微机原理及应用

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出版者:高等教育
作者:徐晨
出品人:
页数:487
译者:
出版时间:2004-8
价格:38.90元
装帧:
isbn号码:9787040145649
丛书系列:
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具体描述

《微机原理及应用》是教育科学“十五”国家规划课题研究成果。全书共13章,包括:基础知识,微型计算机概论,8086/8088指令系统与寻址方式,汇编语言程序设计,8086的总线操作和时序,半导体存储器,基本输人输出接口,中断,可编程接口芯片及应用,串行通信,模数、数模转换,高性能微处理器,总线标准与微型计算机。

《微机原理及应用》内容全面、实用性强,讲述有特点和新意,同时,配以较多的程序设计实例和接口电路实例。

《微机原理及应用》适用于工科各专业本专科生“微机原理”课程,同时可供有关工程技术人员参考使用。

《嵌入式系统设计与开发实战》 本书旨在为读者提供一个全面而深入的嵌入式系统设计与开发指南,从基础概念到高级应用,力求使读者掌握独立完成嵌入式项目所需的理论知识和实践技能。本书侧重于“实战”,强调理论与实践的结合,通过丰富的实例和详尽的代码解析,帮助读者理解嵌入式系统的运作原理,并能快速上手进行实际开发。 第一部分:嵌入式系统基础 本部分将带领读者走进嵌入式系统的世界,建立起对该领域的宏观认识。 第一章:嵌入式系统概述 1.1 什么是嵌入式系统? 定义:嵌入式系统是一种专门设计用于执行特定功能、集成在更大设备中、通常对体积、功耗、成本有严格要求的计算机系统。 特点:专用性、实时性、可靠性、面向对象、软硬件结合、微型化。 与通用计算机的区别:功能单一、资源受限、实时性要求高、硬件定制化强。 1.2 嵌入式系统的应用领域 工业控制:PLC、SCADA系统、自动化生产线。 消费电子:智能家居、可穿戴设备、数码相机、MP3播放器。 通信设备:路由器、交换机、基站。 汽车电子:发动机控制单元(ECU)、车载娱乐系统、ADAS。 医疗设备:监护仪、诊断仪器、手术机器人。 国防军工:雷达系统、导弹控制、无人机。 1.3 嵌入式系统开发流程 需求分析 -> 系统设计 -> 硬件选型 -> 软件开发 -> 单元测试 -> 集成测试 -> 系统测试 -> 部署与维护。 敏捷开发与传统瀑布模型的比较在嵌入式项目中的应用。 第二章:嵌入式微处理器与微控制器 2.1 微处理器(MPU)与微控制器(MCU)的比较 MPU:功能强大,需要外围芯片(RAM, ROM, I/O)组成系统,适用于复杂应用。 MCU:高度集成,集成了CPU、RAM、ROM、I/O接口、定时器等,适用于资源受限的应用。 ARM Cortex-M系列、MIPS、RISC-V等常见架构介绍。 2.2 常见嵌入式处理器架构 ARM架构:RISC指令集,低功耗,高性能,广泛应用于移动设备和嵌入式领域。 MIPS架构:RISC指令集,性能优异,常用于网络设备和高端嵌入式系统。 RISC-V架构:开源指令集,灵活性高,可定制性强,未来发展潜力巨大。 2.3 嵌入式处理器选型考虑因素 性能需求、功耗限制、成本预算、开发工具链支持、外设接口需求、实时性要求。 第三章:嵌入式系统硬件组成 3.1 存储器 RAM:SRAM, DRAM,用于存放程序运行时的数据。 ROM:Flash Memory, EEPROM,用于存放程序代码和固定数据。 NAND Flash与NOR Flash的区别与应用。 3.2 输入/输出(I/O)接口 通用I/O(GPIO):控制LED、读取按键等。 串行通信接口:UART, SPI, I2C,用于设备间通信。 并行通信接口:Parallel Port,数据传输速率快,但连线多。 ADC/DAC:模数/数模转换器,用于处理模拟信号。 定时器/计数器:实现延时、PWM输出、事件计数等功能。 3.3 总线 地址总线、数据总线、控制总线。 AMBA总线(AXI, AHB, APB)在ARM系统中的应用。 第二部分:嵌入式软件开发 本部分将深入探讨嵌入式软件开发的各个环节,从基础编程到操作系统应用。 第四章:嵌入式C语言编程 4.1 C语言在嵌入式开发中的重要性 高效、灵活、接近硬件。 4.2 嵌入式C语言的特性与陷阱 指针的应用与管理、内存分配、位操作、寄存器访问、中断处理。 const关键字、volatile关键字、inline函数的使用。 4.3 常用嵌入式C库函数与技巧 标准库函数在嵌入式环境下的限制。 针对嵌入式开发的优化技巧。 第五章:嵌入式操作系统(RTOS) 5.1 什么是实时操作系统(RTOS)? 