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出版者:

作者:张惠荣

出品人:

页数:160

译者:

出版时间:2009-3

价格:19.00元

装帧:

isbn号码:9787122042187

丛书系列:

图书标签:

• 模拟电路
• 电子技术
• 模拟电子
• 电路分析
• 电子工程
• 仿真
• 元器件
• 信号处理
• 电路设计
• 高等教育

《深入解析：嵌入式系统硬件设计与实践》 本书旨在为广大电子工程领域的学习者、从业者以及嵌入式系统爱好者提供一本系统、深入、实用的硬件设计与实践指南。不同于侧重基础理论的教材，《深入解析》将理论知识与实际应用紧密结合，聚焦于现代嵌入式系统硬件开发的各个关键环节，力求让读者在掌握核心概念的同时，能够快速上手，解决实际工程中的挑战。 核心内容概述： 本书的结构设计围绕嵌入式系统的生命周期展开，从概念设计、元器件选型、原理图绘制，到PCB布局布线、信号完整性分析，再到嵌入式硬件的调试、测试与可靠性设计，层层递进，全面覆盖。 第一部分：嵌入式系统硬件设计基础与流程 嵌入式系统硬件概述： 简要回顾嵌入式系统的定义、特点与应用领域，重点阐述其硬件架构的核心组成部分，如微处理器/微控制器、存储器、输入/输出接口、电源管理单元以及外围设备等。 硬件设计流程详解： 详细介绍从需求分析、概念设计、方案选型、原理图设计、PCB设计，到样板制作、调试测试、可靠性验证的完整硬件开发流程。强调不同阶段之间的相互影响与迭代关系。 元器件选型策略： 深入剖析如何根据项目需求、性能指标、成本控制、功耗预算以及供应链稳定性等因素，科学合理地选择微处理器、存储器、传感器、执行器、电源芯片、通信接口芯片等关键元器件。介绍主要的元器件供应商及其产品特点。 第二部分：核心电路设计与实现 微处理器/微控制器接口设计： 聚焦于CPU与外部设备之间的接口电路设计，包括总线接口、存储器接口（SRAM, DRAM, Flash）、中断控制器接口、DMA控制器接口等。讲解数据宽度、时序要求、时钟同步等关键设计要素。 电源管理单元设计： 详细讲解低压差线性稳压器（LDO）、开关稳压器（Buck, Boost）的设计原理、选型与应用。关注电源纹波抑制、效率优化、低功耗设计以及保护电路（过流、过压、欠压）的实现。 通信接口电路设计： 涵盖多种主流通信接口的硬件实现，如UART, SPI, I2C, USB, Ethernet, CAN等。重点讲解其电气特性、阻抗匹配、信号驱动、电磁兼容（EMC）考虑以及接口的硬件协议解析。 模拟信号调理与处理： 介绍传感器信号的采集与预处理，包括放大器（同相、反相、仪表放大器）的设计、滤波器的实现（低通、高通、带通）、模数转换器（ADC）的选型与接口设计。讲解采样率、分辨率、量化噪声、输入阻抗等关键参数。 射频（RF）与无线通信硬件： 针对物联网（IoT）等应用，深入探讨低功耗蓝牙（BLE）、Wi-Fi、LoRa等无线通信模块的硬件接口设计、天线选型与布局、射频信号的匹配与阻抗控制。 第三部分：PCB设计与制造 PCB设计流程与工具： 介绍主流的PCB设计软件（如Altium Designer, Cadence Allegro, PADS）的操作流程，包括库管理、原理图导入、PCB布局、布线规则设置。 PCB布局布线策略： 重点讲解如何进行合理的PCB布局，包括元器件分组、信号流向规划、电源与地平面设计。深入阐述高密度互连（HDI）、差分信号、时钟线、敏感信号的布线技巧，以及如何减小串扰和信号反射。 信号完整性（SI）与电源完整性（PI）分析： 引入SI/PI分析的基本概念，讲解反射、串扰、损耗、电源跌落等常见信号质量问题。介绍使用仿真工具进行SI/PI分析的方法，以及针对性地进行PCB设计优化。 EMC/EMI设计与对策： 讲解电磁兼容性（EMC）和电磁干扰（EMI）的基本原理，以及在PCB设计中如何采取措施减少辐射和抗干扰，如地线隔离、滤波、屏蔽、电源去耦等。 PCB可制造性设计（DFM）： 强调PCB设计需要考虑制造工艺的限制，讲解线宽、线距、过孔、阻焊层、丝印层等设计参数的合理设置，以确保PCB的成功制造和焊接。 第四部分：嵌入式硬件调试、测试与可靠性 硬件调试方法与工具： 介绍多种调试技术，如示波器、逻辑分析仪、频谱分析仪、焊接工具等的使用方法。讲解电源调试、时钟调试、接口调试、总线调试等实际操作步骤。 软件与硬件联合调试： 探讨软件工程师和硬件工程师如何协同工作，利用调试接口（如JTAG, SWD）进行嵌入式系统的联合调试，快速定位软硬件协同工作中的问题。 嵌入式硬件测试： 介绍嵌入式系统硬件的各项测试方法，包括功能测试、性能测试、功耗测试、稳定性测试、环境测试（高温、低温、湿度）等。 可靠性设计与分析： 讲解如何从硬件设计层面提升系统的可靠性，包括元器件的可靠性选择、冗余设计、故障检测与恢复机制、过载保护等。简要介绍MTBF（平均无故障时间）等可靠性指标。 本书的特色： 工程导向： 每一章节都紧密联系实际工程项目，提供可落地的设计思路和解决方案，而非空中楼阁的理论。 案例丰富： 穿插大量实际项目中的设计案例、电路分析和问题解决过程，帮助读者触类旁通。 图文并茂： 配备大量高清电路图、PCB截图、仿真波形图以及实物照片，直观易懂。 实用技巧： 总结了大量在实际开发中积累的实用技巧、经验教训和“坑”的规避方法。 前沿技术： 适当引入了当前嵌入式硬件领域的热点技术和发展趋势。 《深入解析：嵌入式系统硬件设计与实践》将是您在嵌入式系统硬件开发道路上不可或缺的得力助手，助您从入门到精通，自信应对各种复杂的硬件设计挑战。

