电路及单片机设计仿真理论与探究 9787517008088 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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林吉海 著

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出版社： 中国水利水电出版社

ISBN：9787517008088

商品编码：29689788140

包装：平装

出版时间：2013-04-01

基本信息

书名:电路及单片机设计仿真理论与探究

定价：78.00元

售价：53.0元,便宜25.0元,折扣67

作者:林吉海

出版社：中国水利水电出版社

出版日期：2013-04-01

ISBN：9787517008088

字数：

页码：176

版次：1

装帧：平装

开本：16

商品重量：0.4kg

编辑推荐

《电路及单片机设计仿真理论与探究》中单片机的机型选用MCS—51系列单片机，结合当前应用广泛的C51程序设计及其对应编译器，以汇编语言为辅在汇编程序的基础上，着重介绍利用C语言进行的单片机程序设计。书中还给出了很多应用实例，并通过Proteus虚拟仿真详细分析、说明，力图使读者能够熟练把握相关理论，并提高实际应用能力。

内容提要

《电路及单片机设计仿真理论与探究》首先介绍了模拟电路与数字逻辑电路的分析、设计，随后引进了单片机的概念，内容涉及单片机仿真软件Proteus、MCS51单片机的结构与工作原理、单片机的指令系统与汇编语言程序设计、单片机的C51语言程序设计、单片机的中断系统与设计仿真、单片机的定时器／计数器与设计仿真、单片机串行通信与设计仿真、单片机系统扩展与设计仿真、单片机人机交互接口技术与实例仿真、A／D和D／A转换接口应用实例与仿真等。

目录

作者介绍

林吉海，男，1975年6月生，汉族，四川邻水人，中员。中南工业大学（现中南大学）自动化专业学士，重庆大学电气工程专业硕士。现为重庆工商大学计算机科学与信息工程学院教师。曾获重庆工商大学首届“青年教师讲课比赛”二等奖，课堂教学奖。长期从事电工技术及单片机应用方面的教学研究，编著教材《电工学实验指导书》一部，在《西南师范大学学报（自然科学版）》《电气传动》等刊物上发表学术论文15篇，主持或参与科研项目6项。
于艳敏，女，1980年4月出生，祖籍河北沧州。1999年至2003年就读于太原科技大学（原太原重型机械学院），大学毕业后留校任教。2004被评为山西省班主任，2006年被评为山西省团干。2006年至2008年在山东大学攻读硕士学位，在此期间先后发表论文《数字水印技术研究》和《基于小波域的灰度图像盲水印算法》。2011年指导学生参加全国大学生电子设计大赛，取得全国二等奖。
朱清友，男，汉族，重庆垫江人，中员，2000年7月毕业于四川师范学院电子技术与计算机专业，理学学士，获重庆大学硕士学位，现工作于长江师范学院物理学与电子工程学院。先后从事《单片机原理及应用》《EDA技术》《可编程控制器》《虚拟仪器》《数字电路》《模拟电路》《C语言》等理论及实验课程的教学工作。研究方向为仿真技术。先后在《重庆大学学报》《电脑知识与技术》等期刊上公开发表9篇论文，其中2篇被EI收录，主持了1项校级科研项目，主研了多项科研及教改项目。获“2003年全国信息化计算机应用技术技能大赛”二等奖。

文摘

版权页：



插图：



（1）可以双电源供电也可以单电源供电。
（2）电压范围：双电源+18V；单电源2～36V。非常低的电源电流（仅0.8mA）消耗，并且与电源电压大小无关。此消耗功率适合电池工作。
（3）输入偏流低，只有25nA。
（4）输入失调电流和失调电压低（±5nA；～3mV）。
（5）即使是单电源供电工作时，其输入共模电压范围也包括地。这是LM139／239／339独特的特性。
（6）可以直接与TTL和CMOS接口。
3.运放比较器与专用集成电压比较器的特点
（1）专用集成电压比较器具有较高的响应速度，而用运放组成的比较器难以与之相比。运算放大器接有内补偿电路时，通频带很窄，且增益很高，因此响应速度很低。而专用集成电压比较器用降低增益，不设置内补偿电路等，使响应速度提高。
（2）专用集成电压比较器输出电平可与数字电路的逻辑电平兼容，而运放组成的比较器有时很难满足。
（3）在一般情况下，不宜用运放组成的比较器。但如果一时没有专用集成电压比较器或设计的电路中有多余的运算放大器，则不妨使用运放组成比较器。但要注意输出电平与系统兼容。
4.常见应用
（1）冒口比较器
窗口比较器也称为双限电压比较器。如图1—20所示。比较器A1的反相输入端与窗口的下门限UL相连，比较器A2的同相输入端与窗口的上门限UH相连。输入信号Ui同时加到A2的反相输人端和A1的同相输入端。

