微型计算机及其接口技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:孙德文

出品人:

页数:170

译者:

出版时间:2007-5

价格:16.0

装帧:平装

isbn号码:9787302147992

丛书系列:

图书标签:

• 微机原理
• 微型计算机
• 接口技术
• 计算机硬件
• 数字电路
• 嵌入式系统
• 单片机
• 汇编语言
• 计算机组成原理
• 电子技术
• 技术基础

电子产品设计与应用：从概念到实现的全面指南 图书简介 本书旨在为电子工程、计算机科学以及相关领域的学生、工程师和技术爱好者提供一个全面、深入且实用的知识框架，涵盖现代电子产品从概念设计、系统架构到实际应用和故障排查的完整流程。本书的重点在于搭建一个跨越理论基础与前沿实践的桥梁，使读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。 第一部分：电子系统基础与组件精讲 本部分作为后续复杂系统构建的基石，将系统性地回顾和深化读者对电子学核心概念的理解。我们不会停留在教科书式的公式推导，而是侧重于这些理论在实际电路设计中的指导意义。 1. 模拟电路的精细调校： 我们将详细探讨运算放大器（Op-Amp）的非理想特性及其在实际应用中的补偿技术，如失调电压、共模抑制比（CMRR）和带宽限制对信号完整性的影响。重点分析有源滤波器（如Sallen-Key、Butterworth和Chebyshev拓扑）的设计流程，并引入噪声分析与低噪声放大器（LNA）的选型标准。功率电子部分，则深入讲解MOSFET和IGBT的开关损耗机制，以及如何通过门极驱动电路优化其效率和可靠性。 2. 数字逻辑与时序： 超越基本的布尔代数，本书将深入讲解同步和异步逻辑设计的差异、亚稳态的产生原因与消除策略。时序分析是本章的重中之重，我们将详述建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）裕度的计算方法，引入锁相环（PLL）和延迟锁定环（DLL）在时钟分配网络（Clock Distribution Network, CDN）中的应用，确保系统在高速运行时的数据同步。 3. 传感器与信号调理： 现代电子产品高度依赖于环境感知。本章将对各类传感器（如MEMS加速计、磁力计、高精度温度传感器和光学传感器）的工作原理进行剖析。重点阐述信号调理电路的设计，包括如何使用仪表放大器（Instrumentation Amplifier）抑制共模噪声，以及如何根据奈奎斯特采样定理选择合适的抗混叠滤波器，确保模数转换（ADC）的有效性。 第二部分：嵌入式系统架构与固件开发 本部分聚焦于现代电子设备的核心控制单元——嵌入式系统，涵盖从硬件选型到软件实现的完整流程。 4. 处理器选型与系统级封装（SoC）： 我们将比较不同架构的微控制器（MCU）和微处理器（MPU）的优劣，包括CISC与RISC的指令集差异、流水线深度对性能的影响。重点讨论内存层次结构（Cache、SRAM、DRAM）对系统性能的瓶颈作用，以及片上系统（SoC）的设计哲学，包括异构计算单元（如GPU、DSP核）的协同工作。 5. 实时操作系统（RTOS）的深度应用： 本书详述RTOS的设计核心，如任务调度算法（抢占式、时间片轮转），中断服务程序（ISR）的最佳实践，以及关键的同步机制（信号量、互斥锁、消息队列）。我们将通过实际案例展示如何使用RTOS管理复杂的并发任务，并侧重于避免死锁和竞态条件。