单片机原理及应用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国矿业大学出版社

作者:余发山

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003-12-01

价格:24

装帧:

isbn号码:9787810707947

丛书系列:

图书标签:

• 毕业设计
• 单片机
• 嵌入式系统
• 原理与应用
• 电子技术
• 微控制器
• C51
• 汇编语言
• 硬件设计
• 实践教程
• 电子工程

好的，这是一份针对“单片机原理及应用技术”一书的图书简介，但内容会聚焦于其他技术领域，确保完全不涉及单片机的内容。 --- 图书名称：《高级计算流体力学（CFD）模拟与优化设计》 内容简介 本书深入探讨了现代计算流体力学（CFD）领域的理论基础、前沿算法以及在复杂工程问题中的实际应用。本书旨在为研究生、高级工程师和研究人员提供一个全面而深入的框架，用以理解、构建和应用高精度的数值模型来模拟流体动力学现象。 第一部分：CFD 数值方法基础与理论框架 本部分将系统地回顾并深化对流体力学基本方程——纳维-斯托克斯（Navier-Stokes）方程的理解，并着重于其在离散化过程中的挑战。我们将详细解析有限体积法（FVM）的核心原理，这是当前工程CFD中最主流的离散化技术。 流动控制方程的数值处理： 本书将详细介绍如何将偏微分形式的控制方程转化为代数形式。重点讨论了对流项、扩散项以及压力梯度项的离散化方案。例如，在对流项的处理上，我们将深入比较迎风格式、中心差分格式的精度与稳定性的权衡，并着重介绍高分辨率格式，如迎风分裂法（AUSM）、QUICK格式以及ENO/WENO格式，分析它们在捕捉激波和边界层时的性能差异。 压力-速度耦合算法： 处理不可压缩流体或低速可压缩流体中的压力-速度耦合是CFD模拟的关键难点。本书将详尽阐述经典的SIMPLE（Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations）及其改进版本（如SIMPLEC、PISO、SIMPLER）的算法流程、收敛机制和适用条件。我们将通过详细的数学推导和伪代码展示，阐明压力泊松方程的求解策略，包括代数多重网格（AMG）预处理技术在加速收敛中的作用。 湍流模型精讲： 湍流是流体力学中复杂性的主要来源。本书对主流湍流模型进行了深入的比较分析。 RANS模型族： 详细阐述 $k-epsilon$ 模型（标准、RNG、Realizable）和 $k-omega$ 模型（标准、SST）的物理基础、方程结构及其在不同流动状态（如分离流、回流区）下的适用性。特别关注SST模型如何通过 $gamma$ 混合函数有效地结合$k-omega$ 在近壁区和$k-epsilon$ 在自由剪切流区的优势。 大涡模拟（LES）与直接数值模拟（DNS）： 对更高级的模拟方法进行介绍，探讨亚格子尺度（Subgrid-Scale, SGS）模型的建立，如Smagorinsky模型和动态SGS模型，并讨论LES在处理非定常大尺度涡结构中的优势与计算成本。 第二部分：网格生成、自适应与高精度计算 CFD的精度高度依赖于计算域的离散化——网格的质量和结构。本部分聚焦于先进的网格技术。 多面体网格与非结构化网格： 本书侧重于非结构化网格的生成技术，特别是多面体网格（Polyhedral Grids）相较于传统四面体或六面体网格的优势，包括更少的网格数、更优的数值扩散特性以及更便捷的拓扑处理能力。我们将探讨基于Delaunay三角剖分和Advancing Front方法的网格生成流程。 自适应网格加密（Adaptive Mesh Refinement, AMR）： 为有效捕捉流动中的高梯度区域（如激波后缘、边界层入口），AMR技术至关重要。本书将介绍基于误差指示器（如梯度指标、残差指标）的网格细化与粗化策略，以及如何在非结构化网格上实现网格的动态增删和平滑处理，以保持计算效率和解的质量。 时域离散与瞬态分析： 对于非定常流动问题，时间步长的选择和时间推进格式的稳定性是核心。我们将比较一阶（后向欧拉）、二阶（Crank-Nicolson）隐式/显式时间积分方案的稳定性和精度，并探讨在超音速流动中保持时间精度所需的 CFL 条件限制。 第三部分：前沿应用：气动优化与多物理场耦合 本部分将理论知识应用于现代工程挑战，侧重于如何将CFD模拟与优化算法相结合。 气动外形优化设计（Aerodynamic Shape Optimization, ASO）： 我们将介绍基于伴随方程（Adjoint Method）的优化框架。伴随方法的优势在于，它能以与网格点数量大致相同的计算成本，高效地计算出目标函数（如升力、阻力）对设计变量（如表面坐标）的梯度。我们将详细推导伴随方程的离散化形式，并结合梯度下降法、遗传算法（GA）或粒子群优化（PSO）实现高效的气动外形迭代优化。 流固耦合（FSI）的数值实现： 在涉及结构形变或振动的应用中，FSI分析不可或缺。本书探讨了两种主要耦合策略： 1. 松散耦合（Partitioned Approach）： 分别求解流体和固体，通过迭代交换边界条件。分析数据传递接口（Interpolation/Mapping）的误差控制。 2. 紧密耦合（Monolithic Approach）： 将流体和固体控制方程在同一个求解器中联立求解。探讨如何处理不同物理场方程组间的刚度和非线性差异。 热管理与传热传质模拟： 针对电子设备散热、航空发动机冷却等场景，本书深入研究了对流、传导和辐射在复杂介质中的耦合。重点讨论了如何利用多孔介质模型模拟填充物内部的流动与换热，以及使用有限体积法对非均匀热源的精确建模方法。 总结 本书内容结构严谨，从基础理论到尖端应用，层层递进，辅以丰富的数学推导、算法流程图和实际案例分析（如超燃冲压发动机进气道设计、高升阻比机翼优化、复杂管网水力分析）。它不仅是理论学习的参考书，更是指导工程师运用先进CFD工具解决实际复杂工程问题的实用手册。掌握本书内容，将使读者具备独立构建、求解、验证和优化复杂流体系统的能力。

