单片机应用技术教程

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页数:334
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出版时间:2003-12
价格:29.00元
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isbn号码:9787302076568
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图书标签:
  • 单片机
  • 嵌入式系统
  • 应用技术
  • 电子工程
  • 微控制器
  • C语言
  • 硬件设计
  • 实践教程
  • 电子技术
  • 入门教程
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具体描述

《嵌入式系统设计与实践》 本书深入探讨嵌入式系统的核心概念、设计方法与实际应用,为读者提供一套系统且全面的学习框架。内容涵盖从基础的微控制器选型与架构解析,到复杂的软件开发流程与调试技巧。 核心内容概览: 嵌入式系统基础: 详细阐述嵌入式系统的定义、特点、组成部分(硬件与软件),以及其在现代科技中的广泛应用领域,如物联网(IoT)、工业自动化、消费电子、医疗设备等。我们将深入剖析不同类型微控制器(MCU)的架构,包括CPU核心、存储器、外设接口(GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC等)的原理与使用方法,帮助读者建立坚实的硬件基础。 微控制器硬件选型与开发板介绍: 提供一套完整的微控制器选型指南,考虑功耗、性能、成本、接口丰富度及生态系统等关键因素。本书将重点介绍市面上主流的开发板,如STM32系列、ESP32系列、Arduino平台等,并讲解如何利用这些开发板进行快速原型开发和功能验证。 嵌入式软件开发流程: 详细介绍嵌入式软件开发的完整生命周期,包括需求分析、架构设计、编码实现、编译链接、仿真调试以及部署测试。我们将引导读者熟悉交叉编译工具链(如GCC for ARM)、链接脚本的编写与理解,以及如何构建高效、可靠的嵌入式软件。 C/C++语言在嵌入式开发中的应用: 深入讲解C/C++语言在嵌入式系统开发中的关键特性和高级技巧。重点包括指针、内存管理、位操作、中断服务程序(ISR)的编写、资源约束下的数据结构设计,以及面向对象编程思想在嵌入式软件中的应用。 实时操作系统(RTOS)原理与应用: 剖析RTOS的核心概念,如任务调度、任务间通信(消息队列、信号量、互斥锁)、中断处理、定时器等。本书将以FreeRTOS、RT-Thread等主流RTOS为例,详细讲解其API使用方法,并演示如何利用RTOS构建多任务、高实时性的嵌入式应用。 嵌入式Linux系统开发: 介绍嵌入式Linux系统的基本框架,包括内核裁剪与配置、根文件系统构建(Buildroot、Yocto)、设备树(Device Tree)的编写与理解、应用程序开发、驱动程序编写(用户空间与内核空间)以及系统移植。读者将学习如何为嵌入式设备定制和优化Linux系统。 硬件驱动程序开发: 专注于嵌入式硬件驱动程序的编写与调试。内容涵盖通用输入输出(GPIO)驱动、串口(UART)驱动、定时器驱动、ADC/DAC驱动、SPI/I2C驱动等,以及更复杂的如网络接口、音频/视频接口驱动的开发思路。 嵌入式通信协议与网络: 详细介绍嵌入式系统中常用的通信协议,如CAN、Modbus、MQTT、HTTP等,并讲解如何在嵌入式设备上实现TCP/IP网络通信。本书将引导读者理解嵌入式网络编程,以及如何构建可靠的嵌入式网络应用。 嵌入式系统调试技术: 传授实用的嵌入式系统调试技术,包括逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具的使用,以及GDB等软件调试器的精通。读者将学习如何有效地定位和解决嵌入式软硬件结合的问题。 实践案例分析: 提供多个贴近实际的嵌入式系统应用案例,如智能家居控制系统、工业数据采集终端、嵌入式Web服务器、低功耗传感器节点等。通过对这些案例的分析与实现,读者可以加深对理论知识的理解,并掌握实际开发技能。 本书特点: 理论与实践相结合: 兼顾理论深度与实践可操作性,力求让读者不仅理解“是什么”,更能掌握“怎么做”。 系统性强: 内容覆盖嵌入式系统开发的各个层面,形成完整的知识体系。 前沿性: 关注当前嵌入式技术的热点与发展趋势,如物联网、人工智能在嵌入式领域的应用。 易学易懂: 采用清晰的语言和图示,结合代码示例,降低学习难度。 通过学习本书,读者将能够独立完成嵌入式系统的设计、开发、调试和部署,为从事嵌入式相关行业打下坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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让我印象深刻的是,这本书并没有回避一些单片机开发中容易遇到的难点和坑。例如,在讲解内存管理时,书中就提到了栈溢出、堆空间的分配等问题,并给出了相应的解决思路。这种坦诚的讲解,让我对单片机开发的复杂性有了更清晰的认识,也让我提前做好了心理准备,能够更从容地面对未来的挑战。而且,书中在讲解某些高级特性时,也尽量避免过于专业的术语,而是通过生动形象的比喻来帮助读者理解,比如用“水流”来比喻数据传输的速率,这种方式让枯燥的技术知识变得生动有趣。

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这本书的内容编排逻辑非常严谨,就像是一条条清晰的脉络,引导着读者一步步深入。从最基础的硬件组成,到核心的指令系统,再到各种外围接口的控制,层层递进,环环相扣。我特别欣赏作者在讲解中断系统时所采用的方法,将中断的产生、响应、中断服务程序的执行以及中断返回等过程,用图文并茂的方式进行了详细的解释,并提供了实际的例子,让我能够真正理解中断在提高系统效率和响应速度方面的重要作用。此外,书中对于串行通信的讲解也相当到位,无论是UART、SPI还是I2C,作者都详细介绍了它们的通信原理、工作方式以及在实际项目中的应用,这对于我学习如何让单片机与其他设备进行数据交换至关重要,也为我连接各种传感器和模块打开了思路。

