微型计算机原理与接口技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

作者:尹建华

出品人:

页数:592 页

译者:

出版时间:2008年

价格:42.7

装帧:平装

isbn号码:9787870402226

丛书系列:

图书标签:

• 微型计算机
• 计算机原理
• 接口技术
• 汇编语言
• 8086
• 微处理器
• 计算机系统
• 硬件
• 电子技术
• 数字电路

电子设计与实践：从基础电路到智能系统构建 本书导言：跨越理论与应用的桥梁 在信息技术日新月异的今天，理解电子系统的底层逻辑与实现方法，对于工程师、技术爱好者乃至跨领域研究者而言，都具有不可替代的价值。本书《电子设计与实践：从基础电路到智能系统构建》并非传统意义上聚焦于单一微处理器架构或固定接口标准的教材，而是致力于构建一个宏大而实用的电子系统设计框架。它将引导读者系统地、由浅入深地掌握现代电子设备构建的核心理念、关键技术路径以及实际的工程实现策略。 本书的核心目标在于培养读者的“系统思维”——即如何将复杂的电子问题拆解为可管理的模块，并有效地在不同层级（从器件、模块到完整系统）之间进行信息流和能量流的设计与协调。我们深知，理论知识的深度必须与实践操作的广度相结合，因此，全书结构紧密围绕“理论阐释—关键技术剖析—实践案例驱动”的模式展开。 第一部分：电子系统的基石——模拟与数字电路的深度融合 本部分是构建所有电子系统的理论基础和实践起点。我们不会停留在教科书上对基本元器件的简单罗列，而是深入探讨它们在实际工作环境中的非理想特性及其对系统性能的影响。 第一章：半导体器件的实用特性分析 我们将重点剖析晶体管（BJT与MOSFET）在不同偏置工作点下的等效电路模型，特别是它们在高频响应和开关速度上的限制。不同于仅讲解开关特性，我们更关注如何利用这些特性来设计高效率的功率驱动电路和低噪声的信号放大前端。此外，二极管、齐纳管在稳压、限幅及保护电路中的工程应用细节将被详尽阐述，包括热失控的预防和电路板级的ESD保护策略。 第二章：基础逻辑电路与时序分析 本章深入探究CMOS逻辑门的设计哲学，重点在于功耗优化和噪声容限的平衡。我们将详细分析扇入、扇出对逻辑延迟链的影响，并引入亚稳态（Metastability）的概念，阐述其在异步电路设计中的挑战与应对。时序逻辑方面，除了D触发器、锁存器等基本单元，还将重点讲解同步电路中的时钟域交叉（CDC）问题，提供多异步采样器和握手协议的设计实例，这是保证复杂数字系统稳定运行的关键。 第三章：信号的调理与转换 在连接真实世界（模拟信号）与数字世界（处理核心）的接口处，信号调理至关重要。本章着重于运算放大器（Op-Amp）的实际应用，不仅仅是构建滤波器，而是讨论有源滤波器（如Sallen-Key, Multiple Feedback）的设计参数选择，以应对负载变化和电源波动。对于模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC），我们将详述其关键参数，如有效位数（ENOB）、积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）的测量与改善技术，并对比SAR、Sigma-Delta和流水线架构的适用场景。 