普通高等教育“十二五”规划教材·高等学校电子信息类教材:现代移动通信技术及应用

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杨东凯,修春娣 著
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121202834
版次:1
商品编码:11297748
包装:平装
开本:16开
出版时间:2013-07-01
页数:212
字数:339000
正文语种:中文

具体描述

内容简介

  《普通高等教育“十二五”规划教材·高等学校电子信息类教材:现代移动通信技术及应用》系统讲述了移动通信的基本概念、信道特性、传输技术以及移动通信在典型实用系统中的应用。全书共分10章。其中,第1~6章属于移动通信原理部分,具体内容包括移动通信概论、移动通信信道、移动组网技术,以及移动通信中的信源编码、信道编码和调制技术;第7章介绍了移动通信中的定位技术;第8、9章介绍了典型的移动通信系统——卫星移动通信系统和深空通信系统;第10章对未来移动通信系统及关键技术进行了展望。

目录

第1章 移动通信概论
1.1 移动通信的定义
1.2 移动通信的工作频段
1.3 移动通信的特点和分类
1.4 典型的移动通信应用系统
1.5 移动通信的发展简史
1.6 我国陆地移动通信的发展
习题

第2章 移动通信的信道
2.1 无线电波传播机制
2.2 移动环境下接收信号的4种效应
2.3 移动通信中信号的损耗
2.3.1 慢衰落(阴影衰落)
2.3.2 快衰落
2.3.3 衰落信道的区分
2.3.4 传播路径损耗
2.4 信号传播的路径损耗模型
2.4.1 自由空间的传播损耗
2.4.2 建筑物内的电波传播
2.4.3 IMT��2000模型
2.4.4 时延扩展
2.5 移动信道中的噪声和干扰
习题
附录A 地形环境的分类
附录B 分贝的有关定义

第3章 移动组网技术
3.1 移动通信网络概述
3.2 大区制组网技术
3.2.1 大区制移动通信网的工作模式
3.2.2 区域覆盖
3.2.3 多信道共用技术
3.3 小区制组网技术
3.3.1 小区制的概念和特点
3.3.2 小区制网络的覆盖范围
3.3.3 蜂窝网的构成
3.3.4 小区制网络的信道分配
3.3.5 小区制蜂窝网的设计举例
3.4 多址接入技术
3.4.1 基本原理
3.4.2 FDMA方式
3.4.3 TDMA方式
3.4.4 CDMA方式
3.4.5 SDMA方式
3.4.6 OFDM多址方式
3.4.7 随机多址方式
3.5 信令
3.5.1 模拟信令
3.5.2 数字信令
3.5.3 TACS制式系统的信令
3.5.4 TACS制的用户通话过程及控制
3.6 移动性管理
3.6.1 位置管理
3.6.2 越区切换
习题

第4章 移动通信中的信源编码
4.1 语音编码概述
4.1.1 语音信号的特性
4.1.2 语音评价
4.1.3 语音编码分类
4.2 语音编码的基本原理
4.2.1 波形编码
4.2.2 参量编码
4.2.3 混合编码
4.3 移动通信系统中的语音编码
4.3.1 GSM系统中的RPE-LTP编码
4.3.2 IS��95系统中的语音编码
4.4 移动通信中的图像编码概述
4.5 静态图像编码
4.5.1 色彩空间
4.5.2 静止图像的编码方法
4.5.3 静止图像编码标准
4.6 视频图像编码
4.6.1 视频图像质量评价
4.6.2 视频图像编码标准
4.6.3 H.264/AVC的关键技术
习题

第5章 移动通信中的信道编码
5.1 概述
5.1.1 信道编码的基本原理
5.1.2 信道编码的分类
5.2 几种典型的信道编码
5.2.1 线性分组码
5.2.2 循环码
5.2.3 BCH码
5.2.4 RS码
5.2.5 卷积码
5.2.6 交错(交织)编码
5.2.7 级联码
5.2.8 Turbo码
5.2.9 LDPC码
5.3 实际应用系统的信道编码
5.3.1 GSM系统中的信道编码
5.3.2 IS��95系统中的信道编码
5.3.3 cdma2000系统中的信道编码
5.3.4 WCDMA系统中的信道编码
5.3.5 TD�睸CDMA系统中的信道编码
习题

