電路及單片機設計仿真理論與探究 9787517008088 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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林吉海 著

圖書標籤:

• 電路設計
• 單片機
• 仿真技術
• 理論學習
• 實踐探究
• 電子技術
• 高等教育
• 工科教材
• 電路分析
• 嵌入式係統

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齣版社： 中國水利水電齣版社

ISBN：9787517008088

商品編碼：29689788140

包裝：平裝

齣版時間：2013-04-01

基本信息

書名:電路及單片機設計仿真理論與探究

定價：78.00元

售價：53.0元,便宜25.0元,摺扣67

作者:林吉海

齣版社：中國水利水電齣版社

齣版日期：2013-04-01

ISBN：9787517008088

字數：

頁碼：176

版次：1

裝幀：平裝

開本：16

商品重量：0.4kg

編輯推薦

《電路及單片機設計仿真理論與探究》中單片機的機型選用MCS—51係列單片機，結閤當前應用廣泛的C51程序設計及其對應編譯器，以匯編語言為輔在匯編程序的基礎上，著重介紹利用C語言進行的單片機程序設計。書中還給齣瞭很多應用實例，並通過Proteus虛擬仿真詳細分析、說明，力圖使讀者能夠熟練把握相關理論，並提高實際應用能力。

內容提要

《電路及單片機設計仿真理論與探究》首先介紹瞭模擬電路與數字邏輯電路的分析、設計，隨後引進瞭單片機的概念，內容涉及單片機仿真軟件Proteus、MCS51單片機的結構與工作原理、單片機的指令係統與匯編語言程序設計、單片機的C51語言程序設計、單片機的中斷係統與設計仿真、單片機的定時器／計數器與設計仿真、單片機串行通信與設計仿真、單片機係統擴展與設計仿真、單片機人機交互接口技術與實例仿真、A／D和D／A轉換接口應用實例與仿真等。

目錄

作者介紹

林吉海，男，1975年6月生，漢族，四川鄰水人，中員。中南工業大學（現中南大學）自動化專業學士，重慶大學電氣工程專業碩士。現為重慶工商大學計算機科學與信息工程學院教師。曾獲重慶工商大學首屆“青年教師講課比賽”二等奬，課堂教學奬。長期從事電工技術及單片機應用方麵的教學研究，編著教材《電工學實驗指導書》一部，在《西南師範大學學報（自然科學版）》《電氣傳動》等刊物上發錶學術論文15篇，主持或參與科研項目6項。
於艷敏，女，1980年4月齣生，祖籍河北滄州。1999年至2003年就讀於太原科技大學（原太原重型機械學院），大學畢業後留校任教。2004被評為山西省班主任，2006年被評為山西省團乾。2006年至2008年在山東大學攻讀碩士學位，在此期間先後發錶論文《數字水印技術研究》和《基於小波域的灰度圖像盲水印算法》。2011年指導學生參加全國大學生電子設計大賽，取得全國二等奬。
硃清友，男，漢族，重慶墊江人，中員，2000年7月畢業於四川師範學院電子技術與計算機專業，理學學士，獲重慶大學碩士學位，現工作於長江師範學院物理學與電子工程學院。先後從事《單片機原理及應用》《EDA技術》《可編程控製器》《虛擬儀器》《數字電路》《模擬電路》《C語言》等理論及實驗課程的教學工作。研究方嚮為仿真技術。先後在《重慶大學學報》《電腦知識與技術》等期刊上公開發錶9篇論文，其中2篇被EI收錄，主持瞭1項校級科研項目，主研瞭多項科研及教改項目。獲“2003年全國信息化計算機應用技術技能大賽”二等奬。

文摘

版權頁：



插圖：



（1）可以雙電源供電也可以單電源供電。
（2）電壓範圍：雙電源+18V；單電源2～36V。非常低的電源電流（僅0.8mA）消耗，並且與電源電壓大小無關。此消耗功率適閤電池工作。
（3）輸入偏流低，隻有25nA。
（4）輸入失調電流和失調電壓低（±5nA；～3mV）。
（5）即使是單電源供電工作時，其輸入共模電壓範圍也包括地。這是LM139／239／339獨特的特性。
（6）可以直接與TTL和CMOS接口。
3.運放比較器與專用集成電壓比較器的特點
（1）專用集成電壓比較器具有較高的響應速度，而用運放組成的比較器難以與之相比。運算放大器接有內補償電路時，通頻帶很窄，且增益很高，因此響應速度很低。而專用集成電壓比較器用降低增益，不設置內補償電路等，使響應速度提高。
（2）專用集成電壓比較器輸齣電平可與數字電路的邏輯電平兼容，而運放組成的比較器有時很難滿足。
（3）在一般情況下，不宜用運放組成的比較器。但如果一時沒有專用集成電壓比較器或設計的電路中有多餘的運算放大器，則不妨使用運放組成比較器。但要注意輸齣電平與係統兼容。
4.常見應用
（1）冒口比較器
窗口比較器也稱為雙限電壓比較器。如圖1—20所示。比較器A1的反相輸入端與窗口的下門限UL相連，比較器A2的同相輸入端與窗口的上門限UH相連。輸入信號Ui同時加到A2的反相輸人端和A1的同相輸入端。

