嵌入式語音技術及淩陽16位單片機應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:北京航空航天大學齣版社

作者:李晶皎

出品人:

頁數:283

译者:

出版時間:2003-11

價格:32.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787810773652

叢書系列:

圖書標籤:

• 嵌入式係統
• 語音技術
• 單片機
• 淩陽16位
• 應用開發
• 數字信號處理
• 音頻處理
• 嵌入式應用
• 硬件設計
• 實踐教程

現代嵌入式係統設計與實踐 本書聚焦於當下主流的嵌入式係統開發前沿技術與工程實踐，旨在為讀者構建一個全麵、深入且高度實用的知識體係。全書內容緊密圍繞高性能微控製器架構、實時操作係統（RTOS）的深度應用、物聯網（IoT）通信協議的實現，以及係統級功耗優化策略展開，力求覆蓋從硬件選型到底層驅動開發再到應用軟件架構的完整生命周期。 --- 第一部分：新一代微控製器架構與高效編程模型 本部分深入剖析瞭當前嵌入式領域廣泛采用的高性能32位及更高位寬微處理器內核的設計哲學與工作原理，為讀者奠定堅實的硬件理解基礎。 1.1 高性能內核結構解析 詳細闡述瞭Cortex-M係列及同類RISC-V內核的流水綫設計、分支預測機製、寄存器組管理以及特權級彆（如特權態與非特權態）的切換機製。特彆強調瞭內存保護單元（MPU/MMU）在保障係統安全性和多任務隔離中的關鍵作用。內容不涉及任何16位或8位架構的特定指令集或外設描述。 1.2 內存管理與緩存一緻性 深入講解瞭係統中的存儲器映射、SRAM與外部Flash的訪問時序優化。核心篇幅用於探討現代CPU中的L1/L2緩存工作原理、緩存的寫策略（直寫、迴寫）及其對嵌入式實時性能的影響。針對多核或異構係統，詳細分析瞭內存屏障（Memory Barrier）的使用場景，確保數據在不同處理器或DMA控製器之間的一緻性。 1.3 底層驅動開發與硬件抽象層（HAL）設計 本章側重於如何構建一套健壯、可移植的底層驅動框架。內容涵蓋通用異步收發器（UART）、串行外設接口（SPI）、I2C總綫的高速數據傳輸優化技術，以及同步異步數據包處理模式的比較。重點在於設計通用的寄存器訪問接口和中斷服務例程（ISR）的最佳實踐，強調驅動程序的模塊化與接口標準化，完全不涉及特定廠商的微控製器片選或專有外設操作。 --- 第二部分：實時操作係統（RTOS）的深度應用與性能調優 現代嵌入式係統離不開對時間確定性和資源調度的嚴格要求。本部分全麵覆蓋主流RTOS的設計原理、高級調度算法及其在復雜應用中的部署。 2.1 RTOS內核機製與調度策略 係統性地介紹瞭任務管理、上下文切換的開銷分析，以及不同調度算法（如固定優先級、輪轉、優先級繼承/優先級天花闆）在實際工作負載下的性能錶現。深入探討瞭中斷延遲與任務調度延遲的量化分析方法。 2.2 進程間通信（IPC）與同步機製 詳細對比瞭消息隊列（Message Queue）、信號量（Semaphore）、互斥鎖（Mutex）以及事件標誌組（Event Flag Group）的適用場景與潛在陷阱。重點分析瞭優先級反轉問題，並提供瞭基於RTOS的解決方案。同時，引入瞭更高級的IPC機製，如輕量級進程間通信模型。 2.3 資源受限環境下的RTOS定製與裁剪 探討如何根據特定應用的需求（如內存占用、啓動速度）對RTOS內核進行裁剪和優化。內容包括編譯時配置宏的選擇、堆內存管理策略（如內存池的定製），以及如何使用RTOS提供的性能分析工具進行死鎖檢測和資源泄漏排查。 --- 第三部分：工業級通信協議棧與網絡集成 本部分專注於嵌入式設備如何與外部世界進行安全、可靠的通信，涵蓋有綫與無綫兩大領域。 3.1 工業以太網與現場總綫協議棧實現 詳細解析瞭工業控製領域常用的EtherCAT和PROFINET協議棧的實時數據幀結構、報時同步機製（如PTP/IEEE1588）。重點在於如何在有限資源的MCU上高效地解析和生成這些協議的數據包，並實現低抖動的周期性通信。 3.2 物聯網安全通信與TLS/DTLS集成 本章聚焦於設備接入雲平颱的安全挑戰。內容包括嵌入式設備上TLS/SSL協議棧（如mbedTLS或WolfSSL）的移植與裁剪，密鑰存儲的安全策略（如使用硬件安全模塊HSM），以及固件空中更新（OTA）的安全驗證機製。討論瞭MQTT、CoAP等輕量級應用層協議在資源受限環境下的優化配置。 3.3 嵌入式係統的無綫連接管理 涵蓋低功耗藍牙（BLE）5.x協議棧的GAP/GATT層配置，以及Wi-Fi模塊的驅動集成和電源管理策略。強調如何實現無綫模塊的快速喚醒、數據批處理傳輸以最小化射頻開啓時間，從而達到極緻的功耗優化。 --- 第四部分：係統級可靠性、測試與開發工具鏈 本部分麵嚮工程實踐的最後環節，關注如何確保嵌入式軟件的長期穩定性和可維護性。 4.1 軟件架構設計模式與代碼質量保證 介紹麵嚮對象設計在C語言嵌入式項目中的應用（如狀態機模式、觀察者模式在驅動層的使用）。引入靜態代碼分析工具（如Cppcheck, MISRA C/C++檢查）在編譯階段發現潛在錯誤，並討論如何建立有效的代碼審查流程。 4.2 嵌入式係統的調試、測試與故障診斷 深入講解瞭高級調試技術，如JTAG/SWD接口的高級斷點設置、硬件看門狗（Watchdog）的有效配置與復位機製分析。重點介紹瞭單元測試框架（如Unity/Ceptest）在嵌入式環境中的集成方法，以及如何使用邏輯分析儀和示波器對時序錯誤進行精確捕獲和分析。 4.3 係統級功耗分析與優化實踐 詳細介紹瞭如何使用專業功耗分析儀追蹤微控製器在不同工作模式（睡眠、中斷處理、數據傳輸）下的電流消耗麯綫。提齣瞭一套係統化的低功耗設計流程，包括時鍾門控、電源域管理以及Flash/RAM的深度休眠策略，確保設備在電池供電應用中的超長續航能力。 --- 本書麵嚮具有一定C/C++基礎，希望深入掌握現代高性能嵌入式係統（如基於ARM Cortex-M/R係列或RISC-V架構）的開發者、係統工程師以及相關專業的學生。它提供的是一套適用於當前工業級産品開發的、專注於高性能、高可靠性和網絡連接能力的先進技術框架，其內容聚焦於32位及以上體係結構下的復雜軟件工程實踐。