定义:能够满足实时性要求的操作系统。 与通用操作系统的区别:任务调度、中断响应、资源管理、同步互斥。 5.2 RTOS核心概念 任务(Thread/Task):程序的执行单元。 任务状态:就绪、运行、阻塞、挂起。 任务调度:优先级调度、轮转调度、时间片轮转。 中断:硬件事件的处理。 同步与互斥:信号量、互斥锁、事件标志。 IPC(Inter-Process Communication):消息队列、管道。 5.3 常见RTOS介绍与选型 FreeRTOS:免费、开源、易用,广泛应用于各种嵌入式系统。 RT-Thread:国产开源RTOS,功能强大,生态良好。 uCOS/II, uCOS/III:经典RTOS,稳定可靠。 VxWorks:商业RTOS,性能优异,广泛应用于航空航天、工业控制。 5.4 RTOS移植与应用 RTOS内核的移植过程。 在RTOS环境下创建和管理任务。 利用RTOS实现任务间的通信与同步。 第六章:嵌入式开发工具链 6.1 交叉编译环境 编译(Compiler)、汇编(Assembler)、链接(Linker)。 GCC、Clang等交叉编译器的使用。 6.2 调试器(Debugger) JTAG/SWD接口:连接硬件调试器。 GDB:常用的命令行调试器。 IDE集成的调试功能。 6.3 集成开发环境(IDE) Keil MDK, IAR Embedded Workbench, VS Code (配合插件)。 IDE的功能:代码编辑、编译、调试、仿真。 6.4 版本控制系统(VCS) Git:在嵌入式团队开发中的重要性。 第三部分:嵌入式系统实战项目 本部分将通过实际项目案例,巩固读者所学的知识,并掌握解决实际问题的能力。 第七章:GPIO接口应用实例 7.1 LED闪烁程序 使用GPIO控制LED亮灭,实现不同频率的闪烁。 理解延时函数的实现原理。 7.2 按键输入检测 读取按键状态,实现按键消抖。 通过按键控制LED的状态。 第八章:串行通信接口应用实例 8.1 UART通信 实现设备与PC之间的串口通信,发送和接收数据。 理解帧结构、波特率等概念。 通过串口发送传感器数据。 8.2 SPI通信 与SPI接口的传感器(如ADXL345加速度计)通信。 学习SPI时序和通信协议。 8.3 I2C通信 与I2C接口的设备(如LCD显示屏、EEPROM)通信。 理解I2C的主从模式和寻址机制。 第九章:ADC/DAC与定时器应用实例 9.1 ADC采样 读取模拟信号(如电位器、温度传感器)的值。 理解采样率、分辨率等参数。 9.2 PWM输出 通过PWM控制LED亮度或电机转速。 理解占空比的概念。 9.3 定时器应用 使用定时器实现精确的延时和周期性任务。 定时器中断的应用。 第十章:RTOS实战项目 10.1 多任务协同 使用RTOS创建多个任务,例如一个任务负责读取传感器数据,另一个任务负责显示数据。 任务间的通信与同步。 10.2 简单的实时数据采集系统 结合前面章节的知识,构建一个能够实时采集多路传感器数据并上传到上位机的系统。 使用RTOS管理任务和资源。 附录 附录A:常见嵌入式开发板介绍 附录B:嵌入式开发常用术语表 本书内容紧密结合实际开发需求,力求让读者在学习理论知识的同时,能够动手实践,从而快速成长为一名合格的嵌入式系统工程师。通过本书的学习,读者将能够自信地应对各种嵌入式系统开发挑战。

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读后感

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用户评价

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**评价五** 这本书给我带来的最深刻的感受就是“豁然开朗”。之前我对微机原理的认识总是停留在一些零散的概念上,而《微机原理及应用》则像一把钥匙,为我打开了通往计算机世界深层理解的大门。作者的叙述方式非常独特,他善于将枯燥的理论知识与生动的实际场景相结合,让我能深刻体会到理论的实际意义。例如,在讲解数据的表示和运算时,他会结合计算机图形的显示原理,让我理解为什么像素会有不同的颜色,以及这些颜色是如何通过二进制代码来实现的。而且,这本书的学习曲线非常平缓,即使是对于初学者来说,也不会感到 overwhelming。作者在每一个知识点之后都会设置一些小练习,让我能够及时巩固所学内容。我最喜欢的是,这本书不仅仅是教我“是什么”,更重要的是教我“为什么”和“怎么做”。读完这本书,我感觉自己看待计算机的角度都发生了变化,不再是简单地使用,而是开始思考它背后的逻辑和运行机制,这是一种非常令人兴奋的转变。

