单片机原理与应用及上机指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:389

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出版时间:2010-5

价格:38.00元

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isbn号码:9787302224204

丛书系列:

图书标签:

• 中国
• 单片机
• 原理
• 应用
• 嵌入式系统
• C51
• 汇编语言
• 电子技术
• 微控制器
• 上机实践
• 实验指导

电子工程基础：从理论到实践的全面构建 本书聚焦于现代电子工程领域的核心理论、关键器件特性及其在实际系统中的集成应用，旨在为初学者和希望系统性巩固基础的工程师提供一本详尽而实用的参考书。 第一部分：半导体物理与器件基础 本部分深入探讨了构成现代电子系统的基石——半导体材料的物理特性。我们从能带理论和载流子输运机制入手，解释了导体、半导体和绝缘体之间的本质区别。详细阐述了P型和N型半导体的掺杂原理及其电学特性。 随后，我们将目光聚焦于核心有源器件：二极管和晶体管。 一、PN结与二极管 PN结的形成与势垒区： 详细分析了平衡态、正向偏置和反向偏置下的电流-电压（I-V）特性曲线，重点解析了雪崩击穿和齐纳击穿的物理机制。 理想与实际二极管模型： 引入了肖特基二极管和稳压二极管（齐纳管）的特性，讨论了二极管在开关电路和限幅电路中的应用。 器件参数分析： 讲解了反向恢复时间、最大反向电压、正向压降等关键参数对电路设计的影响。 二、双极性结型晶体管（BJT） 结构与工作原理： 对NPN和PNP型BJT的结构进行细致剖析，重点讲解了 E、B、C三个区域的载流子注入和扩散过程，构建了Ebers-Moll模型的简化概念。 工作区划分与特性曲线： 详细描绘了共射极、共基极、共集电极三种组态下的输入、输出特性曲线，明确区分了截止区、放大区和饱和区的边界条件。 小信号模型： 引入混合$pi$模型和$r_e$模型，用于分析放大电路的增益、输入输出阻抗和频率响应。 三、场效应晶体管（FET） MOSFET的结构与操作： 深入讲解了增强型和耗尽型MOSFET的构建，重点分析了阈值电压 ($V_{th}$)的决定因素和MOS电容器的C-V特性。 工作区分析： 详细阐述了MOSFET的截止、线性（欧姆）区和饱和区的工作条件，并推导出相应的跨导($g_m$)和输出电阻。 CMOS技术基础： 初步介绍CMOS反相器的工作原理，强调其低静态功耗的优势，为后续数字电路学习奠定基础。 第二部分：模拟电子电路分析与设计 本部分将理论器件转化为可用的电路模块，专注于信号的放大、处理和滤波功能。 一、晶体管放大电路 偏置电路设计： 讲解了固定偏置、集电极反馈偏置、分压器偏置等多种直流偏置方法，确保晶体管工作在最佳线性区。重点讨论了稳定Q点的意义和实现方法。 单级放大器分析： 以共射极放大器为例，使用小信号模型精确计算电压增益、电流增益、输入阻抗和输出阻抗。分析了耦合电容对低频响应的影响。 多级放大器与功率放大器： 介绍直接耦合和变压器耦合，并详细分析了A类、B类和AB类功率放大器的效率、失真特性及散热设计。 二、运算放大器（Op-Amp）及其应用 理想运放模型与特性： 总结理想运放的五大特性（无限开环增益、无限输入阻抗、零输出阻抗、零输入偏置电流、零失调电压）。 基本线性电路： 详细推导和实现反相放大器、同相放大器、电压跟随器、加法器和减法器的电路结构和传递函数。 有源滤波器与积分/微分电路： 讲解如何利用运放构建一阶和二阶RC有源滤波器（低通、高通、带通），以及实现精确的积分器和微分器。 非线性应用： 介绍比较器、施密特触发器（用于波形整形）和精密整流电路的设计。 第三部分：反馈、振荡与信号源 理解信号的自我增强与稳定是电子系统设计中的重要一环。 一、负反馈原理 反馈的分类与结构： 分析电压串联、电流串联、电压并联和电流并联反馈的拓扑结构。 负反馈的优势： 阐述负反馈如何稳定增益、减小失真、拓宽带宽并改善输入输出阻抗。 稳定性分析： 引入波德图的概念，分析系统在引入反馈后可能发生的相位裕度和增益裕度问题，探讨振荡的条件（Nyquist稳定判据的直观理解）。 二、线性振荡器 振荡器条件： 明确Barkhausen准则（相位移为$360^circ$，环路增益大于或等于1）。 振荡电路实现： 详细分析LC振荡器（如哈特莱、科勒皮兹）和RC振荡器（如文氏桥、相移振荡器）的频率确定机制和起振过程。 第四部分：数据转换与数字接口基础 本部分概述了模拟世界与数字世界的桥梁——数据转换技术，并引入了对系统间通信至关重要的接口标准。 一、数据转换器 A/D转换器（ADC）： 介绍采样定理（Nyquist-Shannon），详细分析计数式、双积分式和逐次逼近式ADC的原理、转换速度和分辨率。讨论量化误差和非线性问题。 D/A转换器（DAC）： 重点讲解R-2R梯形网络的构建原理和应用，分析其建立时间。 二、基础通信接口 串行通信基础： 概述异步通信的基本帧结构，并介绍RS-232的电平标准和应用场景。 并行与同步接口： 简要介绍I$^2$C和SPI协议的主从结构、时序关系，及其在片上外设通信中的优势。 本书的特色在于理论推导与实际电路参数的紧密结合，确保读者不仅理解“为什么”，更能掌握“如何做”，为后续的嵌入式系统、电力电子或专业集成电路设计打下坚实且全面的基础。

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