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这本书简直是为初学者量身定做的“救星”！我一直是电子技术领域的门外汉，对那些复杂的电路图和抽象的理论感到头疼不已。但这本书的叙述方式简直是化繁为简的大师。它没有上来就堆砌那些晦涩难懂的数学公式，而是用非常直观的类比和生活化的例子来解释每一个基本概念。比如，讲解晶体管的开关特性时，作者居然把它比喻成一个水龙头，形象到我一下子就明白了它的工作原理。讲解过程中的插图也极其精美且富有洞察力，每一个图例都精准地对应了文字描述，让人在视觉和理解上都能达到同步。读完前几章，我那种面对电子学时的恐惧感瞬间消散了，取而代之的是一种“原来如此”的豁然开朗。它成功地搭建了一座坚实的桥梁，让我这个“小白”能够稳当地迈入模拟电路的世界，而不是被那些密密麻麻的符号吓退。这本书的结构设计也极其合理，知识点由浅入深，循序渐进，真正做到了对读者友好的教学引导。

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作为一名有着多年实践经验的工程师，我对市面上许多理论书籍都感到失望，它们往往过于偏重理论推导，对于实际工程中的“陷阱”和“潜规则”避而不谈。然而，这本著作的实践指导性之强，令人印象深刻。它不仅仅是告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“为什么会这样”以及“在实际中该如何应对”。书中针对一些经典电路（比如运放的应用电路、滤波器的设计）进行深入剖析时，作者详细阐述了器件参数的微小变化如何影响整体性能，以及在PCB布局时需要注意的接地和布线策略。我尤其欣赏其中关于噪声抑制和电源去耦的章节，这些往往是教科书上一带而过，但在实际工作中却能决定产品成败的关键点。书里给出的那些基于实际案例的仿真数据和实测结果对比，极大地增强了理论的可信度和指导价值，让人感觉这不是在读书，而是在进行一次高水平的、有经验的同行指导。

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这本书的深度和广度绝对超出了我对“入门”书籍的预期，它更像是一部浓缩了数十年教学和研究精华的宝典。我发现它在处理一些经典理论时，采用了多角度的审视方式。例如，在分析反馈机制时，它不仅介绍了传统的稳定性判据，还巧妙地引入了现代控制论的视角进行补充说明，使得对电路稳定性的理解更加立体和深刻。更值得称赞的是，作者在保持学术严谨性的同时，对那些需要高度直觉才能把握的物理过程进行了非常细腻的刻画。这种平衡把握得非常到位，使得资深人士也能从中汲取新的营养，而不是仅仅翻阅已知内容。很多看似基础的定律，在这里都得到了更深层次的物理意义阐释，让我对这些公式背后的本质逻辑有了全新的认识，绝对是值得长期置于案头，时常翻阅参考的经典之作。

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我购买过不少关于电子技术方面的书籍，坦率地说，很多都是翻译腔很重，或者排版混乱，阅读体验极差。但这本书的出版质量和整体设计哲学简直是教科书级别的典范。它的排版逻辑清晰到令人赞叹，章节之间的过渡自然流畅，每一个公式的推导步骤都留有足够的空白和解释，阅读起来毫无阻碍感。更细致入微的是，在一些关键公式的旁边，作者还贴心地用小字体标注了该公式适用的前提条件和限制范围，这对于避免新手在应用中犯错至关重要。纸张的质感和印刷的清晰度也十分优秀，长时间阅读也不会产生视觉疲劳。可以说，从拿到书的那一刻起，就能感受到出版方和作者对于知识传递的尊重和用心，这使得学习过程本身也变成了一种享受。

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这本书最让我惊喜的一点是它对“系统思维”的培养有着潜移默化的影响。在很多章节的末尾，作者都会设置一些“思考题”或者“延伸阅读”的提示，这些内容并非简单的知识点考核，而是引导读者去思考不同电路模块在整个系统架构中所扮演的角色，以及它们之间如何相互影响和制约。比如，在讲解放大器的频率响应特性时，作者会立刻将话题引向实际应用中对带宽、增益和稳定裕度的权衡，促使读者跳出单个器件的思维定势，站在整个系统的角度去优化设计。这种前瞻性的引导，极大地提升了我对复杂电子系统设计流程的理解。读完这本书，我感觉自己不仅仅掌握了一堆电路知识，更重要的是，我学会了一种结构化、系统化地分析和解决电子工程问题的思维框架，这对于我的职业发展无疑具有更长远的指导意义。

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