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这本书在讲解串行通信方面，可以说是做到了面面俱到。我以前对UART、SPI、I2C这些通信协议只是一知半解，看了这本书之后，才真正理解了它们的工作原理、通信方式以及在不同场景下的应用。书里还详细介绍了如何通过单片机来实现这些通信协议，并且提供了很多实用的代码示例。我尤其欣赏的是它在讲解RS-485通信时，详细分析了它的多点通信特性以及如何解决冲突问题，这让我对工业控制领域的一些通信方式有了更深刻的认识。

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这本书的深度和广度都让我感到非常惊喜。它不仅仅停留在单片机的基础原理上，还延伸到了很多相关的应用领域，比如嵌入式操作系统、实时控制系统等等。我尤其对书中关于实时操作系统（RTOS）的介绍印象深刻。它详细解释了RTOS的核心概念，如任务调度、同步互斥、中断处理等，并提供了一些主流RTOS在单片机上的应用案例。这让我认识到，在复杂的嵌入式项目中，使用RTOS能够极大地提高系统的可管理性和可靠性。

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这本书我真的从头看到尾，甚至连目录都翻了好几遍，那种感觉就像是踏上了一条从未走过的技术探索之旅。一开始我只是想了解一下单片机的基本概念，比如它到底是什么，在电子世界里扮演着怎样的角色。读着读着，我就被书里对各种单片机型号的深入剖析给吸引住了。它不仅仅是简单地列出参数，而是详细讲解了不同系列单片机在架构、指令集、外设接口上的差异，以及这些差异如何影响它们在实际项目中的应用。我特别喜欢书中关于中断系统的讲解，作者用了大量的图示和代码示例来解释中断如何工作，优先级如何设定，以及如何在复杂系统中有效地管理中断，这让我这个初学者一下子茅塞顿开。