第6章 移动通信中的调制技术
6.1 数字调制技术基础
6.1.1 移动通信对数字调制的要求
6.1.2 数字调制的性能指标
6.1.3 数字调制的分类
6.1.4 扩频调制原理
6.2 GSM中的调制方式
6.2.1 基本调制方法原理及性能分析
6.2.2 最小频移键控
6.2.3 高斯滤波最小频移键控
6.2.4 EDGE中的3π/8-8PSK调制
6.3 CDMA中的调制方式
6.3.1 直扩系统中BPSK调制
6.3.2 平衡四相扩频调制
6.3.3 复四相扩频调制(CQPSK)
6.3.4 偏移QPSK(OQPSK)
6.4 IEEE 802.11中的扩频调制方式
6.4.1 Barker码
6.4.2 互补码键控(CCK)扩频调制
6.4.3 Walsh码
6.5 TD�睸CDMA中的调制
6.5.1 QPSK调制
6.5.2 8PSK调制
6.5.3 16QAM调制
6.5.4 数据扩频
习题

第7章 移动通信中的定位技术
7.1 无线电定位的分类和基本原理
7.1.1 陆基无线电导航系统
7.1.2 卫星定位系统
7.1.3 蜂窝无线定位系统
7.1.4 无线定位基本原理
7.2 蜂窝无线定位误差及其评价
7.2.1 蜂窝无线定位误差的来源及对策
7.2.2 定位准确率评价指标
7.3 具体应用网络实例
7.3.1 GSM网络无线定位系统
7.3.2 3G移动定位系统
7.3.3 LTE网络中的定位应用
7.3.4 Wi�睩i网络无线定位
习题

第8章 卫星移动通信
8.1 卫星通信概述
8.1.1 卫星通信
8.1.2 卫星移动通信
8.1.3 卫星移动通信系统的发展动力
8.2 卫星移动通信系统的组成
8.3 卫星移动通信系统的特点
8.3.1 卫星
8.3.2 信道特性
8.3.3 信号传输及组网
8.4 卫星移动通信系统的分类
8.4.1 按技术手段划分
8.4.2 按应用领域划分
8.4.3 按通信覆盖区域划分
8.5 卫星移动通信系统的传输技术
8.6 卫星移动通信系统的发展趋势
8.6.1 卫星移动通信系统与蜂窝网系统的结合
8.6.2 卫星移动通信与导航定位的结合
习题

第9章 深空通信技术概述
9.1 深空通信概述
9.1.1 深空通信
9.1.2 深空通信的特点
9.1.3 深空通信的难点
9.1.4 深空通信的技术指标
9.2 深空通信系统组成
9.3 深空通信调制技术
9.3.1 相位不连续的恒包络调制技术
9.3.2 相位连续的恒包络调制技术
9.4 深空通信编码技术
9.5 深空通信的链路性能评估
9.6 深空网络
9.6.1 深空网络的部署和运行
……