第二部分：核心处理单元与内存架构 本部分将视角转向电子系统的“大脑”和“记忆库”，探讨高性能计算和数据存储的技术细节，而非简单地介绍指令集。 第四章：并行处理核心的设计考量 本章关注现代处理器（无论是通用CPU还是专用DSP/FPGA）的内部结构。我们将分析指令流水线、缓存层次结构（L1, L2, L3）对程序执行速度的实际影响，并探讨如何编写“缓存友好”的代码。对于涉及大量数据吞吐的场景，本章将对比RISC-V、ARM等架构在特定计算任务上的性能异同，并侧重于向量化处理和SIMD指令的应用。 第五章：非易失性存储技术的演进与接口 内存技术远不止于DRAM和SRAM。本章将深入探讨NAND/NOR闪存的工作原理，包括页面编程、块擦除机制、磨损均衡（Wear Leveling）算法的设计。对于新兴的MRAM、ReRAM等非易失性存储技术，我们将分析其物理存储原理、写入机制以及在嵌入式系统中的潜在优势与挑战。在接口层面，重点分析PCIe和CXL（Compute Express Link）等高速互连协议在内存扩展和设备互联中的作用。 第六章：实时操作系统与并发管理 在处理任务复杂、时间要求严格的系统中，操作系统层面的管理机制是效率的保证。本章将聚焦于实时操作系统（RTOS）的内核结构，如任务调度策略（优先级继承、轮转、时间片），以及中断处理机制。我们将详细讲解信号量、互斥锁、消息队列等同步原语的底层实现逻辑，并探讨在多核异构系统上如何有效地进行资源划分和负载均衡。 第三部分：系统级互联与信号完整性 现代电子系统是高度互联的，数据在不同模块间的高速、可靠传输是系统成败的关键。 第七章：高速串行通信的物理层设计 本章是实践性最强的部分之一。我们将从电磁兼容性（EMC）和信号完整性（SI）的角度，剖析高速信号传输的损耗来源，包括介质损耗、反射和串扰。深入讨论PCB走线的设计规则，如阻抗匹配、差分对的布线要求、过孔效应的处理。读者将学会使用眼图（Eye Diagram）和TDR（时域反射仪）来诊断和优化高速通道的性能。 第八章：有线与无线组网协议栈解析 本章不仅介绍Ethernet和CAN等有线协议，更侧重于其在数据链路层和网络层上的帧结构与冲突解决机制。在无线通信方面，我们将解构Wi-Fi和低功耗广域网（如LoRa, NB-IoT）的物理层调制方式（OFDM, Chirp Spread Spectrum）和介质访问控制（MAC）策略，关注如何在复杂电磁环境中实现可靠的数据传输和低功耗待机。 第九章：电源管理与系统可靠性 一个高效的电子系统必然拥有卓越的电源管理能力。本章将详细分析开关模式电源（Buck, Boost, Inverting）的设计，重点在于环路补偿（Type II/III补偿器）以保证系统稳定性和瞬态响应。同时，我们将讨论系统级的电源域隔离、电压监控、以及如何通过冗余供电和容错设计，来提升产品在恶劣环境下的长期可靠性。 结语：迈向自主创新的工程实践 本书旨在提供一套完整的、可复用的电子系统设计方法论。通过对基础理论的扎实掌握、对关键技术细节的深入剖析，以及对工程实践中常见问题的预见与解决策略，读者将能够独立完成从概念构思到原型实现的全过程，真正将知识转化为驱动创新的强大动力。