序言

《数字逻辑与硬件实现：原理、设计与应用》 内容简介： 本书深入探讨了现代数字逻辑电路的设计、仿真、实现及其在嵌入式系统中的核心应用。全书以扎实的理论基础为导引，融合前沿的设计理念与实践经验，旨在为读者构建起从概念到实体的完整认知框架，培养具备创新思维和解决复杂工程问题的能力。 第一篇：数字逻辑基础与设计方法 本篇是本书的基石，系统性地梳理了数字逻辑领域的核心概念和基本原理。 二进制系统与逻辑运算： 从最基础的二进制数表示法入手，详细阐述了布尔代数的基本定律、定理及其应用，如卡诺图化简法、奎因-麦克拉斯基算法等，旨在帮助读者掌握简化复杂逻辑函数的最优化手段。我们将深入解析各种基本逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的功能特性，以及它们如何组合构建更复杂的逻辑模块。 组合逻辑电路设计： 重点讲解了组合逻辑电路的设计流程，包括需求分析、逻辑功能描述（真值表、逻辑表达式）、化简、逻辑图绘制和仿真验证。我们将以实际例子，如编码器、译码器、多路选择器、数据选择器、加法器、减法器等为例，展示如何系统性地设计和实现这些基本但至关重要的组合逻辑功能。 时序逻辑电路设计： 引入了时序逻辑电路的概念，区分了组合逻辑和时序逻辑的关键差异，即状态和时钟信号的影响。详细讲解了触发器（SR, D, JK, T）的工作原理、状态转换图和状态转换表，并以此为基础，阐述了寄存器、计数器（同步、异步）、移位寄存器等基本时序逻辑模块的设计与应用。我们将深入分析时钟信号对电路时序的影响，并介绍时钟信号同步、时钟域交叉等高级概念。 有限状态机（FSM）设计： 详细介绍了Mealy型和Moore型有限状态机的结构、设计方法和分析技术。通过实际案例，如交通灯控制器、串行通信协议解析器等，演示如何将抽象的状态和转移逻辑转化为具体的电路实现。本书将强调状态机的灵活性和可扩展性，为设计复杂的控制器奠定基础。 逻辑综合与优化： 引入逻辑综合的概念，解释了如何将高层次的逻辑描述（如Verilog/VHDL）转化为门级网表。探讨了常用的逻辑综合工具和技术，并重点阐述了如何通过优化算法（如面积优化、时序优化、功耗优化）来提高电路性能，使其满足实际应用的需求。 硬件描述语言（HDL）基础： 提供了对Verilog和VHDL两种主流硬件描述语言的基本介绍，包括它们的语法结构、数据类型、运算符、结构化语句（always, assign, if-else, case）以及如何利用它们来描述组合逻辑和时序逻辑电路。我们将展示如何使用HDL进行行为级建模、数据流建模和结构化建模，为后续的设计仿真和综合打下基础。 第二篇：数字系统设计与验证 本篇将设计理念与实践紧密结合，重点关注数字系统的构建、仿真与验证。 大规模集成电路（IC）设计流程： 详细介绍了从前端设计（RTL编码、仿真、逻辑综合）到后端设计（布局布线、时序分析、物理验证）的完整流程。我们将解释不同设计阶段的目标、关键技术和常用工具，帮助读者理解现代IC是如何被设计出来的。 功能仿真与验证： 强调了仿真在数字设计中的核心作用。详细讲解了各种仿真技术，包括基于事件的仿真、定时仿真，以及如何编写测试平台（Testbench）来驱动设计模块并验证其功能正确性。我们将讨论断言（Assertions）、代码覆盖率（Code Coverage）和功能覆盖率（Functional Coverage）等高级验证概念，以确保设计的鲁棒性。 静态时序分析（STA）： 详细阐述了静态时序分析的基本原理，包括建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的概念、时序路径的识别、时序违例（Timing Violations）的检测和修复。本书将介绍如何利用STA工具来评估设计性能，并提出优化时序的关键策略。 可编程逻辑器件（PLD）与现场可编程门阵列（FPGA）： 深入研究了PLD和FPGA的内部结构、工作原理和设计流程。重点讲解了FPGA的优势，如灵活性、并行处理能力和快速原型验证能力，并介绍了基于FPGA的嵌入式系统开发平台。