序言

《數字邏輯與硬件實現：原理、設計與應用》 內容簡介： 本書深入探討瞭現代數字邏輯電路的設計、仿真、實現及其在嵌入式係統中的核心應用。全書以紮實的理論基礎為導引，融閤前沿的設計理念與實踐經驗，旨在為讀者構建起從概念到實體的完整認知框架，培養具備創新思維和解決復雜工程問題的能力。 第一篇：數字邏輯基礎與設計方法 本篇是本書的基石，係統性地梳理瞭數字邏輯領域的核心概念和基本原理。 二進製係統與邏輯運算： 從最基礎的二進製數錶示法入手，詳細闡述瞭布爾代數的基本定律、定理及其應用，如卡諾圖化簡法、奎因-麥剋拉斯基算法等，旨在幫助讀者掌握簡化復雜邏輯函數的最優化手段。我們將深入解析各種基本邏輯門（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的功能特性，以及它們如何組閤構建更復雜的邏輯模塊。 組閤邏輯電路設計： 重點講解瞭組閤邏輯電路的設計流程，包括需求分析、邏輯功能描述（真值錶、邏輯錶達式）、化簡、邏輯圖繪製和仿真驗證。我們將以實際例子，如編碼器、譯碼器、多路選擇器、數據選擇器、加法器、減法器等為例，展示如何係統性地設計和實現這些基本但至關重要的組閤邏輯功能。 時序邏輯電路設計： 引入瞭時序邏輯電路的概念，區分瞭組閤邏輯和時序邏輯的關鍵差異，即狀態和時鍾信號的影響。詳細講解瞭觸發器（SR, D, JK, T）的工作原理、狀態轉換圖和狀態轉換錶，並以此為基礎，闡述瞭寄存器、計數器（同步、異步）、移位寄存器等基本時序邏輯模塊的設計與應用。我們將深入分析時鍾信號對電路時序的影響，並介紹時鍾信號同步、時鍾域交叉等高級概念。 有限狀態機（FSM）設計： 詳細介紹瞭Mealy型和Moore型有限狀態機的結構、設計方法和分析技術。通過實際案例，如交通燈控製器、串行通信協議解析器等，演示如何將抽象的狀態和轉移邏輯轉化為具體的電路實現。本書將強調狀態機的靈活性和可擴展性，為設計復雜的控製器奠定基礎。 邏輯綜閤與優化： 引入邏輯綜閤的概念，解釋瞭如何將高層次的邏輯描述（如Verilog/VHDL）轉化為門級網錶。探討瞭常用的邏輯綜閤工具和技術，並重點闡述瞭如何通過優化算法（如麵積優化、時序優化、功耗優化）來提高電路性能，使其滿足實際應用的需求。 硬件描述語言（HDL）基礎： 提供瞭對Verilog和VHDL兩種主流硬件描述語言的基本介紹，包括它們的語法結構、數據類型、運算符、結構化語句（always, assign, if-else, case）以及如何利用它們來描述組閤邏輯和時序邏輯電路。我們將展示如何使用HDL進行行為級建模、數據流建模和結構化建模，為後續的設計仿真和綜閤打下基礎。 第二篇：數字係統設計與驗證 本篇將設計理念與實踐緊密結閤，重點關注數字係統的構建、仿真與驗證。 大規模集成電路（IC）設計流程： 詳細介紹瞭從前端設計（RTL編碼、仿真、邏輯綜閤）到後端設計（布局布綫、時序分析、物理驗證）的完整流程。我們將解釋不同設計階段的目標、關鍵技術和常用工具，幫助讀者理解現代IC是如何被設計齣來的。 功能仿真與驗證： 強調瞭仿真在數字設計中的核心作用。詳細講解瞭各種仿真技術，包括基於事件的仿真、定時仿真，以及如何編寫測試平颱（Testbench）來驅動設計模塊並驗證其功能正確性。我們將討論斷言（Assertions）、代碼覆蓋率（Code Coverage）和功能覆蓋率（Functional Coverage）等高級驗證概念，以確保設計的魯棒性。 靜態時序分析（STA）： 詳細闡述瞭靜態時序分析的基本原理，包括建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）的概念、時序路徑的識彆、時序違例（Timing Violations）的檢測和修復。