前言/序言

  移动通信是指通信双方中的一方或者两方处于移动状态时的通信。随着电子技术、计算机技术的发展,移动通信已经迅速发展了三十余年,目前更是呈现了快速成长的势头。第三代移动通信(3G)、第四代移动通信(4G)、卫星移动通信等正纷纷进入人们的日常生活。移动通信系统也正在逐步融合定位导航功能,其中包括卫星定位系统的融合。移动通信系统自身的增值定位业务扩展,呈现出通信导航一体化的发展趋势。对于卫星移动通信,更是在国内出现了像CAPS(中国区域定位系统)这样的创新型应用,它是将通信卫星中传输的数据加以二次开发,以获得用户的位置信息。我国开发的第一代北斗系统,也是充分利用了导航卫星的数据传输功能从而能够为移动用户提供短信息服务,在抗震救灾中发挥了重要的作用。可以说,现代移动通信系统的概念,其内涵和外延均已经发生了根本性的变化。
  作为针对通信与信息系统学科的发展而进行通信理论学习和实践应用的课程体系,考虑到要体现工程应用与理论知识结合的特色,本书在现有移动通信教材的基础上,综合考虑了通信中的基础理论和移动通信系统的结合。在讲解调制、编码等基础理论知识时,就融合了实际工程中对这些基础知识的运用,并通过对实际系统的介绍使学生更好地理解调制、编码等知识。为了更好地体现航空航天特色,本书特别介绍了卫星移动通信并将其作为独立的一章,重点介绍航空移动卫星通信、海事移动卫星通信,以及陆地移动卫星通信和通信导航融合的北斗系统和CAPS系统。深空移动通信是近年来发展迅速的方向,书中也专门对其做了详细的介绍,包括编码调制和链路预算等内容。移动通信系统中的定位导航是最近几年发展起来的新兴业务,本书专门安排了一章,以丰富的实例内容讨论了当前已经应用或者正在开发的新技术,包括信号强度、到达时间和到达角度等。总之,本书将提供给读者一个清晰完整的概念,当今的移动通信系统以及未来的移动通信系统,不管是基于空间卫星的,还是基于地面基站的,都将离不开位置信息以及基于位置的服务。
  本书共分10章,具体结构安排如下:
  第1章主要介绍移动通信的基本概念和发展历史,以及几个典型的移动通信系统。
  第2章主要介绍移动通信的信道特点,包括空间传播的损耗、衰落,以及由此涉及的信号参数,如时延扩展、相关带宽等;分析宽带无线通信的信道模型以及信道中的噪声和干
  扰。
  第3章主要介绍移动通信组网技术,包括多址接入、网络结构、信道配置和覆盖,以及移动网络管理。
  第4章至第6章主要介绍移动通信中的信源编码、信道编码和调制技术,分别针对不同类型的移动通信系统进行介绍。
  第7章介绍移动通信系统中的无线定位技术及算法,以及定位信息在实用移动通信网络中的功能和应用。
  第8章介绍卫星移动通信系统,通过对其应用领域的划分分别进行讨论,包括海事、航空和陆地应用,其中也包含了所用到的编码、调制等技术内容;另外,还介绍卫星移动通信的新兴应用,以及集通信、导航功能于一身的北斗一代系统和区域导航定位系统。
  第9章介绍深空通信技术的特点、所用到的编码调制技术、深空网络,以及深空通信的发展趋势。
  第10章对未来的移动通信系统进行展望,并分析其中的关键技术。
  本书由北京航空航天大学杨东凯教授和修春娣老师编著。其中,第1~4章、第6章、第9章和第10章由杨东凯编写,第5章、第7章和第8章由修春娣编写,胡薇薇对第4章图像编码部分做了补充;全书由杨东凯进行了统稿。
  在本书的编写过程中,北京航空航天大学的张其善教授给予了深切的关怀和鼓励,编著者所在教研室王力军老师和朱长怀老师提供了支持与帮助,研究生季刚、袁延荣、周练赤、苏兆安和何宇等参与了文字校对和习题收集整理工作,在此一并表示感谢。
  尽管本教材积累了编著者多年教学和科研实践的经验和成果,但由于所涉及的知识面广,编著者水平有限,书中难免存在许多不足之处,敬请广大读者批评指正。
  编著者
  2013年3月
现代移动通信技术及应用 概述 本书旨在深入探讨现代移动通信技术的发展脉络、核心原理、关键技术以及广泛的应用领域。随着科技的飞速进步,移动通信已不再仅仅是语音通话的工具,而是深刻地改变着我们生活、工作乃至整个社会运作方式的基石。从第一代模拟移动通信到如今蓬勃发展的第五代(5G)乃至更前沿的第六代(6G)技术,移动通信一直在不断演进,其速度、容量、可靠性和智能化水平都在经历着革命性的飞跃。 本书内容覆盖了移动通信系统的基本构成,包括无线接入网(RAN)、核心网(Core Network)以及用户终端等关键组成部分。我们还将详细解析支撑这些系统运行的底层技术,如多址技术(FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA)、信道编码、调制解调技术、天线技术以及关键的移动管理机制。同时,针对当前及未来的发展趋势,本书将重点介绍5G乃至6G的创新性技术,如超密集组网(UDN)、大规模多输入多输出(Massive MIMO)、网络切片(Network Slicing)、边缘计算(Edge Computing)、人工智能(AI)在网络优化中的应用,以及与物联网(IoT)、自动驾驶、增强现实/虚拟现实(AR/VR)等新兴技术的融合。 此外,本书还将深入探讨移动通信技术的具体应用场景,例如智能手机的演进、移动互联网服务、车联网(V2X)、智慧城市、工业互联网(IIoT)、远程医疗、智能家居等。通过丰富的案例分析,读者将能清晰地理解这些技术如何落地,为各行各业带来变革性的机遇。 