数字电子技术基础与技能 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李响初 编

图书标签:

• 数字电子技术
• 电子技术
• 基础
• 技能
• 电路
• 数字电路
• 模拟电路
• 半导体
• 电子工程
• 实训

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111345923

版次：1

商品编码：10805173

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 职业教育课程改革规划新教材

开本：16开

出版时间：2011-08-01

用纸：胶版纸

页数：175

内容简介

《数字电子技术基础与技能》根据教育部最新颁布的《中等职业学校电子技术基础与技能教学大纲》编写，主要内容包括：数字电路基础，组合逻辑电路，触发器，时序逻辑电路，脉冲波形的产生与变换，数／模和模／数转换，半导体存储器等。除了相应的知识讲解外，还设计了课堂实验、技能训练等环节，实现了理论实践一体化。内容编排以够用和实用为原则，循序渐进、由浅入深，将枯燥的理论与有趣的实践紧密结合起来，符合职业学校学生的认知规律。《数字电子技术基础与技能》在表现形式上也进行了有益的尝试，设计了“本章导读”、“话题引入”、“课堂实验 ”、“想一想”、“注意”、“阅读材料”等模块，并将与现实生活联系紧密的电子技术知识引入书中，丰富了教学形式，也提高了学生的阅读兴趣。
《数字电子技术基础与技能》可作为职业学校电子类专业通用教材，也可作为相关专业工程技术人员的学习与参考用书。

目录

前言
绪论
0.1 数字电子技术的发展
0.2 数字电子技术与技能课程的研究对象及任务
0.3 日常生活中涉及典型数字电子技术电路举例
第1章 数字电路基础
1.1 数字电路的基本概念
1.2 数制与编码
1.3 基本逻辑与逻辑门电路
1.4 逻辑函数及其描述
1.5 逻辑函数化简
1.6 集成逻辑门电路
技能训练制作声光控节电开关
本章小结
第2章 组合逻辑电路
2.1 组合逻辑电路的基本知识
2.2 组合逻辑器件
技能训练制作三人表决控制器
本章小结
第3章 触发器
3.1 RS触发器
3.2 JK触发器和D触发器
3.3 集成触发器简介
技能训练制作四人智力竞赛抢答器
本章小结
第4章 时序逻辑电路
4.1 时序逻辑电路基本知识
4.2 寄存器
4.3 计数器
技能训练制作篮球比赛24秒倒计时
控制器
本章小结
第5章 脉冲波形的产生与变换
5.1 常见脉冲产生电路
5.2 555定时器及应用
技能训练制作声控式防盗报警器
本章小结
第6章 数／模和模／数转换
6.1 数／模转换器
6.2 模／数转换器
技能训练制作音频模／数转换控制器
本章小结
第7章 半导体存储器
7.1 半导体存储器概述
7.2 随机存取存储器
7.3 只读存储器
技能训练制作四路音乐彩灯控制器
本章小结
附录
附录A 常用元器件的型号命名
附录B 数字集成电路型号索引
参考文献