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从一个应用开发者的角度来看，这本书的价值在于它提供了一个坚实的“地基”。虽然书中很少直接涉及高级语言编程的具体语法，但它对硬件响应机制的详尽描述，极大地提升了我对性能瓶颈的预判能力。例如，当我理解了DMA控制器如何绕过CPU直接进行数据传输后，我在优化大型数据块读写时，思路立刻变得开阔起来，不再局限于传统的程序轮询方式。这本书的接口技术部分，虽然侧重于底层硬件实现，但它为理解操作系统如何高效地与外设交互提供了必要的背景知识。它教会我，每一个I/O操作背后都有着复杂的硬件握手和时序要求。如果说编程语言是工具的外壳，那么这本书揭示的就是驱动工具运转的“引擎原理”。它让我从一个只知道“调用API”的开发者，变成了一个能“设计更优API”的思考者。它不是一本能让你立刻写出代码的书，但它是一本能让你写出更“聪明”代码的书的理论基石。

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这本书的排版和图表设计，着实让人眼前一亮。在处理那些复杂的逻辑电路和时序图时，作者展现了极高的专业素养。那些清晰的流程图和方框图，极大地降低了理解复杂系统架构的认知负荷。尤其是关于CPU内部寄存器组和控制单元的工作流程图，简直是艺术品级别的可视化呈现，让人一眼就能洞察数据流的走向。我尤其喜欢它对不同代际微处理器特点的对比分析，那种对比式的叙述方式，让技术的发展脉络清晰可见，而非孤立地看待某个技术点。当然，美中不足的是，尽管图表精美，但某些涉及到特定芯片型号的底层寄存器定义部分，如果能附带一个查询表或者二维码链接到更详细的数据手册，将会更加完美。总的来说，这本书的视觉体验远超同类教材，它让枯燥的硬件原理变得具有观赏性，使得长时间的阅读也不会过于疲劳，是对学习过程的一种友好支持。

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这本《微型计算机原理与接口技术》读起来，感觉就像是走进了一个布满精密仪器的实验室。作者似乎对计算机的底层逻辑有着近乎偏执的理解，从最基本的二进制运算到复杂的总线结构，每一个环节都剖析得极为透彻。我特别欣赏书中对存储器层级结构的讲解，那种由浅入深、层层递进的叙述方式，让我这个对硬件了解不深的人也能清晰地勾勒出数据在不同速度存储介质间流转的动态画面。书中对指令集的剖析也极其到位，不仅仅停留在概念层面，还结合了实际的汇编语言示例进行演示，这对于希望深入理解程序执行流程的读者来说，无疑是一笔宝贵的财富。遗憾的是，在某些高级接口协议的介绍上，篇幅略显不足，或许是受限于篇幅考虑，但对于追求前沿技术的读者来说，可能会感到意犹未尽。整体而言，这是一部硬核的技术参考书，适合那些渴望触及微机“灵魂”的工程师和资深爱好者，需要静下心来仔细研读，才能真正领会其精髓。

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拿到这本书时，我原本期待的是一本能快速上手、实用性强的“操作手册”，但翻阅后发现，它更像是一部严谨的学术著作。它的语言风格非常正式，充满了严谨的逻辑推导和精确的术语定义，几乎没有那种亲切的“闲聊”式讲解。对于初学者来说，这可能会构成一定的阅读障碍，因为很多概念的建立是建立在前置知识的基础上的。不过，如果你的目标是扎实的理论功底，这本书绝对是上乘之作。尤其是在谈到中断机制和DMA（直接存储器存取）控制器的设计原理时，作者的论述逻辑性极强，仿佛在构建一个完美的机械装置，每一个齿轮的咬合都恰到好处。我花了好大力气才啃完关于并行与串行通信接口的部分，内容非常详尽，涵盖了从老式的RS-232到现代USB的一些基础协议概念。它更侧重于“为什么是这样设计”而不是“如何用它来做某件事”，这种深度探讨，对于打牢基础至关重要，但对于急于解决眼前问题的实践者来说，可能需要辅以其他更侧重应用的读物。

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我必须承认，阅读这本书的过程充满了挑战，它更像是一场智力上的马拉松。这本书的深度远远超出了我最初对“原理与接口技术”这个标题的预期。它深入探讨了微处理器的工作周期、时钟同步机制以及I/O寻址方式的演变，这些内容需要读者具备较强的抽象思维能力。在讲解特定总线仲裁策略的部分，我不得不反复阅读好几遍，甚至需要借助外部资源来辅助理解那种多主机环境下资源竞争与分配的复杂博弈。作者似乎完全没有考虑读者的“舒适度”，而是坚守着知识的完整性和精确性。这使得这本书的学术价值极高，但对于自学入门者来说，门槛可谓是“高耸入云”。它更像是为已经有一定电子或计算机基础的学生准备的“进阶秘籍”，它不提供简单的答案，而是引导你通过严密的逻辑链条自己去寻找答案。如果你期望轻松愉快的阅读体验，那这本书可能会让你感到挫败；但如果你寻求的是对微机内核的终极理解，那么这份“硬骨头”值得你细细品味。

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