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作者在讲解过程中,非常强调理论与实践相结合。书中不仅提供了大量的代码示例,而且这些代码都经过了实际的验证,可以直接拿来运行和调试。这对于像我这样的初学者来说,是极其宝贵的资源,能够大大缩短学习曲线。我曾经尝试着自己写一些简单的程序,但总是遇到各种各样的问题,这本书中的代码示例就像是“通关攻略”,帮助我解决了很多棘手的难题。特别是关于中断和延时函数的编写,书中给出了几种不同的实现方式,并分析了它们的优缺点,让我能够根据实际需求选择最合适的方案。

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这本书的语言风格非常贴近初学者,没有过多花哨的术语,更多的是用通俗易懂的方式来解释复杂的概念。即使是一些我之前从未接触过的技术术语,在作者的解释下也变得清晰明了。我印象深刻的是书中关于ADC转换精度的讲解,作者不仅解释了影响ADC精度的各种因素,还提供了一些提高ADC精度的实用技巧,这对我日后进行需要精确测量物理量的项目非常有帮助。此外,书中还涉及了PWM(脉冲宽度调制)技术的应用,这让我了解到如何通过控制脉冲的宽度来实现对电机速度、LED亮度等的精细调节,极大地拓展了我对单片机控制能力的认知。

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总而言之,这本书是我学习单片机应用技术的绝佳入门教材。它不仅内容丰富、讲解清晰,而且非常注重实践应用。通过这本书的学习,我不仅掌握了单片机的基本原理和核心技术,更重要的是培养了独立解决问题的能力和科学的编程思维。我非常感谢作者的辛勤付出,为我们这些初学者提供了如此高质量的学习资源。这本书为我打开了通往嵌入式开发世界的大门,我充满信心地期待着在未来能够利用所学知识,创造出更多有意义的作品。

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这本书在知识体系的构建上也做得非常出色。它不仅仅教授了单个技术的用法,更重要的是教会了如何将这些技术融会贯通,形成一个完整的系统。比如,在讲解一个复杂的应用场景时,作者会先介绍相关的基础知识,然后逐步引入相关的模块和技术,最后将它们有机地结合起来,形成一个完整的解决方案。这种由点到面、由浅入深的讲解方式,让我能够清晰地理解整个项目的逻辑和实现过程。我特别喜欢书中关于状态机的讲解,这是一种非常有效的程序设计方法,能够帮助我清晰地管理程序的执行流程,避免出现混乱和错误。

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这本书真是让我大开眼界,虽然我一直对电子技术有浓厚的兴趣,但接触单片机这块还是头一回。从零开始,我曾以为会遇到很多晦涩难懂的概念,但作者的讲解方式却非常深入浅出,仿佛是一位经验丰富的老师在手把手地教你。开篇就对单片机的基本原理、发展历程以及在现代科技中的重要地位进行了清晰的阐述,这让我对这个领域有了整体的认识,不再感到陌生。接着,书中详细介绍了各种常见的单片机系列,比如我最感兴趣的STC系列,从其内部结构、指令集到存储器组织,都做了详尽的分析。特别是对于CPU工作流程的讲解,让我第一次真正理解了“一条指令如何被执行”,那种脉络清晰的感觉至今难忘。

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阅读过程中,我发现作者在知识点的呈现上非常注重细节。举个例子,在讲解I/O口的操作时,书中不仅介绍了如何设置输入输出模式,还深入探讨了上拉电阻、下拉电阻的作用以及如何通过它们来避免信号的不确定性。这种对细节的关注,让我能够更准确地理解硬件的工作原理,并在实际操作中避免一些常见的错误。另外,书中对于如何编写高效、可靠的单片机程序的原则和技巧也进行了阐述,比如如何进行代码的优化、如何处理异常情况、如何进行调试等,这些都是在实际开发中非常宝贵的经验。我感觉这本书不仅仅是知识的传授,更是一种思维方式的培养,让我学会如何系统性地思考和解决问题。

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我对这本书中最具实用价值的部分是其丰富的实例分析。作者并没有停留在理论的讲解上,而是结合了大量的实际应用场景,比如如何利用单片机实现LED灯的闪烁控制、如何设计一个简单的数码管显示系统、如何进行按键输入检测等等。这些看似基础的例子,却包含了许多关键的技术细节和编程技巧。我尤其喜欢书中对于定时器/计数器应用的讲解,无论是周期性地触发事件,还是精确地测量时间间隔,作者都给出了非常清晰的流程和代码示例,这对于我理解和掌握单片机的定时功能至关重要。而且,书中还涉及了一些更复杂的模块,如ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)的原理及应用,这让我开始思考如何将单片机与模拟世界进行交互,为我日后进行更复杂的项目开发打下了坚实的基础。

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这本书的附录部分也做得非常出色,提供了很多有用的参考资料,例如各种单片机的寄存器列表、指令集速查表以及一些常用的开发工具的使用说明。这些附录就像是一本随身的“武功秘籍”,在我遇到问题或者需要快速查找信息时,都能派上大用场。我尤其喜欢其中的寄存器说明,详细列出了每个寄存器的功能和位定义,这让我能够更深入地理解单片机的内部工作机制,并能更灵活地对其进行配置和控制。同时,书中还提供了几个完整的项目案例,从硬件设计到软件编写,再到最终的调试,都做了详尽的介绍,这对我来说是最好的学习素材,让我可以模仿并在此基础上进行创新。

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