对于资源受限的系统，还将介绍裸机编程（Bare-Metal）的高效实现技巧。 6. 驱动程序与接口设计： 本章深入讲解如何为特定硬件编写健壮的设备驱动程序。内容包括I2C、SPI、UART等通用串行接口的底层协议实现，以及如何高效地管理DMA（直接内存存取）以减轻CPU负担。对于需要高速数据传输的场景，我们将探讨PCIe和USB 3.x协议栈的基础结构。 第三部分：通信、电源管理与可靠性设计 电子产品的功能实现离不开稳定、高效的能源供应和可靠的数据传输能力。本部分侧重于实现这些关键的非功能性需求。 7. 高效电源管理与转换技术： 本书细致区分了线性稳压器（LDO）与开关模式电源（SMPS）的应用场景。在SMPS部分，我们将详细分析降压（Buck）、升压（Boost）和降压-升压（Buck-Boost）拓扑的传导机制，并提供环路补偿设计（如Type II和Type III补偿器）的实用图表和方法，以确保输出电压的瞬态响应性能。此外，还将介绍电池管理系统（BMS）中电量计（Fuel Gauge）的工作原理和安全充放电策略。 8. 无线与有线通信协议栈： 本章超越基础的调制解调，深入探讨现代通信标准。在有线方面，我们将分析以太网物理层（PHY）的信号完整性挑战，以及差分信号的阻抗匹配要求。在无线方面，重点剖析蓝牙低功耗（BLE）的连接事件管理和数据包结构，以及Wi-Fi MAC层的CSMA/CA机制，强调电磁兼容性（EMC）对天线设计和布局的约束。 9. 硬件可靠性与电磁兼容性（EMC）： 电子产品的生命周期管理至关重要。本部分讲解如何通过设计手段提升产品的长期可靠性，包括MTBF（平均故障间隔时间）的估算、热设计（散热器选型与热阻计算）以及应对瞬态过压（如静电放电ESD和电气快速瞬变脉冲EFT）的保护电路设计（如TVS管的应用）。EMC部分将提供PCB布局的黄金法则，包括电源层和地层的划分、去耦电容的有效放置，以及屏蔽罩的设计规范，确保产品符合国际认证标准。 第四部分：前沿设计方法与工具链 为了适应快速迭代的工程环境，本部分将介绍先进的设计理念和工业级工具链的使用规范。 10. 现代PCB设计与多层板的工艺： 本书将深入探讨高密度互连（HDI）PCB的制造限制，以及如何有效管理阻抗控制（如微带线和带状线）。重点讨论叠层设计（Stack-up Design）的策略选择，如何通过精确控制介质厚度和铜厚来满足高频信号的要求，并引入DFM（可制造性设计）的理念，确保设计能够顺利转化为量产产品。 11. 固件与硬件的联合调试策略： 在复杂的嵌入式项目中，调试往往占据了开发周期的绝大部分。本章介绍使用逻辑分析仪、示波器进行硬件级调试的技巧，如捕获特定总线事务和分析电源纹波。对于固件，则重点讲解JTAG/SWD接口的调试流程、断点设置、内存视图分析，以及如何利用硬件辅助工具（如Trace宏单元）进行非侵入式代码跟踪。 12. 系统级仿真与验证： 在投入昂贵的原型制作之前，仿真验证是降低风险的关键。本书将介绍SPICE（如LTSpice）在模拟电路验证中的高级应用，以及系统级建模语言（如MATLAB/Simulink或Modelica）在描述复杂动态系统行为中的优势。最后，我们将探讨形式化验证的基本概念及其在关键安全领域中的潜在价值。 本书内容结构严谨，逻辑清晰，力求为读者提供一套完整的、可立即应用于实际工程项目中的知识体系，而非仅仅停留在理论层面。读者在学完本书后，将具备从零开始设计、实现和验证一个复杂电子系统的综合能力。