前言/序言

《嵌入式系统设计与开发实战》 一、 序言：面向未来的硬件智慧 在这个信息爆炸、万物互联的时代，我们身边的设备正变得越来越“聪明”。从智能手机、智能家居到工业自动化、医疗设备，再到无人驾驶汽车和航空航天技术，这一切的背后都离不开一个强大的驱动力——嵌入式系统。嵌入式系统以其高度集成、低功耗、高实时性等特点，深刻地改变着我们的生活和工作方式。本书《嵌入式系统设计与开发实战》旨在为读者构建一个全面、深入且极具实践性的嵌入式系统知识体系，帮助您从理论到实践，掌握嵌入式系统的设计、开发、调试与应用的全过程。 本书不仅仅是一本技术手册，更是一份通往“硬件智慧”世界的指南。它将引导您理解如何让冰冷的电路板拥有“思考”的能力，如何让各种设备无缝连接、协同工作，最终实现更智能、更高效、更便捷的未来。无论您是初涉嵌入式领域的学生，还是希望提升技能的工程师，亦或是对物联网、人工智能等前沿技术充满好奇的爱好者，本书都将是您不可或缺的学习伙伴。 二、 核心内容概述：从底层到应用的全景图 本书的内容设计遵循由浅入深、循序渐进的原则，涵盖了嵌入式系统设计与开发的各个关键环节。我们力求通过理论讲解与实际案例相结合的方式，让读者在理解抽象概念的同时，也能领略到将理论转化为现实产品的成就感。 第一部分：嵌入式系统基础理论与硬件架构 1. 嵌入式系统概述与发展历程： 定义与特征： 深入剖析什么是嵌入式系统，其与通用计算机系统的本质区别，以及如高度集成化、专用性、实时性、低功耗、可靠性等核心特征。 发展趋势： 回顾嵌入式系统从早期简单控制器到如今复杂智能终端的演进历程，展望物联网、边缘计算、人工智能等技术对嵌入式系统带来的深远影响。 应用领域： 详细介绍嵌入式系统在消费电子、工业控制、通信网络、医疗健康、汽车电子、航空航天等众多领域的广泛应用，通过典型案例激发读者对嵌入式技术潜力的认知。 2. 嵌入式微处理器与微控制器： 体系结构： 介绍主流的嵌入式处理器架构，如ARM（Cortex-M、Cortex-A系列）、RISC-V等，重点讲解其指令集、流水线、缓存、中断、DMA等核心概念，帮助读者理解处理器的工作原理。 选型指南： 探讨如何根据项目需求（如性能、功耗、成本、外设接口、开发生态等）选择合适的微处理器或微控制器。 经典系列详解： 以STM32系列微控制器为例，详细介绍其外设资源（GPIO、ADC、DAC、定时器、PWM、UART、SPI、I2C、CAN、USB、Ethernet等）的构成、功能及工作原理，为后续的实践操作打下坚实基础。 3. 嵌入式存储器与接口技术： 存储器类型： 介绍RAM（SRAM、DRAM）、ROM（Flash Memory, EEPROM）等存储器的基本原理、特点及在嵌入式系统中的作用。 总线与接口： 讲解各种常见的总线接口，如AMBA（AHB, APB）、SDRAM接口、NAND/NOR Flash接口，以及串行接口（UART, SPI, I2C）和并行接口（GPIO）的工作方式。 外设接口详解： 深入分析ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）、PWM（脉冲宽度调制）、定时器、中断控制器等核心外设的工作原理和应用场景。 4. 嵌入式系统的电源管理与功耗优化： 电源设计基础： 介绍嵌入式系统中的常见电源架构，如线性稳压器、开关稳压器，以及电池供电系统的设计考量。 功耗分析与测量： 教授如何分析嵌入式设备的功耗来源，以及使用示波器、功耗分析仪等工具进行功耗测量。 低功耗技术： 详细介绍各种低功耗模式（如休眠、待机）、时钟门控、动态电压频率调整（DVFS）等技术，以及在软件层面实现功耗优化的策略。 第二部分：嵌入式软件开发与调试 1. 嵌入式操作系统（RTOS）导论： RTOS的概念与必要性： 解释什么是实时操作系统（RTOS），以及在需要高优先级、多任务并行、严格时间约束的嵌入式应用中，RTOS的不可替代性。 RTOS核心功能： 详细讲解任务管理（创建、调度、同步、通信）、内存管理、中断管理、定时器管理等RTOS的核心概念和实现机制。 经典RTOS介绍： 介绍FreeRTOS、RT-Thread、uCOS等主流RTOS的特点、优势和应用场景，并以其中一个RTOS为例，深入讲解其API接口和使用方法。 2. 嵌入式软件开发流程与工具链： 开发环境搭建： 指导读者如何搭建完整的嵌入式开发环境，包括交叉编译工具链（GCC、Clang）、集成开发环境（IDE，如Keil MDK, STM32CubeIDE, VS Code with PlatformIO）和调试器。 