内容梗概 第一部分:移动通信系统基础 移动通信发展历程回顾: 从第一代(1G)模拟通信的诞生,到第二代(2G)GSM/CDMA的普及,再到第三代(3G)WCDMA/CDMA2000的提速,以及第四代(4G)LTE的广泛部署,本书将回顾移动通信技术的每一次重大飞跃,分析其技术特点、性能提升以及对社会经济发展的推动作用。 移动通信系统架构: 详细介绍现代移动通信系统的标准架构,包括用户设备(UE)、无线接入网(RAN,如基站、演进型NodeB (eNB)、gNB)、核心网(CN,如EPC、5GC)以及移动管理实体。我们将剖析各组成部分的职能、接口以及协同工作方式。 无线传播与信道模型: 探讨无线电波在移动环境中的传播特性,如路径损耗、阴影衰落、多径效应和多普勒效应。介绍常用的信道模型,如瑞利衰落、莱斯衰落等,为无线系统设计提供理论基础。 第二部分:核心关键技术详解 多址技术: 深入解析不同代际移动通信系统采用的多址技术,包括频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)及其演进,以及在4G和5G中占据核心地位的正交频分多址(OFDMA)和变种。重点分析OFDMA的优势,如抗多径能力强、频谱利用率高。 信道编码与纠错: 介绍用于对抗无线传输中噪声和干扰的信道编码技术,如卷积码、Turbo码、LDPC码(低密度生成矩阵码),以及在5G中广泛应用的Polar码。阐述这些编码方案如何提高数据传输的可靠性和效率。 调制解调技术: 讲解将数字信号映射到模拟载波上的各种调制技术,如ASK、FSK、PSK、QAM及其更高阶形式,以及在移动通信中常用的相干解调和非相干解调方法。分析不同调制方式在数据速率、频谱效率和抗噪声能力之间的权衡。 天线技术与MIMO: 探讨天线在移动通信中的作用,从全向天线到定向天线,再到大规模多输入多输出(Massive MIMO)技术。详细解析MIMO如何利用多根天线在同一时频资源上实现空间复用和分集,大幅提升信道容量和覆盖范围。 移动管理与切换: 详细阐述移动用户在网络中的注册、认证、位置更新以及业务接续等关键的移动管理过程。重点分析用户在移动过程中,从一个基站切换到另一个基站的无缝切换机制,保证用户通信的连续性。 第三部分:第五代(5G)及未来移动通信(6G)技术 5G的关键技术: 深入研究5G网络所引入的革命性技术,包括: 高频段(毫米波)通信: 分析毫米波频段的优势(大带宽)和挑战(传播距离短、穿透性差),以及相应的波束赋形(Beamforming)等技术解决方案。 超密集组网(UDN): 探讨如何通过增加基站密度来提升网络容量和用户体验,尤其是在热点区域。 网络切片(Network Slicing): 介绍如何将物理网络虚拟化成多个逻辑网络,为不同业务场景(如eMBB、mMTC、uRLLC)提供定制化的服务质量。 边缘计算(Edge Computing): 分析将计算和存储能力推向网络边缘,以降低时延、减少核心网负荷,赋能实时应用。 软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV): 阐述SDN和NFV如何提高网络的灵活性、可编程性和管理效率。 5G的应用场景: 详细介绍5G赋能的典型应用,包括增强型移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)和超可靠低时延通信(uRLLC),并探讨其在工业自动化、远程医疗、智能交通、VR/AR等领域的具体落地。 6G发展愿景与前沿探索: 展望第六代移动通信技术的发展方向,包括更高频段(太赫兹)、空天地一体化通信、全息通信、感知通信融合、AI原生网络等,以及其可能带来的颠覆性应用。 第四部分:移动通信技术的应用与挑战 移动互联网与智能终端: 追溯智能手机和移动互联网的蓬勃发展,以及移动通信技术在其中扮演的角色。 物联网(IoT)与智慧连接: 探讨移动通信如何支撑海量物联网设备的连接,构建智慧城市、智能家居、智慧农业等应用。 车联网(V2X)与自动驾驶: 分析移动通信在实现车辆与车辆(V2V)、车辆与基础设施(V2I)、车辆与行人(V2P)、车辆与网络(V2N)通信中的作用,以及其对自动驾驶技术的重要性。 行业应用与融合: 介绍移动通信技术在金融、教育、媒体、娱乐等各行各业的深入应用,以及与云计算、大数据、人工智能等技术的融合创新。 安全与隐私挑战: 讨论移动通信网络面临的安全威胁,如数据泄露、网络攻击、身份伪造等,以及相应的安全防护措施。 频谱资源与未来发展: 分析频谱资源日益紧张的现状,以及新的频谱利用方式和管理策略对移动通信发展的影响。 伦理与社会影响: 探讨移动通信技术发展可能带来的社会伦理问题,如数字鸿沟、信息茧房、隐私边界的模糊等,以及行业需要承担的社会责任。 本书特色 本书理论与实践相结合,在深入讲解移动通信技术原理的同时,也关注其在实际应用中的体现。通过大量的图示、表格和案例分析,帮助读者建立清晰的技术认知。语言风格严谨而易懂,力求让不同背景的读者都能从中获益。本书适合高等院校电子信息类、通信工程、计算机科学与技术等专业的本科生、研究生学习,也可供相关领域的研究人员和工程师参考。 总结 现代移动通信技术是驱动信息社会发展的重要引擎,其创新与进步从未停歇。本书将带领读者一同探索这一充满活力和无限可能的领域,理解其核心技术,洞察其应用前景,并为迎接移动通信的未来做好准备。

