Basic Electricity & Practical Wiring pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Finney Co

作者:Hoerner, Thomas

出品人:

页数:88

译者:

出版时间:

价格:8.4

装帧:Pap

isbn号码:9780913163313

丛书系列:

图书标签:

• 电力基础
• 电路
• 实操
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• 基础知识
• 电工

深入理解现代电子工程的基石：数字逻辑与微控制器应用指南 书籍名称：Digital Logic and Microcontroller Applications: A Comprehensive Guide 图书简介： 本书旨在为电子工程、计算机科学以及相关技术领域的学生和专业人士提供一套全面、深入且实用的知识体系，聚焦于数字逻辑电路的设计、实现以及基于微控制器的嵌入式系统开发。我们跳脱了传统电路理论的范畴，直接切入现代电子设备的心脏——信息处理与控制的核心技术。 第一部分：数字逻辑与组合电路的艺术 本部分从最基本的布尔代数和逻辑门原理出发，构建起理解所有现代数字系统的理论基础。我们不只是简单罗列AND, OR, NOT等门的功能，而是深入探讨了它们在实际电路中的优化与应用。 1. 布尔代数与最小化技术： 详细解析了代数定律，并重点介绍了Karnaugh Map（卡诺图）的五变量及六变量应用，以及Quine-McCluskey算法在处理复杂逻辑函数时的系统化流程。强调了在硬件设计中，降低门数量直接关系到成本、功耗和延迟的实际工程考量。 2. 组合逻辑电路的构造： 覆盖了从基础的加法器（半加器、全加器）、减法器到复杂的算术逻辑单元（ALU）的设计。特别辟出一章，详尽分析了译码器、编码器、多路选择器（MUX）和数据分配器（DEMUX）在数据路由和信号选择中的核心作用，并以实际的通信协议握手信号处理为例，说明其在实时系统中的关键地位。 3. 可编程逻辑器件（PLD）的引入： 系统性地介绍了可编程只读存储器（PROM）、现场可编程阵列逻辑（PAL）和通用阵列逻辑（GAL）的结构和编程原理。这部分内容将理论与实现桥接起来，让读者理解如何将抽象的逻辑表达式固化到硬件中，为后续的FPGA/CPLD学习打下坚实基础。 第二部分：时序电路与状态机的构建 理解了如何处理瞬时数据后，本部分将焦点转向了存储和序列化处理——时序电路。这是构建记忆、计数和控制流程的基石。 1. 存储元件的物理实现： 从基本的SR锁存器开始，逐步深入到D触发器、JK触发器和T触发器的特性、真值表以及时序图分析。强调了主从结构、边沿触发机制在消除毛刺和确保同步操作中的重要性。 2. 计数器与移位寄存器： 详尽讲解了同步和异步计数器的设计，包括模N计数器的设计技巧，以及如何利用反馈逻辑实现特定序列的计数。在移位寄存器部分，重点分析了串入并出（SIPO）、并入串出（PISO）以及循环移位寄存器的实际应用，例如在数据串行化传输中的角色。 3. 有限状态机（FSM）的设计与分析： 这是本部分的精髓所在。