微型计算机硬件软件及其应用实验指导书

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出版者:清华大学出版社
作者:周明德
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1998-07-01
价格:12.0
装帧:
isbn号码:9787302003052
丛书系列:
图书标签:
  • 微型计算机
  • 硬件
  • 软件
  • 实验
  • 教学
  • 计算机基础
  • 应用
  • 实践
  • 电子技术
  • 信息技术
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具体描述

《嵌入式系统开发实战指南》 本书旨在为读者提供一套全面、深入的嵌入式系统开发实践教程。内容涵盖嵌入式系统的基本原理、核心硬件平台、主流开发工具链、以及实际应用案例的开发流程。我们致力于帮助读者从零基础入门,逐步掌握嵌入式系统的设计、实现与调试技巧,最终能够独立完成复杂的嵌入式项目。 一、 嵌入式系统基础理论 本部分将系统阐述嵌入式系统的核心概念。我们将从嵌入式系统的定义、特点、组成架构入手,深入剖析嵌入式软件与硬件的交互关系。读者将学习到实时操作系统(RTOS)的基本原理,包括任务调度、进程间通信、中断处理等关键机制。同时,我们将详细讲解嵌入式系统中的存储器管理、电源管理以及功耗优化策略。此外,本章还会介绍嵌入式系统在不同领域的应用场景,如物联网、工业自动化、医疗设备、消费电子等,帮助读者建立对嵌入式系统宏观的认识。 二、 核心硬件平台与接口技术 掌握嵌入式系统的硬件平台是进行开发的基石。本部分将聚焦于当前主流的嵌入式处理器架构,如ARM Cortex-M系列。我们将深入解析微控制器的内部结构,包括CPU核心、存储器(Flash、RAM)、外设接口(GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC、PWM等)。通过详细的图示和实例,读者将了解这些外设的工作原理及其在实际应用中的配置方法。此外,本章还将介绍嵌入式系统中常用的通信总线协议,如USB、Ethernet、CAN等,并探讨如何设计和连接各类传感器、执行器以及显示模块。硬件开发板的选型与使用也将是本部分的重点,我们将推荐几款适合初学者和进阶开发者的开发板,并提供详细的上手指南。 三、 嵌入式软件开发环境与工具链 高效的软件开发离不开强大的工具链支持。本部分将引导读者搭建和使用主流的嵌入式软件开发环境。我们将详细介绍集成开发环境(IDE)的选择与配置,如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、以及基于GCC的开发环境(如PlatformIO)。读者将学习如何使用编译器、链接器、调试器来完成代码的编写、编译、链接和下载。版本控制系统(如Git)在团队协作和项目管理中的重要性也将得到强调,并提供相关的操作指导。此外,本章还将介绍嵌入式系统的调试技巧,包括使用逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具,以及掌握代码断点、单步执行、内存查看等软件调试方法。 四、 实时操作系统(RTOS)进阶 实时操作系统是构建复杂嵌入式系统的关键。在掌握了RTOS的基本概念后,本部分将深入探讨RTOS的进阶应用。我们将选取一款广泛应用的RTOS(如FreeRTOS或RT-Thread),详细讲解其内核机制,包括任务优先级、信号量、互斥锁、事件标志组、消息队列等。读者将学习如何设计和管理多任务并发系统,解决任务间的同步与互斥问题,以及如何进行性能优化和资源分配。异常处理与错误恢复机制也将是本部分的重点,帮助读者构建更稳定可靠的嵌入式应用。 五、 嵌入式系统应用开发实战 理论结合实践是学习嵌入式系统的最佳途径。本部分将通过一系列典型的嵌入式应用案例,引导读者将所学知识付诸实践。我们将从简单的LED闪烁、按键输入检测开始,逐步过渡到更复杂的项目,如: 传感器数据采集与处理: 学习如何连接各类传感器(如温湿度传感器、光敏电阻、加速度计),采集数据,并进行滤波、标定和初步分析。 人机交互界面设计: 掌握如何驱动LCD、OLED等显示屏,以及设计基于按键、触摸屏的用户输入界面。 通信协议实现: 学习如何使用UART、SPI、I2C等接口实现设备间的通信,并实现TCP/IP、MQTT等网络通信协议,构建联网设备。 电机控制与驱动: 学习如何使用PWM技术控制直流电机、步进电机,并实现闭环控制。 简单嵌入式Web服务器: 探讨如何在嵌入式设备上搭建Web服务器,实现远程监控和控制。 物联网(IoT)应用开发: 结合实际传感器和通信模块,开发一个简单的物联网数据上报和远程控制系统。 每个案例都将提供详细的硬件连接图、软件设计思路、代码实现细节以及调试方法。我们将鼓励读者在理解代码的基础上进行修改和拓展,培养独立解决问题的能力。 六、 嵌入式系统调试与优化 调试是嵌入式开发过程中不可或缺的一环。本部分将系统梳理嵌入式系统的调试策略和技巧。读者将学习如何有效地定位和解决硬件故障、软件bug。我们将重点讲解逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具的使用方法,以及如何利用IDE提供的调试功能进行代码的跟踪和分析。性能优化也是嵌入式系统开发的重要方面,我们将探讨如何通过代码优化、算法改进、硬件选型等手段,提升系统的运行效率,降低功耗,并满足实时性要求。 七、 嵌入式系统安全性与可靠性 随着嵌入式系统应用范围的不断扩大,其安全性和可靠性日益受到重视。本部分将介绍嵌入式系统面临的安全威胁,如固件篡改、数据泄露、拒绝服务攻击等。我们将探讨相应的安全防护措施,包括加密技术、身份认证、访问控制等。同时,本章还将讨论如何提高嵌入式系统的可靠性,如冗余设计、故障检测与恢复、以及软件健壮性设计等。 本书特色: 理论与实践紧密结合: 深入浅出的理论讲解与丰富的实战案例相结合,帮助读者构建扎实的理论基础和熟练的实践技能。 主流技术路线: 聚焦于当前业界主流的嵌入式处理器架构、操作系统和开发工具,确保内容的实用性和前沿性。 循序渐进的难度设计: 从基础概念到复杂项目,难度逐步提升,适合不同层次的读者。 丰富的图示与代码示例: 提供大量清晰的图示、原理图和可运行的代码,降低学习门槛,便于理解。 强调解决问题的能力: 鼓励读者主动思考,通过案例学习解决实际问题的思路和方法。 本书适合于计算机科学、电子工程、自动化等专业的学生,以及对嵌入式系统开发感兴趣的工程师和爱好者。通过本书的学习,读者将能够独立设计和开发功能完善、性能优越的嵌入式系统。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计真是让人眼前一亮,那种简洁又不失科技感的风格,一下子就抓住了我的注意力。刚拿到手的时候,我还在想,这会不会是一本枯燥乏味的技术手册,但翻开目录,那种精心编排的结构让我感到惊喜。它不仅仅是罗列知识点,更像是一张精心绘制的路线图,引领着读者从宏观概念逐步深入到微观实践。我尤其欣赏它在理论阐述上的那种深入浅出的能力,即便是像我这样对某些底层概念感到模糊的读者,也能通过它的叙述,构建起清晰的知识框架。作者似乎非常懂得如何平衡理论的深度与可读性,使得学习过程既有挑战性,又充满了探索的乐趣。整本书的排版也十分考究,字体大小、行间距的拿捏都恰到好处,长时间阅读也不会感到视觉疲劳,这对于需要长时间钻研技术的书籍来说,无疑是一个巨大的加分项。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的技术爱好者,我对于内容的新颖度和准确性有着近乎苛刻的要求。坦白说,最初我对引进的教材抱有一丝疑虑,担心其内容是否能完全适应我们本地的软硬件生态和教学体系。然而,阅读下来,我的担忧完全被打消了。这本书所涵盖的技术深度和广度,即使放到国际前沿来看,也绝对是上乘之作。它对于新兴技术概念的引入处理得非常得体,没有为了追求“新”而牺牲稳定性和基础性。每一次对新概念的介绍,都建立在坚实的理论基础之上,保证了知识的可靠性。那种严谨的学术态度贯穿始终,让我对书中的每一个公式、每一个图例都深信不疑,这对于构建正确的知识体系至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用价值远远超出了我的预期。我原本以为它主要适用于本科阶段的入门课程,但实际上,它对职业技术人员的价值同样显著。我发现自己以前在处理一些疑难杂症时,往往受限于对系统底层交互机制理解的片面性,而这本书中对软硬件接口细节的剖析,提供了一个全新的、立体的分析视角。通过书中的案例分析,我能够迅速定位到问题发生的根源,而不是仅仅停留在表面的故障排除。它提供的不只是知识,更是一种解决问题的“思维工具箱”。对于那些需要深入调试、优化系统性能的专业人士来说,这本书简直是如虎添翼的利器,绝对是值得在书架上长期保留的参考宝典。