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**評價二** 我最近在研究嵌入式係統中的實時操作係統（RTOS）調度算法，這本書的理論深度與我目前的學習方嚮似乎有些偏差。我原本期待能看到關於FreeRTOS或μC/OS等主流RTOS的詳細內核分析，以及中斷服務程序的優化策略。然而，這本書的側重點似乎更偏嚮於底層硬件接口的直接操作和特定平颱的驅動級編程。雖然這種“硬核”的實踐精神值得肯定，但對於希望深入理解高級軟件架構和係統級抽象概念的開發者來說，可能需要配閤其他更偏嚮算法和架構的書籍纔能形成完整的知識體係。書中的某些章節，比如關於I/O端口的位操作描述，雖然嚴謹，但對於已經熟悉匯編層操作的讀者來說，會感覺有些冗餘，期待能有更精煉的概括和更深入的底層原理探討。

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**評價三** 作為一名軟件工程師，我通常更關注算法效率和軟件架構的健壯性。這本書給我的第一印象是“極其貼近硬件”，很多章節都在強調如何用最直接的方式去控製寄存器，實現某一特定功能。這固然是嵌入式開發的基礎，但在實際項目中，尤其是在需要快速迭代和跨平颱兼容性的場景下，過度依賴這種手寫底層代碼的方式可能會帶來維護上的隱患。我希望書中能更深入地探討一下如何構建可復用的硬件抽象層（HAL），或者介紹一些如何利用現有成熟庫來加速開發進程的經驗分享。例如，如果能加入一些關於如何設計模塊化驅動程序的最佳實踐案例，那就更好瞭，而不是僅僅停留在“如何讓它跑起來”的層麵。

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**評價一** 這本書的裝幀設計著實讓人眼前一亮，封麵采用瞭低飽和度的藍色調，配上簡潔的白色字體，透露齣一種沉穩而專業的氛圍。內頁紙張質感上乘，油墨印刷清晰，即便是長時間閱讀，眼睛也不會感到疲勞。更值得稱贊的是，書中大量的圖錶和示意圖繪製得極為精細，邏輯性強，幾乎每一個電路模塊的結構、信號的流嚮，都能通過這些圖示得到直觀的理解。作者在排版上也花瞭不少心思，正文與代碼塊之間有著恰到好處的留白，使得代碼部分的閱讀體驗非常流暢，不像有些技術書籍那樣將代碼塞得滿滿當當，讓人喘不過氣。從這個角度來看，這本書在“視覺友好度”上做得非常齣色，體現瞭齣版方對讀者體驗的重視。

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**評價四** 這本書的語言風格非常樸實、直接，沒有任何花哨的修飾語，完全是技術文檔的口吻，這一點我很欣賞。它沒有試圖用過多的比喻來解釋復雜的概念，而是直接給齣定義、公式和實現步驟。這種風格對於那些已經具備一定電子工程背景的讀者來說，無疑是一種高效的學習方式。但是，對於初學者，特彆是那些是從純軟件背景轉入硬件領域的讀者，可能會覺得開篇有些門檻過高。如果作者能在關鍵的物理概念或電氣特性介紹時，增加一些更生活化的類比或者更形象的解釋，哪怕隻是在腳注中提供一些背景知識的鏈接，相信能拓寬這本書的受眾群體，讓更多對這個領域感興趣的新人也能順利入門。

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**評價五** 我注意到本書的示例代碼部分占據瞭相當大的篇幅。這些代碼的實用性毋庸置疑，它們緊密圍繞著書本講解的理論知識點展開，為讀者提供瞭即插即用的參考模闆。然而，我發現在某些復雜的邏輯實現中，代碼的注釋略顯不足。很多關鍵的判斷條件和狀態機的轉移邏輯，如果能配上更詳盡的注釋來解釋“為什麼選擇這種方式”而不是僅僅解釋“這段代碼做瞭什麼”，將會大大提升代碼的可讀性和學習價值。此外，雖然書中有提到調試技巧，但如果能加入一章專門討論如何利用示波器、邏輯分析儀等工具來排查代碼中難以察覺的定時問題或信號乾擾，那將使這本書的實踐指導性更上一層樓，使其成為工具箱中不可或缺的一部分。

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