本書將介紹如何利用STA工具來評估設計性能，並提齣優化時序的關鍵策略。 可編程邏輯器件（PLD）與現場可編程門陣列（FPGA）： 深入研究瞭PLD和FPGA的內部結構、工作原理和設計流程。重點講解瞭FPGA的優勢，如靈活性、並行處理能力和快速原型驗證能力，並介紹瞭基於FPGA的嵌入式係統開發平颱。我們將分析不同FPGA架構的特點，以及如何根據應用需求選擇閤適的FPGA器件。 嵌入式係統中的數字邏輯應用： 將數字邏輯設計與實際嵌入式係統緊密聯係。通過一係列典型案例，如數據采集係統、通信接口（UART, SPI, I2C）、微處理器外圍接口、存儲器控製器等，展示數字邏輯電路如何在嵌入式係統中發揮關鍵作用。我們將探討如何設計高效的控製器、數據路徑和狀態機，以實現特定的嵌入式功能。 第三篇：高級數字設計技術與前沿探索 本篇將帶領讀者深入探索數字設計領域的更高級主題和未來發展方嚮。 低功耗數字設計： 隨著移動設備和物聯網應用的興起，低功耗設計變得至關重要。本篇將介紹各種低功耗設計技術，包括時鍾門控（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）、動態電壓頻率調整（DVFS）以及低功耗邏輯單元的使用。 高性能數字設計： 針對需要極高運算速度的應用，本篇將探討流水綫（Pipelining）、並行處理、多核架構等高性能設計技術。我們將分析如何通過優化算法和硬件結構來最大限度地提升係統的吞吐量和處理速度。 異步電路設計： 介紹異步電路的基本原理和設計方法，對比異步電路與同步電路的優缺點。探討異步電路在功耗、速度和魯棒性方麵的潛力，以及在特定領域的應用前景。 數字信號處理（DSP）基礎與硬件實現： 講解瞭DSP的基本概念，如采樣、量化、離散傅裏葉變換（DFT）等，並探討如何將這些算法轉化為高效的硬件實現，例如使用專門的DSP處理器或在FPGA上構建DSP加速器。 硬件安全與可靠性設計： 探討瞭數字電路在安全性方麵的挑戰，如側信道攻擊、篡改防護等。介紹瞭一些硬件安全設計技術，如加密算法的硬件加速、安全存儲等。同時，也將討論如何提高數字電路的可靠性，包括錯誤檢測與糾正（EDAC）技術等。 麵嚮未來的數字設計： 展望瞭數字設計領域的未來趨勢，包括人工智能在設計自動化中的應用、新型計算範式（如神經形態計算、量子計算）對硬件設計的潛在影響，以及RISC-V等開放指令集架構的興起。 本書特色： 理論與實踐並重： 每一章節都緊密結閤理論闡述和實際設計案例，通過清晰的圖示、代碼示例和分析，幫助讀者深入理解抽象概念。 係統性與深度兼顧： 內容覆蓋瞭從數字邏輯基礎到高級設計技術的完整鏈條，既有廣度，又不乏深度。 前沿性與實用性結閤： 關注當前和未來的技術發展趨勢，同時提供切實可行的設計方法和工具指導。 清晰的邏輯結構： 全書章節安排閤理，層層遞進，易於讀者循序漸進地掌握知識。 豐富的設計實例： 大量穿插真實世界的應用案例，幫助讀者理解理論知識在實際工程中的價值。 目標讀者： 本書適閤於電子工程、計算機科學、自動化等相關專業的本科生、研究生，以及從事數字電路設計、嵌入式係統開發、FPGA開發、IC設計的工程師和研究人員。對於希望係統學習數字邏輯設計原理，掌握現代數字係統設計方法的讀者而言，本書將是寶貴的參考資料。通過學習本書，讀者將能夠獨立完成復雜的數字電路設計任務，並具備解決實際工程問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

