9787030245366 数字电子技术 科学出版社 秦斌 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：数字电子技术

定价：27.00元

作者：秦斌

出版社：科学出版社

出版日期：2009-06-01

ISBN：9787030245366

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.341kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是“实用电子技术”丛书之一，作为数字电路的入门书，本书首先介绍数字电路的基础知识，如逻辑代数基础、逻辑电路、组合逻辑电路，然后进一步介绍触发器及其应用、时序逻辑电路、脉冲的产生与整形电路、存储器、可编程逻辑电路及其应用、数一模和模一数转换，后介绍数字电路与计算机、数字电路的可靠性、数字电路的应用及制作等。
为了便于读者理解消化所学知识，本书尽量把理论图解化，并结合适当的举例来阐述相关的内容。
本书适合电子工程、通信工程、电子技术等领域技术人员，以及工科院校相关专业的学牛参考学习。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《嵌入式系统原理与实践》 内容简介： 本书深入剖析了现代嵌入式系统的核心原理、设计方法与关键技术，旨在为读者提供一套全面且实用的学习框架。全书共分为八章，从基础概念的梳理到高级应用的探索，层层递进，理论与实践紧密结合。 第一章：嵌入式系统概述 本章首先界定了嵌入式系统的概念，阐述了其与通用计算机系统的本质区别，强调了嵌入式系统在“嵌入”于特定应用环境、具备特定功能、对实时性、功耗、成本等有特殊要求的特点。随后，系统介绍了嵌入式系统的典型组成部分，包括微处理器/微控制器、存储器、输入/输出接口、传感器、执行器以及通信接口等，并对各部分的功能和作用进行了详细说明。通过对嵌入式系统发展历程的回顾，读者可以了解其技术演进的脉络，从而更好地理解当前嵌入式技术的主流趋势。最后，本章列举了嵌入式系统在各个领域的广泛应用，如消费电子、工业控制、汽车电子、医疗设备、通信基站等，以直观的方式展现嵌入式技术的重要性与生命力。 第二章：嵌入式微处理器与微控制器选型 本章重点探讨了嵌入式系统核心——微处理器（MPU）和微控制器（MCU）的选型原则与方法。详细分析了不同类型处理器架构（如ARM、MIPS、x86等）的特点、性能优势与适用场景，帮助读者理解架构选择对系统整体性能的影响。章节深入讲解了影响选型的关键技术指标，包括时钟频率、总线宽度、指令集（RISC vs CISC）、功耗、集成度（如是否集成DSP、GPU）、支持的外设接口数量及种类等。针对嵌入式开发中常见的ARM Cortex-M系列和Cortex-A系列，进行了详细的对比分析，阐述了它们的定位、典型应用以及在资源受限与高性能需求下的不同选择策略。此外，本章还介绍了FPGA（现场可编程门阵列）作为一种高度灵活的硬件平台在嵌入式系统中的应用，以及ASIC（专用集成电路）在批量生产和对成本、功耗有极致要求的项目中的作用。通过本章的学习，读者将能够根据具体项目需求，合理地选择最适合的处理器或控制器。 第三章：嵌入式存储器技术 本章聚焦于嵌入式系统中至关重要的存储器技术。首先，对嵌入式系统中常用的存储器类型进行了详细分类和阐述，包括易失性存储器（RAM，如SRAM、DRAM）和非易失性存储器（ROM，如Flash ROM、EEPROM）。对每种存储器的基本原理、工作特性、性能指标（如访问速度、读写周期、功耗、寿命）及其在嵌入式系统中的典型应用场景进行了深入剖析。特别地，对于嵌入式开发中不可或缺的Flash存储器，详细介绍了其多种类型（如NOR Flash、NAND Flash、eMMC）的结构、读写机制、擦写寿命、数据保持特性等，并结合实际应用，探讨了如何根据数据存储需求（如代码存储、数据存储、配置文件存储）来选择合适的Flash类型。此外，本章还涵盖了缓存（Cache）的工作原理及其对系统性能的影响，以及内存管理单元（MMU）在现代嵌入式操作系统中的作用，为读者理解复杂内存管理机制打下基础。 第四章：嵌入式系统硬件接口与外设 本章详细阐述了嵌入式系统与外部世界交互的关键——硬件接口与外设。首先，对通用的串行通信接口进行了深入讲解，包括UART（通用异步收发器）的通信原理、波特率设置、数据帧格式等，以及SPI（串行外设接口）和I2C（集成电路总线）的通信协议、主从模式、多设备连接等。接着，重点介绍了常用的并行接口，如GPIO（通用输入输出）的配置、寄存器操作以及在驱动LED、读取按键等基本应用。针对数据采集和控制需求，本章详细讲解了ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）的工作原理、采样率、分辨率以及在温度、压力等传感器信号采集和驱动电机、模拟信号输出中的应用。