我们采用Mealy模型和Moore模型进行对比分析，并提供了一套标准的设计流程：状态定义、状态图绘制、状态编码（二进制、独热码等）、状态转移表构建，以及最终的逻辑表达式提取。通过经典的交通灯控制器和自动售票机案例，读者将掌握如何将复杂的控制需求转化为精确的硬件描述语言（HDL）结构。 第三部分：微控制器架构与嵌入式系统编程 数字逻辑为硬件的“大脑”奠定了基础，本部分则聚焦于如何赋予这个“大脑”智能——微控制器（MCU）。本书以主流的32位ARM Cortex-M系列架构为例，结合实用的C/C++编程，进行深入剖析。 1. MCU核心架构解析： 深入剖析冯·诺依曼与哈佛架构的差异，详细解读流水线（Pipeline）、寄存器组、中断控制器（NVIC）以及内存保护单元（MPU）的工作原理。解释了为什么现代高性能MCU倾向于采用哈佛架构以优化指令和数据访问速度。 2. 内存与外设接口： 详细阐述闪存（Flash）、SRAM、EEPROM的读写时序和内存映射。重点讲解了通用输入输出（GPIO）的配置，包括推挽/开漏输出、上下拉电阻的选择，以及输入模式下的去抖动技术。 3. 定时器、PWM与模数转换（ADC/DAC）： 系统讲解了通用定时器（Timer）作为系统时钟、周期性事件触发和脉冲宽度调制（PWM）源的原理。PWM章节不仅涵盖了基础的占空比控制，还涉及了无刷直流电机（BLDC）的方波驱动和正弦波调制技术。ADC/DAC部分则侧重于采样定理、量化误差分析以及多通道扫描的实现。 4. 通信协议栈的实践应用： 本书提供了对工业和消费电子中最常用通信协议的深入实践指导： UART/USART： 异步通信的波特率计算、奇偶校验的错误检测机制。 SPI与I2C： 主从设备间的时序要求、时钟极性与相位（CPOL/CPHA）的组合分析，并提供了高速数据采集和传感器数据读写的具体代码框架。 USB与CAN（可选进阶）： 简要介绍USB枚举过程和CAN总线仲裁机制，为高级嵌入式网络开发做准备。 第四部分：系统级集成与实时性考量 最后一部分，我们将视角提升到整个系统的层面，探讨软件与硬件的协同工作，以及确保系统稳定运行的关键技术。 1. 中断服务程序（ISR）的优化： 强调ISR的原子性和快速响应性。讲解了临界区（Critical Section）的保护机制，如使用互斥锁（Mutex）或禁用/启用全局中断来保证数据的完整性。 2. 驱动程序与抽象层设计： 指导读者如何构建模块化、可移植的设备驱动程序，遵循寄存器操作与硬件抽象层（HAL）分离的原则。通过封装底层细节，使得上层应用逻辑更加清晰。 3. 调试与故障排除技术： 涵盖了使用逻辑分析仪（Logic Analyzer）和示波器（Oscilloscope）诊断时序问题、信号完整性问题（如反射和串扰）的实用技巧。讲解了断点调试、看门狗（Watchdog Timer）在系统可靠性中的作用。 本书的特点在于其高度的工程实用性。每一章节的理论讲解后，都紧密跟随经过验证的代码示例和电路图示，确保读者不仅知其然，更能知其所以然，并能立即将其应用于实际的硬件产品开发中。它是一本从布尔逻辑的纯粹数学世界过渡到复杂嵌入式控制系统的桥梁之作。

