Protel DXP电路设计入门与进阶 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版

作者:尹勇

出品人:

页数:448

译者:

出版时间:2004-4-1

价格:40.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787030129918

丛书系列:

图书标签:

• Protel DXP
• 电路设计
• PCB设计
• 电子工程
• 入门
• 进阶
• EDA
• 电路板
• 设计软件
• 原理图

《嵌入式系统设计与实践：基于ARM Cortex-M系列微控制器》 内容概要 本书深入浅出地介绍了现代嵌入式系统的设计原理、开发流程与核心技术，特别聚焦于当前应用最为广泛的ARM Cortex-M系列微控制器。全书内容紧密围绕实际项目需求展开，旨在帮助读者从零基础快速成长为具备独立设计和实现复杂嵌入式应用能力的工程师。 第一部分：嵌入式系统基础理论与环境搭建 本部分奠定了坚实的理论基础，并指导读者搭建高效的开发环境。 1. 嵌入式系统概述与发展趋势： 详细阐述了嵌入式系统的定义、架构（硬件与软件层次划分）、典型应用领域，以及物联网（IoT）、实时操作系统（RTOS）和低功耗设计等前沿趋势。 2. 微控制器选型与ARM Cortex-M架构解析： 深入剖析了不同系列Cortex-M内核（如M0/M3/M4/M7）的特性、流水线结构、特权级（Privilege Levels）和内存保护单元（MPU）。对比分析了STMicroelectronics STM32、NXP Kinetis、NXP LPC等主流系列微控制器的资源配置和应用侧重。 3. 开发工具链与环境配置： 详细指导读者安装和配置交叉编译工具链（GCC for ARM），集成开发环境（如Keil MDK、STM32CubeIDE），以及硬件调试工具（J-Link/ST-Link）的驱动与使用。特别强调了启动代码（Startup Code）的解析与初始化流程。 4. C语言在嵌入式中的高级应用： 回顾并深化了嵌入式C语言的特性，包括位操作、结构体对齐、内存映射（Memory-Mapped Registers）、volatile关键字的正确使用，以及函数指针和回调机制在驱动开发中的应用。 第二部分：底层硬件驱动开发与寄存器操作 本部分侧重于直接与硬件交互的底层驱动编写，是理解系统工作机制的关键。 1. 时钟系统与复位机制详解： 全面解析微控制器的RCC（Reset and Clock Control）单元，包括内部/外部振荡器（HSI/HSE）、PLL倍频锁定、时钟树的划分与配置，以及看门狗定时器（WDT）在系统可靠性中的作用。 2. GPIO端口的精细控制： 讲解GPIO的输入/输出模式（推挽、开漏、上拉/下拉电阻），速度配置，以及复用功能（Alternate Function）的映射。通过实际代码示例演示如何实现高速数据采集和IO口电平的精确控制。 3. 中断系统与异常处理： 深入讲解NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller）的工作原理，包括中断优先级配置、抢占（Preemption）与子优先级（Sub-priority）的设置，以及如何编写高效、原子性的中断服务程序（ISR）。 4. 定时器/计数器高级应用： 覆盖基础的定时（延时）、PWM（脉冲宽度调制）生成，以及输入捕获模式在测量频率和脉冲宽度中的应用。实例演示如何利用高级定时器实现无刷电机（BLDC）的速度控制。 5. 串行通信接口驱动（UART/USART）： 详述异步串行通信的帧格式、波特率计算、数据发送与接收的阻塞/非阻塞模式实现，并重点介绍DMA（直接内存访问）在提高数据吞吐量方面的应用。 6. 总线接口与外部设备通信（SPI/I2C）： 详细解析SPI的时钟极性/相位（CPOL/CPHA）配置，I2C的主从模式、时序要求和多设备寻址。提供SD卡（基于SPI）和EEPROM（基于I2C）的驱动编写实例。 第三部分：内存管理与数据存储 本部分关注数据在系统中的有效组织和持久化存储。 1. 存储器映射与访问： 分析片上SRAM（Static RAM）和Flash（非易失性存储器）的物理地址布局。讲解如何安全地在Flash中进行数据存储和读取。 2. 外部存储器接口（可选）： 针对需要大容量存储的系统，介绍FSMC（Flexible Static Memory Controller）或SDRAM控制器的基本原理和初始化方法。 3. 文件系统基础（FATFS集成）： 介绍如何在嵌入式系统中使用精简的文件系统（如FATFS），实现对SD卡或eMMC的扇区级读写抽象，方便应用层进行文件管理。 第四部分：实时操作系统（RTOS）与任务管理 本部分是现代嵌入式软件工程的核心，专注于多任务并发处理。 1. RTOS核心概念： 介绍任务（Task）、就绪态、阻塞态、终止态，以及任务控制块（TCB）。对比FreeRTOS、RT-Thread等主流RTOS的内核机制。 2. 任务调度算法： 深入分析抢占式调度和协作式调度的异同，讲解优先级反转问题及其解决方案。 3. 任务间通信与同步机制： 详细讲解信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）在保护共享资源中的应用，消息队列（Message Queue）和事件标志组（Event Group）在数据流处理中的有效利用。 4. RTOS的内存管理： 分析RTOS的内存池（Heap Management）策略（如动态内存分配的碎片化问题），并提供静态内存分配的实践方法。 5. 低功耗模式与功耗优化： 讲解微控制器进入睡眠（Sleep）、停止（Stop）、待机（Standby）等不同低功耗模式的时机选择，以及如何结合中断唤醒机制实现系统级的能效管理。 第五部分：高级应用与系统调试 本部分提供系统集成和专业调试的技术指导。 1. 网络通信协议栈初步： 介绍嵌入式设备中常见的网络接口（如Ethernet MAC或WiFi模块），并讲解TCP/IP协议栈的基本概念。提供一个简易的基于Socket的客户端/服务器通信示例。 2. 固件升级（OTA/FOTA）： 讲解Bootloader的基本功能，包括固件校验、内存分区管理，以及如何在保证系统安全的前提下实现远程或本地固件升级机制。 3. 系统调试与故障排除： 教授如何使用硬件调试工具进行断点、单步执行、查看寄存器和内存内容。重点讲解如何利用逻辑分析仪定位时序问题，以及使用printf/SWV（Serial Wire Viewer）进行高效的调试输出。 4. 软件质量与代码规范： 强调嵌入式代码的健壮性要求，介绍MISRA C标准、代码审查流程以及版本控制工具（Git）在团队协作中的应用。 目标读者 本书适合于电子工程、自动化、计算机科学等专业的本科高年级学生、研究生，以及希望系统学习和实践ARM Cortex-M系列微控制器开发的初中级嵌入式软件工程师。具备C语言基础和基本数字电路知识者可更顺利地阅读和实践。