我们将分析不同FPGA架构的特点，以及如何根据应用需求选择合适的FPGA器件。 嵌入式系统中的数字逻辑应用： 将数字逻辑设计与实际嵌入式系统紧密联系。通过一系列典型案例，如数据采集系统、通信接口（UART, SPI, I2C）、微处理器外围接口、存储器控制器等，展示数字逻辑电路如何在嵌入式系统中发挥关键作用。我们将探讨如何设计高效的控制器、数据路径和状态机，以实现特定的嵌入式功能。 第三篇：高级数字设计技术与前沿探索 本篇将带领读者深入探索数字设计领域的更高级主题和未来发展方向。 低功耗数字设计： 随着移动设备和物联网应用的兴起，低功耗设计变得至关重要。本篇将介绍各种低功耗设计技术，包括时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）、动态电压频率调整（DVFS）以及低功耗逻辑单元的使用。 高性能数字设计： 针对需要极高运算速度的应用，本篇将探讨流水线（Pipelining）、并行处理、多核架构等高性能设计技术。我们将分析如何通过优化算法和硬件结构来最大限度地提升系统的吞吐量和处理速度。 异步电路设计： 介绍异步电路的基本原理和设计方法，对比异步电路与同步电路的优缺点。探讨异步电路在功耗、速度和鲁棒性方面的潜力，以及在特定领域的应用前景。 数字信号处理（DSP）基础与硬件实现： 讲解了DSP的基本概念，如采样、量化、离散傅里叶变换（DFT）等，并探讨如何将这些算法转化为高效的硬件实现，例如使用专门的DSP处理器或在FPGA上构建DSP加速器。 硬件安全与可靠性设计： 探讨了数字电路在安全性方面的挑战，如侧信道攻击、篡改防护等。介绍了一些硬件安全设计技术，如加密算法的硬件加速、安全存储等。同时，也将讨论如何提高数字电路的可靠性，包括错误检测与纠正（EDAC）技术等。 面向未来的数字设计： 展望了数字设计领域的未来趋势，包括人工智能在设计自动化中的应用、新型计算范式（如神经形态计算、量子计算）对硬件设计的潜在影响，以及RISC-V等开放指令集架构的兴起。 本书特色： 理论与实践并重： 每一章节都紧密结合理论阐述和实际设计案例，通过清晰的图示、代码示例和分析，帮助读者深入理解抽象概念。 系统性与深度兼顾： 内容覆盖了从数字逻辑基础到高级设计技术的完整链条，既有广度，又不乏深度。 前沿性与实用性结合： 关注当前和未来的技术发展趋势，同时提供切实可行的设计方法和工具指导。 清晰的逻辑结构： 全书章节安排合理，层层递进，易于读者循序渐进地掌握知识。 丰富的设计实例： 大量穿插真实世界的应用案例，帮助读者理解理论知识在实际工程中的价值。 目标读者： 本书适合于电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的本科生、研究生，以及从事数字电路设计、嵌入式系统开发、FPGA开发、IC设计的工程师和研究人员。对于希望系统学习数字逻辑设计原理，掌握现代数字系统设计方法的读者而言，本书将是宝贵的参考资料。通过学习本书，读者将能够独立完成复杂的数字电路设计任务，并具备解决实际工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这套书光是封面设计就透着一股扎实的理工科气息，看得出来作者在内容组织上是下足了功夫的。我特别欣赏它那种循序渐进的讲解方式，对于我们这些刚接触电路和单片机设计的初学者来说，简直是福音。它不是那种干巴巴地堆砌公式和代码的教材，而是真正站在学习者的角度，把复杂的概念拆解得清清楚楚，每一步都有理有据。尤其是它在仿真环节的描述，详细到让人感觉自己就像是坐在电脑前跟着作者一步步操作一样，那种身临其境的学习体验，比单纯看枯燥的理论要有效率得多。我记得其中关于某个特定模块的例程分析，作者不仅展示了如何实现功能，还深入探讨了不同实现路径的优缺点，这种批判性思维的引导，真的让我受益匪浅。感觉这本书不仅仅是教你怎么做，更重要的是让你懂得为什么这么做，培养了扎实的设计思维。我强烈推荐给所有希望系统学习嵌入式设计基础的朋友们，它的价值远超书本价格。