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**评价三** 坦白讲,在翻开《微机原理及应用》之前,我对微机原理的概念几乎是一无所知,甚至觉得这个领域离我太过遥远。然而,这本书以一种非常接地气的方式,让我看到了微机原理的魅力。作者在讲解时,并没有一开始就陷在技术细节里,而是先描绘了微处理器在我们生活中的普遍存在,从家用电器到智能手机,让我们感受到它的重要性。然后,他用通俗易懂的语言,将复杂的硬件组成和软件交互的关系一一揭示。尤其让我印象深刻的是,作者对于8086系列处理器的讲解,他并不是简单地列举手册上的数据,而是通过讲述它的发展历程和设计理念,让我理解了为什么会有这样的设计,以及这些设计带来的影响。这本书给我的最大感受是,它让技术变得不再高高在上,而是充满人情味和历史感。我感觉自己不仅仅是在学习技术,更是在了解一段计算机发展史,这让学习过程充满了乐趣和启发。

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**评价四** 《微机原理及应用》这本书的结构安排堪称完美,每一章节的衔接都非常自然流畅,仿佛一气呵成。作者在内容的选择上也非常有深度,他并没有满足于表面的讲解,而是深入到许多核心概念的本质。比如,在讲解中断系统时,他不仅解释了中断的类型和优先级,还深入探讨了中断向量表的原理以及中断服务程序的编写流程,这对于我理解操作系统如何响应外部事件至关重要。而且,这本书的排版设计也非常人性化,大量的图表和代码示例被清晰地呈现出来,大大降低了阅读的难度。我尤其欣赏作者在讲解一些容易混淆的概念时,会用不同的角度去解释,甚至会引用一些类比,让我能够从不同的视角去理解。读完这本书,我感觉自己对计算机的整体架构有了更清晰的认识,也对如何编写高效的底层程序有了初步的理解。这绝对是一本值得反复研读的佳作。

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**评价一** 这本书绝对是我近期最惊喜的阅读体验之一!初拿到《微机原理及应用》时,我原本以为会是一本枯燥的技术手册,但万万没想到,作者的叙事方式如此生动有趣,仿佛一位经验丰富的老师在娓娓道来。他没有直接抛出晦涩的专业术语,而是从计算机的“前世今生”讲起,将那些抽象的概念变得格外具象化。我尤其喜欢他对于CPU内部结构的比喻,比如将寄存器比作“大脑的短期记忆”,将总线比作“信息传输的高速公路”,这些形象的比喻瞬间打通了我理解的任督二脉。更难能可贵的是,作者在讲解每一个原理时,都会穿插一些实际的应用案例,让我切实感受到这些“高深”的知识是如何融入我们日常生活的。比如,在介绍中断机制时,他会联系到我们玩游戏时突然来电话,电脑如何暂停游戏响应电话的场景,这种生活化的例子让知识不再是书本上的死数据,而是活生生的应用。整本书的逻辑清晰,循序渐进,即使是零基础的读者也能跟得上趟。我感觉自己不再是被动地学习,而是主动地在探索计算机的奥秘。

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**评价二** 不得不说,《微机原理及应用》这本书在细节的打磨上做得极其到位。作者对于每个知识点的讲解都力求严谨,但又不会让人生厌。他会深入剖析每一个指令的执行过程,并辅以大量的图示和流程图,让原本复杂的指令集变得一目了然。我印象最深刻的是关于内存寻址的部分,作者不仅详细介绍了段地址、偏移地址的概念,还通过模拟一个实际的内存访问过程,让我清晰地看到了CPU是如何一步步找到数据的。这本书的语言风格偏向于专业但又易于理解,没有过多的华丽辞藻,而是实事求是地陈述原理。对于我这种希望深入了解计算机底层工作机制的读者来说,这本书简直是量身定做的。而且,书中提供的每一个实验和示例程序都经过了精心设计,非常贴合理论知识,让我能够动手实践,加深对知识的理解。我觉得最棒的是,它鼓励读者去思考,去探索,而不是被动接受。我感觉自己的逻辑思维能力在这本书的引导下得到了极大的提升。

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就是这本书……就是这本书……我恨~~~~

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