這套書光是封麵設計就透著一股紮實的理工科氣息，看得齣來作者在內容組織上是下足瞭功夫的。我特彆欣賞它那種循序漸進的講解方式，對於我們這些剛接觸電路和單片機設計的初學者來說，簡直是福音。它不是那種乾巴巴地堆砌公式和代碼的教材，而是真正站在學習者的角度，把復雜的概念拆解得清清楚楚，每一步都有理有據。尤其是它在仿真環節的描述，詳細到讓人感覺自己就像是坐在電腦前跟著作者一步步操作一樣，那種身臨其境的學習體驗，比單純看枯燥的理論要有效率得多。我記得其中關於某個特定模塊的例程分析，作者不僅展示瞭如何實現功能，還深入探討瞭不同實現路徑的優缺點，這種批判性思維的引導，真的讓我受益匪淺。感覺這本書不僅僅是教你怎麼做，更重要的是讓你懂得為什麼這麼做，培養瞭紮實的設計思維。我強烈推薦給所有希望係統學習嵌入式設計基礎的朋友們，它的價值遠超書本價格。

評分☆☆☆☆☆

我通常對那些過於“大而全”的書籍敬而遠之，因為它們往往深度不足。然而，這本書在廣度和深度之間找到瞭一個非常巧妙的平衡點。它的覆蓋麵確實很廣，從基礎的數字電路邏輯到復雜的係統級設計都有所涉及，但這絕不是膚淺的羅列。在我看來，它最大的亮點在於對“設計思路”的剖析。作者沒有直接給齣“標準答案”，而是引導讀者去思考“為什麼需要這樣的設計”，以及“如果要求改變，我們應該如何調整策略”。這種思維訓練比死記硬背程序代碼重要得多。特彆是關於抗乾擾和電源完整性方麵的章節，篇幅雖不長，但提供的見解非常精闢，這通常是初學者在實際項目中容易忽略但又至關重要的部分。這本書讀完後，我感覺自己不再隻是一個“會寫代碼的”，而是開始具備一個“係統設計師”的視角。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示質量絕對是加分項。在涉及電路原理和單片機內部結構時，清晰直觀的圖錶是理解復雜邏輯的關鍵。這本書在這方麵做得非常齣色，每一個關鍵電路的連接、每一個寄存器的位定義，都有詳盡的示意圖輔助說明，甚至連一些抽象的信號流嚮，也被設計成瞭易於理解的流程圖。這種對細節的極緻追求，大大減少瞭閱讀時的認知負力。我注意到作者在章節銜接上也頗具匠心，知識點的過渡非常自然流暢，不會讓人感覺知識點之間存在斷裂感。比如，前一章剛講完定時器的基本原理，下一章就立刻引入瞭基於定時器的中斷應用實例，這種理論與應用緊密結閤的教學方式，極大地增強瞭學習的連貫性和趣味性。總的來說，這是一本非常“友好”的書籍，它尊重讀者的學習過程，讓學習不再是一件苦差事，而更像是一場有引導的探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我一開始對這類偏嚮理論結閤實踐的書籍抱持著一半期待一半懷疑的態度。市麵上太多打著“全覆蓋”旗號的資料，結果要麼理論晦澀難懂，要麼實踐部分簡陋不堪。但這本書完全顛覆瞭我的預期。它的理論深度處理得恰到好處，既保證瞭對底層原理的足夠認知，又不會讓人在公式推導中迷失方嚮。更讓我印象深刻的是，作者似乎對當前行業內常用的開發工具和軟件有著深刻的理解，體現在他對各種設計流程的描述上，非常貼閤實際工作環境。例如，在講解特定接口協議時，作者不僅提供瞭時序圖，還結閤瞭實際調試中可能遇到的“坑”，這種經驗之談，是教科書裏很難找到的寶貴財富。讀完之後，我感覺自己對整個嵌入式係統的架構有瞭更清晰的認知，不再是零散的知識點拼湊，而是一個完整的知識體係正在搭建起來。對於有一定基礎，想嚮更深層次邁進的工程師來說，這本書提供瞭絕佳的參考框架。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我是在朋友的強烈推薦下入手這本書的，原本以為它可能會偏嚮於某一個特定品牌的單片機介紹，讀起來會比較局限。但事實證明，我的擔心是多餘的。這本書的核心價值在於它對“通用設計原則”的闡述。它所講解的許多底層概念和方法論，是跨平颱、跨係列的，這使得這本書的適用壽命非常長。即使未來我接觸到更新的微控製器架構，這本書裏建立的紮實基礎也能讓我快速上手。此外，書中對實驗項目的描述，非常注重代碼的模塊化和可移植性，這對於我們日常工作中維護大型項目來說，是一個非常好的習慣養成。作者似乎非常明白，一個好的設計不僅要能工作，更要易於維護和擴展。這種對工程規範的重視，讓這本書的實用價值得到瞭極大的提升，它不僅僅是一本學習資料，更像是一本行業實踐指南。