用户评价

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最近在啃一本关于《数字图像处理》的书,感觉自己仿佛置身于一个充满视觉魔力的世界。我一直对照片的修饰、视频的特效非常感兴趣,但却不知道背后的原理。这本书就为我揭开了这层神秘的面纱。它从最基本的图像概念出发,比如像素、灰度、色彩空间,然后逐步深入到各种图像处理算法。我非常喜欢它在讲解图像增强的部分,比如对比度拉伸、直方图均衡化,通过具体的公式和处理前后的图像对比,我能清晰地看到这些算法是如何改善图像质量的。书中关于图像复原的内容,也让我大开眼界,了解了噪声的产生原因以及各种滤波技术是如何去除噪声的。而图像分割的部分,更是让我惊叹于算法的强大,比如阈值分割、边缘检测,这些技术可以帮助我们从复杂的图像中提取出有用的信息。最让我着迷的是,这本书还介绍了图像压缩和编码的原理,比如JPEG和MPEG,这让我理解了为什么我们能够高效地存储和传输大量的图像和视频数据。而且,书中还提供了一些关于形态学处理、图像特征提取的内容,这些都是更高级的图像分析技术的基础。总的来说,这本书不仅传授了理论知识,更教会了我如何用数学和算法的语言来“看”和“理解”图像,这对于我后续的学习和研究非常有启发。

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最近在阅读一本名为《计算机网络(第七版)》的书,这本经典著作果然名不虚传。我一直觉得计算机网络是信息技术领域的核心,但很多时候,教科书的讲解往往过于理论化,让人难以抓住重点。这本书则很好地平衡了理论与实践。它从最基础的网络模型(OSI和TCP/IP)开始,循序渐进地介绍了网络通信的各个层次。我尤其喜欢它在讲解数据链路层时,关于MAC地址、以太网帧格式以及各种冲突避免和检测机制的阐述,这些细节虽然微小,但却是网络通信的基石。到了网络层,书中对IP协议、路由选择算法的讲解也十分清晰,特别是关于NAT(网络地址转换)的工作原理,通过图示和实例,让我彻底理解了为什么我们能用私有IP地址访问互联网。传输层的部分,TCP和UDP的对比分析尤为精彩,它详细解释了TCP的可靠性是如何通过三次握 hand、滑动窗口、拥塞控制等机制实现的,也说明了UDP在某些场景下的优势。书后面还涉及了应用层的一些经典协议,如HTTP、DNS、SMTP等,并且深入剖析了它们的报文结构和工作流程,这对于理解我们日常上网的方方面面非常有帮助。更让我赞赏的是,书中还加入了一些关于网络安全、无线网络等前沿内容的讨论,虽然篇幅不多,但足以勾勒出计算机网络的未来发展方向。总的来说,这本书对于构建全面的计算机网络知识体系非常有价值。