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这本教材的语言风格非常独特，它成功地避免了学术著作常见的僵硬和晦涩，也避开了通俗读物可能带来的轻佻和不严谨。作者的文笔成熟而富有洞察力，读起来让人感到非常舒服，有一种与一位睿智的导师对话的感觉。尤其是在处理一些容易引起混淆的概念时，比如直流与交流的区别、单相与三相电的适用场景，作者总能用一种非常生活化、却又精准无误的方式来解释。举个例子，它对“接地”这个概念的解释，不仅仅是技术的描述，更融入了对人身安全的哲学思考。这种带有温度和人文关怀的写作方式，极大地提升了阅读体验。我发现自己不再是“硬着头皮”去啃书，而是带着好奇心去探索。而且，这本书的逻辑组织简直是教科书级别的范本，章节之间的过渡如同音乐的乐章，流畅自然，绝无生硬的转折。读完一个部分，我总能清晰地知道下一步将要学习什么，这种可预期的学习路径，让人对接下来的内容充满期待。

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真正让我决定强烈推荐这本书的，是它对“故障排查”这一实用技能的重视。在电力工作中，安装往往只占一小部分时间，排除故障才是真正的考验。这本书花费了相当的篇幅，系统性地介绍了如何像侦探一样去定位电气问题。它提供了一套结构化的排查流程，从最简单的断路器检查，到复杂的电压、电流测量，每一步都有明确的判断标准和工具要求。我曾遇到过家里某个插座突然不供电的问题，按照书中的故障树分析法，我迅速锁定了问题源头——原来是某个隐藏接线盒内的松动接头。如果没有这本书提供的系统思路，我可能只会徒劳地更换保险丝或者插座本身。这种解决问题的能力，远比单纯学会布线要宝贵得多。它教会我的不仅是如何修复电路，更是一种严谨的、基于证据的分析思维。可以说，这本书为我提供了一个完整的、可操作的“电工思维框架”，让我从一个对电路感到恐惧的门外汉，成长为一个能够自信处理常见电气问题的实践者。

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我是一个追求效率和深度的人，通常对内容不够扎实的书籍缺乏耐心。但这本读物在深度和广度上的平衡掌握得炉火纯青。它不像某些入门读物那样浅尝辄止，一遇到稍微深入一点的话题就匆匆带过。相反，它对一些关键的电气概念，比如电感和电容在交流电路中的影响，进行了深入浅出的探讨。当我读到关于负载平衡和功率因数校正那几章时，我意识到这本书的受众远不止于纯粹的家庭DIY爱好者，即便是电力工程的学生也能从中获益匪浅。它巧妙地将基础理论与现代电气系统中的实际挑战联系起来，使得学习过程充满了现实意义。我发现自己不仅学会了如何连接导线，更开始思考如何优化整个系统的效率和可靠性。这种从“操作层面”到“设计层面”的思维提升，是很多同类书籍无法提供的。阅读过程中，我时不时会停下来，回顾前面的章节，发现那些看似孤立的知识点，其实都紧密地编织在一起，形成了一个严谨的知识网络。

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这本书真是本打开新世界大门的钥匙！我一直对电工学这门学科抱有浓厚的兴趣，但市面上的教材要么过于理论化，要么就是零散的经验分享，很难形成系统性的认知。直到我翻开了这本宝典，简直是如获至宝。它以一种极其清晰、循序渐进的方式，将复杂的电路原理拆解得明明白白。我印象最深的是它对欧姆定律的阐述，不再是枯燥的公式堆砌，而是通过生动的生活实例，比如水流和管道的类比，让我瞬间抓住了核心概念。更难得的是，它并没有止步于基础理论，而是很快就过渡到了实际应用层面，每一个章节的衔接都自然流畅，让人感觉知识的积累是一个水到渠成的过程。对于初学者来说，这种友好的引导至关重要，它极大地增强了我的学习信心。我感觉自己不再是被动地接受知识，而是在主动地探索和理解这个世界的运作方式。这本书的排版设计也十分考究，图文并茂，那些精细的电路图和示意图，准确无误地描绘了每一个元件的功能和连接方式，极大地减少了阅读障碍。我真切地感受到，作者在编写时是真正站在了渴望学习者的角度去思考，力求让每一个晦涩难懂的知识点都能被轻松拿下。

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说实话，我对这种声称“实践性强”的书籍通常抱持着审慎的态度，因为很多时候，所谓的“实践”要么是纸上谈兵，要么就是陈旧过时的技术。然而，这本著作却完全颠覆了我的固有印象。它在讲解实际接线操作时，那种细致入微的程度令人惊叹。从最基础的电线剥皮、接头处理，到更复杂的开关串并联电路搭建，每一步骤都有详细的文字说明和高质量的配图作为支撑。我特别欣赏它对于安全规范的强调，这不是那种敷衍了事的警告，而是融入在每一个操作指导中的核心原则，让人在学习技能的同时，也将“安全第一”的意识根植于心。我尝试按照书中的指导，在家中完成了一个简单的照明回路改造，过程异常顺利，完全没有出现我预想中的手忙脚乱。这本书的价值就在于，它不仅仅告诉你“怎么做”，更会告诉你“为什么这么做”，这种对原理和规范的双重解释，让我对自己的动手能力充满了把握。它更像是一位经验丰富的老电工，耐心地蹲在你身边，手把手地教你，而不是高高在上地发布指令。

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