代码编写规范与模式： 介绍嵌入式软件开发的常用编码规范，如MISRA C/C++，以及面向对象、状态机等设计模式在嵌入式开发中的应用。 编译、链接与加载： 深入讲解程序的编译、链接过程，以及嵌入式系统的映像文件（HEX, ELF）如何被加载到目标设备中。 3. 嵌入式底层驱动开发： 驱动程序的作用与编写： 解释驱动程序在硬件与操作系统之间的桥梁作用，并讲解如何编写低级硬件驱动，如GPIO、UART、SPI、I2C等接口的驱动。 中断服务程序（ISR）： 详细讲解中断的产生、处理机制，以及如何编写高效、可靠的中断服务程序。 DMA（直接内存访问）应用： 讲解DMA的工作原理，如何利用DMA来提高数据传输效率，减轻CPU负担。 4. 嵌入式系统调试技术： 硬件调试： 介绍使用JTAG/SWD接口配合调试器（如SEGGER J-Link, ST-Link）进行断点设置、单步执行、变量查看、内存读写等核心调试技术。 软件调试： 讲解printf调试、日志记录、逻辑分析仪的使用，以及如何在没有硬件调试器的情况下进行软件调试。 常见故障排查： 总结嵌入式开发中常见的硬件和软件故障，并提供系统性的排查思路和方法。 第三部分：嵌入式系统综合应用与进阶 1. 嵌入式通信协议： 串行通信： 深入讲解UART、SPI、I2C等常用串行通信协议的工作原理、帧格式、握手方式及其应用。 并行通信： 介绍并行接口（GPIO）的基本用法，以及更复杂的并行总线（如FSMC）的应用。 网络通信： 介绍TCP/IP协议栈、MQTT、HTTP等在嵌入式系统中的应用，以及如何实现设备的联网功能。 2. 嵌入式Linux系统开发： Linux内核与用户空间： 讲解嵌入式Linux系统的基本组成，包括Bootloader、Kernel、Rootfs等。 交叉编译与构建： 介绍如何使用Yocto Project、Buildroot等工具链构建嵌入式Linux系统。 驱动程序开发（Linux）： 讲解Linux驱动模型，如何为Linux内核编写设备驱动，如字符设备、块设备、网络设备驱动。 3. 嵌入式系统中的传感器与执行器： 传感器接口： 详细介绍如何连接和读取各种常用传感器（如温度传感器、湿度传感器、加速度计、陀螺仪、光敏传感器、压力传感器等）的数据，并进行数据预处理。 执行器控制： 讲解如何控制电机（直流电机、步进电机、伺服电机）、LED、继电器、显示屏等执行器，实现对物理世界的控制。 4. 嵌入式系统安全性与可靠性： 安全性考量： 讨论嵌入式设备面临的安全威胁（如数据泄露、设备篡改、拒绝服务攻击等），以及基本的安全防护措施，如安全启动、固件签名、加密通信。 可靠性设计： 介绍提高嵌入式系统可靠性的方法，如冗余设计、异常处理、Watchdog Timer（看门狗）、故障注入测试等。 5. 项目实战与案例分析： 智能家居控制系统： 从硬件选型、软件设计到通信协议实现，构建一个完整的智能家居控制案例。 工业数据采集与监控： 使用STM32等微控制器，结合传感器和通信模块，实现工业现场数据的采集与远程监控。 嵌入式AI应用基础： 介绍如何在嵌入式设备上运行简单的机器学习模型，如图像识别、语音识别的初步探索。 案例分析： 分析多个实际的嵌入式项目，从中提炼出可借鉴的设计思路和开发经验。 三、 学习目标与读者收益：赋能创造者的未来 通过系统学习本书内容，您将能够： 扎实的理论基础： 深入理解嵌入式系统的基本原理、硬件架构、软件设计和开发流程。 熟练的开发技能： 掌握至少一种主流嵌入式开发环境和工具链，能够独立完成嵌入式软件的设计、编码、编译、链接和烧录。 强大的调试能力： 熟练运用各种硬件和软件调试技术，快速定位和解决开发过程中遇到的问题。 丰富的实践经验： 通过大量的实例和项目，积累丰富的嵌入式系统开发和应用经验。 深入的系统理解： 能够根据具体应用场景，合理选择硬件平台、操作系统和通信协议。 前沿技术洞察： 了解嵌入式系统在物联网、人工智能等新兴领域的应用趋势，为未来的学习和职业发展打下基础。 四、 结语：开启您的嵌入式之旅 嵌入式系统是一个充满活力和创造力的领域，它将硬件的物理世界与软件的逻辑世界巧妙地融合在一起。本书《嵌入式系统设计与开发实战》正是为了点燃您在这片领域探索的热情，提供您所需的知识和技能。我们相信，通过您的努力和本书的引导，您将能够成为一名出色的嵌入式系统工程师，用您的智慧和双手，创造出更多令人惊叹的智能产品和解决方案，共同塑造一个更加智能、互联的未来。现在，就让我们一起踏上这段激动人心的嵌入式系统设计与开发之旅吧！