评分☆☆☆☆☆

我通常对那些过于“大而全”的书籍敬而远之，因为它们往往深度不足。然而，这本书在广度和深度之间找到了一个非常巧妙的平衡点。它的覆盖面确实很广，从基础的数字电路逻辑到复杂的系统级设计都有所涉及，但这绝不是肤浅的罗列。在我看来，它最大的亮点在于对“设计思路”的剖析。作者没有直接给出“标准答案”，而是引导读者去思考“为什么需要这样的设计”，以及“如果要求改变，我们应该如何调整策略”。这种思维训练比死记硬背程序代码重要得多。特别是关于抗干扰和电源完整性方面的章节，篇幅虽不长，但提供的见解非常精辟，这通常是初学者在实际项目中容易忽略但又至关重要的部分。这本书读完后，我感觉自己不再只是一个“会写代码的”，而是开始具备一个“系统设计师”的视角。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是在朋友的强烈推荐下入手这本书的，原本以为它可能会偏向于某一个特定品牌的单片机介绍，读起来会比较局限。但事实证明，我的担心是多余的。这本书的核心价值在于它对“通用设计原则”的阐述。它所讲解的许多底层概念和方法论，是跨平台、跨系列的，这使得这本书的适用寿命非常长。即使未来我接触到更新的微控制器架构，这本书里建立的扎实基础也能让我快速上手。此外，书中对实验项目的描述，非常注重代码的模块化和可移植性，这对于我们日常工作中维护大型项目来说，是一个非常好的习惯养成。作者似乎非常明白，一个好的设计不仅要能工作，更要易于维护和扩展。这种对工程规范的重视，让这本书的实用价值得到了极大的提升，它不仅仅是一本学习资料，更像是一本行业实践指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示质量绝对是加分项。在涉及电路原理和单片机内部结构时，清晰直观的图表是理解复杂逻辑的关键。这本书在这方面做得非常出色，每一个关键电路的连接、每一个寄存器的位定义，都有详尽的示意图辅助说明，甚至连一些抽象的信号流向，也被设计成了易于理解的流程图。这种对细节的极致追求，大大减少了阅读时的认知负力。我注意到作者在章节衔接上也颇具匠心，知识点的过渡非常自然流畅，不会让人感觉知识点之间存在断裂感。比如，前一章刚讲完定时器的基本原理，下一章就立刻引入了基于定时器的中断应用实例，这种理论与应用紧密结合的教学方式，极大地增强了学习的连贯性和趣味性。总的来说，这是一本非常“友好”的书籍，它尊重读者的学习过程，让学习不再是一件苦差事，而更像是一场有引导的探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我一开始对这类偏向理论结合实践的书籍抱持着一半期待一半怀疑的态度。市面上太多打着“全覆盖”旗号的资料，结果要么理论晦涩难懂，要么实践部分简陋不堪。但这本书完全颠覆了我的预期。它的理论深度处理得恰到好处，既保证了对底层原理的足够认知，又不会让人在公式推导中迷失方向。更让我印象深刻的是，作者似乎对当前行业内常用的开发工具和软件有着深刻的理解，体现在他对各种设计流程的描述上，非常贴合实际工作环境。例如，在讲解特定接口协议时，作者不仅提供了时序图，还结合了实际调试中可能遇到的“坑”，这种经验之谈，是教科书里很难找到的宝贵财富。读完之后，我感觉自己对整个嵌入式系统的架构有了更清晰的认知，不再是零散的知识点拼凑，而是一个完整的知识体系正在搭建起来。对于有一定基础，想向更深层次迈进的工程师来说，这本书提供了绝佳的参考框架。