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这本书的封面设计得非常专业，配色沉稳，字体排版大气，光是拿在手里就能感受到它蕴含的知识分量。我一直对电子设计领域抱有浓厚的兴趣，但市面上很多入门书籍要么过于理论化，要么实例陈旧，让人望而却步。这本书的标题《Protel DXP电路设计入门与进阶》着实吸引了我，因为它明确指向了当前PCB设计领域的主流软件之一，并且覆盖了从基础操作到高级技巧的完整路径。我期待它能用一种清晰、循序渐进的方式，带我领略Protel DXP的强大功能。特别是“入门”二字，让人感觉即使是零基础的新手也能找到自信，而“进阶”则暗示了资深用户也能从中挖掘到新的效率提升点。整体包装给我的第一印象是：这是一本正规、实用且内容与时俱进的技术手册，值得认真对待和学习。我特别关注它在项目案例的选择上是否贴近现代电子产品的实际需求，而不是停留在上个世纪的经典电路复刻上。

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刚翻开内页，我就被其详尽的图文并茂的讲解所折服。很多技术书籍的难点在于文字描述的抽象性，读者需要反复阅读才能在大脑中构建出操作的影像。但这本书在这方面做得极为出色，几乎每一个关键步骤都配有高质量的、高分辨率的截图，并且对界面元素和菜单选项进行了清晰的标注和解释。这种“手把手”的教学风格，极大地降低了初学者的学习门槛。例如，在讲解原理图绘制部分时，作者不仅展示了如何拖拽元件库中的器件，更深入地解释了电气符号的含义和连接规则的重要性，避免了新手常犯的底层错误。它没有急于展示复杂的多层板设计，而是先把最基础的元件封装、网络表生成这些流程讲得扎实可靠，这才是真正负责任的教材。我感觉作者对初学者的心理曲线拿捏得非常精准，知道什么时候该给一个休息点，什么时候该引入更复杂的功能模块。

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在我深入学习了几个章节后，这本书的结构逻辑性展现出了非凡的功力。它并非简单地将Protel DXP的功能模块罗列出来，而是围绕一个完整的“设计流程”进行组织。从最初的概念草图，到原理图的严谨设计，再到PCB布局布线的艺术与科学，最后到CAM文件的输出和制造准备，每一步都衔接得天衣无缝。这种流程化的叙事方式，让读者能清晰地看到自己正在设计作品的哪个阶段，并且理解前一步操作如何直接影响后一步的效率和质量。特别是在PCB Layout部分，书中对诸如阻抗控制、电源/地平面划分、散热处理等高级话题的阐述，已经超越了普通“教程”的范畴，更像是一本“设计规范指南”。它不仅仅告诉你“怎么做”，更重要的是告诉你“为什么要这么做”，这种对设计思想的渗透，才是这本书价值所在。

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我必须承认，这本书的深度和广度让人印象深刻，它不仅仅是一个软件操作手册，更像是一部关于现代电子产品实现的百科全书。它成功地在“入门的友好性”与“进阶的专业性”之间找到了一个令人称赞的平衡点。对于一个希望从零开始系统掌握PCB设计，并最终能够独立完成复杂项目的人来说，这本书无疑提供了一个坚实且可靠的起点和持续进步的阶梯。它所传授的设计理念和规范，我认为可以轻松迁移到其他同类EDA工具上，因为设计本质是不变的。读完它，我不再仅仅是机械地点击鼠标，而是开始以一种系统化、工程化的思维去审视每一个设计决策。这本书的价值远超其纸张本身的重量，它为我的电子设计学习之旅开启了一个充满信心的未来。

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这本书的另一个亮点在于其对软件版本特性的把握。在电子设计领域，软件更新换代极快，很多老旧的教程很快就会因为界面变化或功能移除而变得毫无用武之地。这本书显然是基于相对较新的Protel DXP版本编写的，它在讨论操作技巧时，充分考虑了现代EDA工具的智能化特性，比如自动布线算法的优化参数调整，或者对特定封装库的调用方法。这确保了读者学到的知识具有长远的有效性。此外，书中似乎还穿插了一些资深工程师的“经验之谈”，这些小贴士往往是官方文档中不会提及的，例如在处理复杂BGA器件时如何高效地规划走线逃逸，或者在进行DRC（设计规则检查）时需要重点关注的几个“陷阱”。这些实战性的内容极大地提升了学习的实用价值，让我感觉不是在学习软件，而是在学习如何成为一名更优秀的电子工程师。

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