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一名对技术充满热情但又缺乏系统性学习背景的业余爱好者来说，找到一本既能打下坚实基础，又能指导实际操作的书籍，是相当不容易的。而《数字电子技术基础与技能》这本书，让我惊喜连连。作者的笔触非常亲切，仿佛在和我一位经验丰富的工程师朋友交流。书中的内容涵盖了数字电路的方方面面，从最基本的逻辑运算，到复杂的微控制器应用，都做了深入浅出的讲解。我特别喜欢书中对于“为什么”的解释，比如为什么需要二进制，为什么逻辑门会产生这样的输出，这让我不仅仅是死记硬背，而是真正理解了背后的科学原理。书中还列举了许多实际的电路设计案例，这些案例都非常贴近实际应用，比如如何设计一个简单的数字钟、如何实现一个数码管显示器等。这些案例的讲解，让我感觉自己不再是旁观者，而是可以亲自动手去实践了。我还注意到，书中还提到了一些常用的EDA（电子设计自动化）工具，这为我进一步学习和实践提供了宝贵的指导。总而言之，这本书不仅丰富了我的知识储备，更激发了我深入探索数字电子技术的热情，让我看到了将理论付诸实践的可能性。

评分☆☆☆☆☆

我一直对电子技术领域充满好奇，尤其是那些构成我们生活中的各种智能设备背后的原理。这本书，我是在一个技术论坛上偶然看到的推荐，当时就对它的标题“数字电子技术基础与技能”产生了浓厚的兴趣。拿到书后，我迫不及待地翻阅起来。作者在开篇就为我们描绘了一个数字世界的蓝图，从最基本的逻辑门开始，一步步深入到更复杂的数字系统。我特别欣赏作者在讲解复杂概念时的耐心和细致，比如在介绍状态机的时候，书中用了一个非常形象的例子，让我一下子就理解了它在不同状态之间的转换机制。书中的图例也十分丰富，各种电路图、时序图都画得清晰明了，配合文字讲解，让人很容易就能理解。我个人对书中关于半导体器件的工作原理以及如何构建各种逻辑电路的部分尤为感兴趣，这部分内容让我明白了为什么有些元器件会导电，为什么有些逻辑门会有特定的输出。而且，书中还涉及到了数字信号处理的一些基础概念，这让我看到了数字技术在通信、音频、视频等领域的广泛应用。读完这本书，我对数字电子技术不再感到神秘，而是充满了探索的动力。

评分☆☆☆☆☆

这本书我早就听说了，一直想找机会仔细研读一下。最近终于如愿以偿，翻开第一页就被深深吸引住了。作者的叙述方式非常直观，仿佛我置身于一个充满奇妙逻辑的世界。书中对于那些看似抽象的数字概念，比如布尔代数、逻辑门等，都进行了生动形象的解释。我尤其喜欢书中关于组合逻辑和时序逻辑的章节，作者通过大量的实例，将这些复杂的电路原理讲解得淋漓尽致。读到后面，甚至感觉自己能够亲手搭建一个简单的数字电路了。书中给出的例题非常具有代表性，并且提供了详细的解题思路，这对我这种需要动手实践才能真正理解知识的人来说，简直是福音。我尝试着自己动手做了一些练习，发现果然豁然开朗。而且，这本书的排版设计也很人性化，图文并茂，重点突出，即使长时间阅读也不会感到疲倦。很多章节的结尾还附有拓展阅读的建议，这让我对数字电子技术这个领域有了更深入的了解和探索方向。总之，这是一本让我受益匪浅的书，它不仅巩固了我已有的知识，还为我打开了新的学习之门。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！我是一名电子工程专业的学生，最近正为期末考试焦头烂额，急需一本能够系统梳理知识点，并且能够帮助我掌握实际技能的书籍。而这本《数字电子技术基础与技能》，恰恰满足了我的所有需求。作者在编写这本书时，显然投入了大量的心血，从内容的编排到语言的组织，都体现了高超的教学水平。我印象最深刻的是，书中对于时序逻辑电路的讲解，比如触发器、寄存器、计数器等，作者用了一种非常循序渐进的方式，先是讲解单个器件的原理，然后是如何将它们组合起来构建更复杂的系统。这让我在理解这些概念时，感到非常轻松。此外，书中还提供了大量的习题，覆盖了从基础概念到复杂设计的各个方面，而且每道题的解答都非常详尽，这对我巩固知识，检验学习成果起到了至关重要的作用。我尝试着做了几道设计题，通过书中提供的思路，最终都能独立完成，这极大地增强了我的自信心。这本书让我觉得，数字电子技术并没有想象中那么难，只要掌握了正确的方法和工具，任何人都可以成为一名出色的数字电子工程师。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字电子技术基础与技能》读起来真是让人有一种“拨云见日”的感觉。我之前在学校学习过一些相关的课程，但总觉得有些概念模模糊糊，不够扎实。拿到这本书后，我从头开始，一点一点地啃。作者在讲解基础概念时，非常注重逻辑的严谨性，同时又穿插了很多生活中的类比，让那些复杂的理论瞬间变得生动有趣。特别是关于集成电路和微处理器那一块，我之前一直觉得特别高深，但看了这本书之后，才明白其中的原理并没有想象中那么难以理解。作者详细地分析了不同类型集成电路的特点和应用，还介绍了微处理器的基本架构和工作流程，这对我理解现代电子设备的运行机制有了全新的认识。书中的案例分析也很到位，比如分析一个实际的数字系统是如何工作的，这让我能够将理论知识与实际应用联系起来。我还特别留意了书中关于故障排除的部分，虽然还没遇到过具体的问题，但学到的方法论对我今后处理实际问题大有裨益。总的来说，这本书的深度和广度都恰到好处，既能满足基础知识的学习，又能引导读者进行更深入的探索。