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从一个完全技术小白的角度来看，《微型计算机及其接口技术》这本书的叙事方式简直太赞了！我一直觉得计算机这个东西，摸起来好像很神奇，但拆开来看又觉得很复杂，不知道从何下手。但这本书的作者，好像特别擅长把复杂的东西“碎尸万段”，然后再用一种你能接受的方式重新组合起来。它不像很多技术书籍那样，上来就抛出一大堆公式和图表，而是循序渐进，从最基础的概念讲起，比如什么是总线，什么是CPU，什么是内存。然后，一点点地深入到各个接口的技术细节，像是SPI、I2C这些我以前只在电子元件列表里看到过的名字，在这本书里都变得生动起来。最让我惊喜的是，书中穿插了很多实际应用场景的分析，比如在嵌入式系统中，不同的接口选择会带来什么样的性能差异，或者在一些老旧设备上，为什么仍然会使用一些看起来“过时”的接口。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，让我觉得学习过程一点都不枯燥，反而充满了探索的乐趣，而且学完之后，我对身边的很多电子产品都有了新的认识，感觉自己真的掌握了一些“硬核”知识。

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这本书《微型计算机及其接口技术》的出版，绝对是计算机科学领域的一大福音，尤其对于那些希望深入理解计算机工作原理的读者来说。我一直认为，掌握了底层的技术，才能在复杂的应用开发中游刃有余。这本书正是这样一本能够帮助读者打下坚实基础的教材。它不仅涵盖了微型计算机的核心组成部分，如CPU、内存、总线等，更深入地探讨了各种接口技术，包括串行、并行、USB、PCI等。作者在讲解时，既有理论的深度，又不乏实践的指导。书中大量的图示和实例，让抽象的技术概念变得形象生动，易于理解。我特别欣赏书中对中断机制、DMA（直接内存访问）等高级特性的详细阐述，这对于理解计算机系统的效率和性能优化至关重要。此外，书中对不同接口协议的比较分析，也为读者在实际应用中选择合适的接口提供了宝贵的参考。总而言之，这是一本集学术性、实用性于一体的优秀著作，无论是初学者还是有一定经验的技术人员，都能从中获益匪浅。

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我是一名从事软件开发，但对硬件底层技术一直心存好奇的从业者。《微型计算机及其接口技术》这本书，无疑是我在这条探索之路上遇到的一个宝藏。我一直觉得，理解了硬件的运作，才能写出更高效、更优化的软件。这本书恰好填补了我在这方面的知识空白。它并没有直接灌输晦涩的硬件知识，而是巧妙地将微型计算机的架构、CPU的指令集、以及各种数据传输协议，用一种非常易于理解的方式呈现出来。我尤其喜欢书中对内存管理和I/O操作的讲解，它让我明白了程序在执行过程中，是如何与硬件进行交互的，以及为什么一些底层优化技巧能够显著提升程序的性能。书中对于各种接口（如USB、SATA等）的工作原理和通信协议的介绍，也让我对数据是如何在设备之间流动的有了更清晰的认识。读完这本书，我感觉自己对计算机系统有了更全面的理解，不再仅仅局限于代码层面，而是能够站在一个更高的维度去思考问题，这对于我提升软件开发能力，无疑有着非常大的帮助。

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这本《微型计算机及其接口技术》可真是一本让人大开眼界的神器！我一直对计算机内部是如何运作的充满好奇，特别是那些闪烁着小灯、连接着各种奇怪设备的背后，到底隐藏着怎样的奥秘。当我翻开这本书时，简直就像打开了一个新世界的大门。作者用一种非常生动有趣的方式，将原本可能枯燥的技术细节一一呈现。比如，它并没有直接堆砌一堆晦涩难懂的术语，而是通过一个个引人入胜的案例，将微处理器的工作原理、数据传输的流程、以及各种接口如串行、并行、USB等是如何协同工作的，描绘得淋漓尽致。书中对于不同接口的特性、优缺点以及应用场景的分析，让我对“通用性”、“兼容性”这些概念有了更深刻的理解。我尤其喜欢它在讲解I/O端口映射和中断机制时，用到的类比非常贴切，一下子就让我抓住了核心。读完之后，我感觉自己就像一位初入行的小侦探，能够初步解读微型计算机的“语言”，为将来深入学习打下了坚实的基础，这不仅仅是关于技术的了解，更是一种对信息时代底层逻辑的探索，让我觉得非常充实和满足。

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作为一名已经接触过一些硬件开发的人，《微型计算机及其接口技术》这本书的内容深度和广度都给我留下了深刻的印象。我特别欣赏作者在对各种接口技术进行剖析时，所展现出的严谨性和专业性。它并没有停留在概念的层面，而是深入到信号的时序、电平标准、驱动电路的设计等方面，这些细节对于实际的硬件工程师来说至关重要。书中对于总线协议的讲解，例如PCIe的演进过程，以及不同世代的性能提升，都提供了非常详尽的数据和图示，这对于我理解高性能计算平台的发展趋势非常有帮助。同时，它对于嵌入式系统中常用的异步串口（UART）、同步串口（SPI、I2C）等接口的原理、配置以及常见问题的排查，也给出了非常实用的建议。书中对于中断控制器的工作原理，以及如何有效地处理外部事件，也有非常深入的阐述，这对于优化系统响应速度和实时性具有指导意义。总而言之，这本书的内容涵盖了从微处理器核心指令集到外部设备连接的方方面面，是进行硬件设计和系统集成工作不可多得的参考资料。

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