此外，还探讨了USB（通用串行总线）在嵌入式设备中的连接和通信方式，以及Ethernet（以太网）在嵌入式网络设备中的应用。最后，本章介绍了显示接口（如LCD、OLED）和音频接口（如I2S）的基本原理和驱动方法，为构建功能丰富的嵌入式终端提供了技术支撑。 第五章：嵌入式实时操作系统（RTOS） 本章是嵌入式系统软件开发的核心内容，深入剖析了嵌入式实时操作系统（RTOS）的原理与应用。首先，阐述了RTOS的定义、特点以及在嵌入式系统中的重要性，强调了其在任务管理、资源调度、中断处理、通信机制等方面的核心功能。本章详细讲解了RTOS的任务管理机制，包括任务的状态（就绪、运行、阻塞、挂起）、任务的创建、删除、挂起、恢复以及任务优先级管理。随后，深入探讨了RTOS的调度算法，如固定优先级调度、轮转调度、混合调度等，以及不同调度算法的特点和适用场景。对于任务间的通信与同步，本章详细讲解了信号量、互斥锁、事件标志、消息队列等RTOS提供的核心机制，并结合实际案例，演示了如何利用这些机制解决多任务并发访问共享资源时可能出现的竞争条件和死锁问题。此外，本章还介绍了RTOS的中断处理机制，包括中断向量表、中断服务程序（ISR）的设计与优化，以及RTOS如何处理中断与任务之间的交互。最后，通过对几种主流嵌入式RTOS（如FreeRTOS、RT-Thread、uCOS）的简要介绍，引导读者理解不同RTOS的设计理念和技术特点。 第六章：嵌入式系统驱动程序开发 本章专注于嵌入式系统中至关重要的驱动程序开发。首先，讲解了驱动程序在嵌入式软硬件协同工作中的定位和作用，以及驱动程序设计的基本原则，如模块化、可重用性、高效性等。本章详细剖析了如何针对嵌入式硬件接口和外设开发相应的驱动程序，以操作系统的API（应用程序编程接口）为基础，结合硬件寄存器操作，实现对设备的读写控制。以常见的GPIO、UART、SPI、I2C等接口为例，详细演示了驱动程序的编写流程，包括初始化、配置、数据传输、中断处理等环节。特别地，针对传感器、显示屏、存储设备等复杂外设，阐述了如何根据其数据手册（Datasheet）的要求，设计和实现相应的驱动程序。本章还重点介绍了中断驱动的设计模式，以及如何通过中断来提高设备响应的实时性和效率。此外，本章还讨论了字符设备驱动、块设备驱动和网络设备驱动等不同类型的驱动程序，以及在Linux等嵌入式操作系统环境下，驱动程序与内核的交互方式，如设备模型、sysfs接口等。 第七章：嵌入式系统应用程序开发 本章将视角转向嵌入式系统的上层应用开发。在理解了硬件平台和操作系统之后，本章将引导读者如何开发出满足用户需求的应用程序。首先，介绍了嵌入式应用程序的开发流程，包括需求分析、系统设计、编码实现、调试测试等环节。本章重点讲解了如何利用RTOS提供的API来开发用户任务，并与其他任务进行通信和同步。通过实际案例，演示了如何结合传感器数据，实现数据采集、处理、显示等功能，例如开发一个简单的温湿度监测系统，或者一个基础的遥控装置。本章还涵盖了嵌入式GUI（图形用户界面）的设计与开发，介绍了常用的嵌入式GUI框架（如LVGL、TouchGFX）的基本原理和使用方法，以及如何创建直观、友好的用户交互界面。对于需要网络连接的应用，本章介绍了嵌入式网络编程的基础，包括TCP/IP协议栈的基本概念，以及如何利用Socket API进行网络通信，例如开发一个简单的Web服务器或MQTT客户端。此外，本章还探讨了嵌入式文件系统的使用，如FAT32、JFFS2、UBIFS等，以及如何在嵌入式设备中进行数据存储和管理。 第八章：嵌入式系统调试与测试 本章聚焦于嵌入式系统开发过程中至关重要的调试与测试环节。首先，阐述了嵌入式系统调试的特殊性，包括硬件调试的挑战和软件调试的复杂性。本章详细介绍了常用的调试工具和技术，如JTAG/SWD接口调试器，讲解了断点设置、单步执行、观察变量、内存查看等基本调试操作。对于软件调试，介绍了printf调试方法、逻辑分析仪的使用，以及如何在RTOS环境下进行任务级调试，例如查看任务堆栈、任务状态等。接着，本章深入探讨了嵌入式系统的测试策略，包括单元测试、集成测试、系统测试等。详细讲解了如何针对驱动程序、应用程序等不同层次进行有效的测试，以发现和定位潜在的bug。特别地，本章介绍了嵌入式系统中的性能测试方法，如功耗测试、实时性测试、稳定性测试等，以及如何通过合理的测试用例来评估系统的性能和可靠性。最后，本章讨论了嵌入式系统中的异常处理和故障诊断技术，以及如何通过日志记录、错误码等方式来辅助问题排查。 通过对本书的学习，读者将能够掌握嵌入式系统的基本原理、核心技术，并具备独立进行嵌入式系统软硬件开发、调试与测试的能力，为从事嵌入式相关领域的工作打下坚实的基础。