。它讲解了如何通过合理的PCB布局、滤波电路以及屏蔽措施来减少电磁干扰，这在许多高频或强干扰环境中是必不可少的。此外，书中对“固件升级”和“软件调试技巧”的探讨，也极大地提升了我在后期维护和优化产品时的效率，让我不再畏惧那些看似棘手的bug。

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我非常欣赏这本书在实际项目案例上的选择和呈现方式。书中不仅仅给出了一些基础的、脱离实际的demo，而是选取了一些贴近实际产品开发需求的案例，例如智能家居控制系统、工业数据采集终端、便携式医疗监测设备等。每一个案例都经过了精心的设计，从硬件选型、电路设计，到软件架构、功能实现，都进行了详细的介绍。更重要的是，作者在讲解过程中，会穿插一些他在实际项目开发中遇到的挑战和解决方法，比如如何优化代码以提高运行效率，如何进行硬件选型以平衡成本和性能，如何处理软件兼容性问题等等。这些“实战经验”对于我这样即将步入行业的开发者来说，简直是无价之宝，它让我能够提前预见到一些潜在的困难，并学会如何应对。

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这本书在技术深度和广度上都达到了一个非常令人满意的水平。它不仅涵盖了单片机体系结构、指令集、存储器管理等核心基础知识，更是在此基础上，详细介绍了各种常用的外围接口，如SPI、I2C、UART、CAN、USB等，并分析了它们在不同应用场景下的特点和应用方法。同时，它并没有止步于硬件层面，而是深入探讨了驱动程序的设计、RTOS（实时操作系统）的应用、以及一些高级的通信协议栈，比如TCP/IP和MQTT，这些都是构建复杂嵌入式系统和物联网应用不可或缺的组成部分。书中对“模数混合信号处理”的讲解尤其令我印象深刻，它不仅介绍了ADC和DAC的基本原理，还深入探讨了如何进行滤波、放大、隔离等信号调理，以确保采集到的数据准确可靠，这对于很多需要处理模拟信号的领域，如医疗、工业自动化等，都具有重要的指导意义。

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这本书的封面设计非常吸引人，那种深邃的蓝色背景，搭配着银色的金属质感字体，立刻就传递出一种专业、严谨的科技感。我尤其喜欢封面上那个抽象化的电路板纹理，它不是那种写实的、复杂的图示，而是用一种艺术化的手法，将单片机的核心——连接与控制——的精髓表现出来。这种设计语言，一下子就把我拉进了单片机应用的世界，让我对即将翻开的每一页都充满了期待。拿到书的那一刻，它的分量也恰到好处，不是那种轻飘飘的快餐读物，而是沉甸甸的知识载体，让人感受到里面内容的扎实和厚重。装帧质量也相当不错，纸张的触感很好，不是那种粗糙的印刷纸，而是细腻光滑的，翻阅起来非常舒适，而且字体印刷清晰，即使长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。我甚至花了点时间去感受书脊的印刷，那种紧实而又灵活的缝合方式，预示着这本书能够经受住反复翻阅和学习的考验。从外观上看，这本书就已经成功地建立了我对它的信任感，让我觉得这是一本值得我投入时间和精力去学习的宝藏。

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