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我一直对嵌入式系统非常感兴趣，而单片机可以说是嵌入式系统的基石。这本书在讲解单片机指令系统时，真的是做到了细致入微。它不仅列举了常用的指令，还深入分析了每条指令的时序、操作数寻址方式，以及它们组合起来能实现的功能。我记得书中有一个章节专门讲如何用汇编语言编写高效的代码，通过指令的精简和优化，来提升程序的运行速度和减小代码体积。这对我来说简直是打开了一个新世界的大门，我以前总觉得汇编很难，但看了这本书之后，我发现它其实是理解单片机底层工作原理的最佳途径。

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对于想要深入了解单片机内部工作机制的读者来说，这本书绝对是一本宝藏。它在讲解CPU结构、存储器管理、总线接口等方面，用非常清晰的语言和图示，将这些复杂的概念变得易于理解。我最喜欢的部分是关于存储器映射和I/O端口管理的讲解，作者通过深入浅出的方式，解释了CPU如何访问外部设备，以及如何通过寄存器来控制这些设备。这让我对硬件和软件之间的交互有了更深刻的认识。

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对于我这种动手能力比较弱的学习者来说，这本书提供的实践指导简直是雪中送炭。书中有大量非常详细的硬件连接图和电路原理图，从最基本的LED闪烁到稍微复杂一点的LCD显示，再到更进一步的传感器数据采集，每一步都解释得清清楚楚。我按照书中的步骤，搭建了几个小实验，虽然过程中遇到了一些小麻烦，但书里提供的常见问题解答和调试技巧，都帮助我一一克服了。这种“边学边做”的学习方式，让我对理论知识的掌握更加牢固，也增强了我继续深入学习的信心。

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这本书给我的震撼，在于它将看似枯燥的硬件原理，用一种极其生动形象的方式呈现出来。举个例子，书中在讲解定时器/计数器时，并没有停留在理论层面，而是通过几个非常贴近实际应用的案例，比如PWM信号的生成、精确延时的实现，来展示定时器的强大功能。我印象最深刻的是它在讲解ADC（模数转换器）时，详细地分析了不同分辨率、不同采样率的ADC在精度和速度上的权衡，还给出了如何通过软件算法来优化采样结果的技巧。读完这部分，我感觉自己对如何从传感器获取模拟信号并将其转换为数字信号有了全新的认识，这为我后面要做的几个项目打下了坚实的基础。

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这本书在讲解如何优化单片机程序性能方面，提供了很多实用的技巧和方法。除了前面提到的汇编优化，它还讲到了如何通过合理的算法设计、数据结构的选用，以及利用中断和DMA等硬件特性，来提高程序的运行效率。我特别欣赏它在讲解功耗管理时，提供的各种低功耗设计策略，比如如何通过睡眠模式、动态频率调整等方式来降低系统的能耗。这对于我正在开发的电池供电设备来说，非常有价值。

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我一直想在我的项目中引入一些高级功能，比如嵌入式GUI。这本书在讲解如何将单片机与LCD显示屏连接并实现图形界面时，给了我很大的启发。它详细介绍了如何利用现有的GUI库，或者如何从零开始构建一个简单的GUI系统。我特别喜欢它在讲解触摸屏驱动和手势识别时，提供的那些代码片段和设计思路。读完这部分，我感觉自己离实现一个具备交互界面的智能设备又近了一步。

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这本书的章节安排非常合理，从最基础的概念开始，循序渐进地深入到更复杂的应用。每个章节都配有大量的插图、表格和代码示例，这使得学习过程更加生动有趣。我个人觉得，这本书最成功的地方在于它能够将理论知识与实际应用紧密结合起来。无论是初学者还是有一定经验的工程师，都能在这本书中找到自己需要的知识和灵感。我还会时不时地翻阅这本书，因为它总能给我新的启示。

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