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偶然间翻到了一本关于《嵌入式系统设计与开发》的书,瞬间就被它吸引住了。我之前对嵌入式一直停留在“能用就行”的层面,但这本书却让我看到了嵌入式系统设计的深度和广度。它不仅仅是简单地介绍几款芯片和开发板,而是深入剖析了嵌入式系统的软硬件协同设计原理。书里面关于实时操作系统(RTOS)的部分,讲得非常透彻,各种任务调度策略、进程间通信机制,都通过生动的案例和流程图讲解,让我这个之前对RTOS感到头疼的人,一下子茅塞顿开。而且,它还花了相当大的篇幅讲述了各种外设接口的设计与驱动开发,比如GPIO、UART、SPI、I2C,这些都是嵌入式开发中最常用的部分,但很多时候我们都是知其然不知其所以然。这本书则不一样,它不仅讲了接口的工作原理,还给出了非常详细的硬件连接图和软件配置方法,甚至还涉及到了一些低功耗设计和中断处理的优化技巧,这些对于提高嵌入式系统的性能和可靠性至关重要。最让我惊喜的是,书中还穿插了一些实际的项目开发案例,从需求分析到系统集成,再到最后的调试测试,全程都给出了指导,感觉就像跟着一位经验丰富的工程师在做项目一样。这本书的逻辑性很强,内容也很扎实,读起来一点都不枯燥,感觉学到了很多实实在在的东西。

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最近收到了一本让我眼前一亮的书,书名叫《数字信号处理基础与工程实践》。老实说,我一直对通信背后的数学原理有些模糊,尤其是那些复杂的傅里叶变换、采样定理等等,总觉得隔着一层窗户纸。但这本书一翻开,就感觉非常接地气。它没有上来就堆砌一堆高深的公式,而是从一些我们日常生活中接触到的例子入手,比如手机信号的传输、音频的压缩等等,然后逐步引出信号处理的数学模型。我觉得它最棒的一点是,在讲解每一个概念的时候,都会给出非常直观的图示和类比,让我这个初学者也能一点点地理解那些看似抽象的理论。而且,它还提供了很多可以直接运行的代码示例,这一点真的太友好了!我试着运行了几段,看到那些图表随着参数的变化而实时更新,感觉自己好像真的掌握了信号处理的“魔法”。书后面还专门讲了一些工程上的应用,比如滤波器设计、谱估计,这些内容在其他很多书里都可能一带而过,但这本书讲解得特别细致,还给了很多实用的小技巧,这对于想要将理论应用到实际项目中的我来说,简直是福音。虽然我还没来得及全部看完,但已经能预感到这本书会是我未来学习道路上的得力助手了。

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拿到一本《微机原理与接口技术》的书,简直是打开了新世界的大门。我之前对单片机和嵌入式开发一直很好奇,但又觉得无从下手。这本书就像一位循循善诱的老师,从最底层的微处理器结构开始,一点点地剖析它的工作原理。它详细介绍了CPU的指令集、寄存器、时序,并且通过大量的汇编语言示例,让我们能够直观地看到CPU是如何执行程序的。我特别喜欢它在讲解中断系统的时候,各种中断源、中断向量、中断优先级,都讲解得非常细致,并且还给出了如何编写中断服务程序的具体步骤,这让我终于理解了为什么微机系统能够响应外部事件。书里面关于存储器接口的部分,讲解了ROM、RAM的读写时序,以及如何连接外部存储器,这对于扩展微机系统的功能非常重要。而接口技术的部分,更是这本书的精华所在。它详细介绍了各种并行接口(如8255)和串行接口(如8251)的工作原理和编程方法,并且还给出了很多实际的应用案例,比如如何控制LED、如何读取按键、如何与外部传感器通信等等。这些内容对于想要动手实践的读者来说,简直是宝藏。读完这本书,我感觉我对微机系统的内部运作有了一个全新的认识,也更有信心去尝试开发属于自己的嵌入式小项目了。

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