评分☆☆☆☆☆

我最近在寻找一本能够真正帮助我提升动手能力的参考书,市面上很多教材要么过于侧重理论而缺乏实际案例,要么就是案例陈旧,跟不上当前技术发展的步伐。这本引进的书籍,恰好填补了我的这个空白。它在实验环节的设计上展现出了极高的专业水准和前瞻性。我尝试做了几个章节的练习,发现每一个实验步骤都设计得逻辑严密、环环相扣,既贴合了当前行业内主流的硬件平台和软件工具,又没有过度依赖于特定的、很快就会过时的商业产品。更难能可贵的是,它不仅告诉你“怎么做”,更重要的是解释了“为什么这么做”,这种对原理的深挖,使得我的理解不再停留在表面的操作层面,而是触及到了更核心的工程思想。对于希望从“会用”到“精通”的工程师而言,这种深度的引导价值无可估量。

评分☆☆☆☆☆

与其他同类教材相比,这本书在内容组织上的那种“呼吸感”是前所未有的。它没有一股脑地把所有知识点堆砌在一起,而是巧妙地设置了知识模块的衔接点,读起来感觉非常流畅自然。比如,在讲解完某个硬件架构的基础后,紧接着就会有一个相应的软件实现作为对照,这种软硬结合的叙述方式,极大地降低了跨领域学习的认知负荷。我发现自己很少需要频繁地在不同章节间跳跃查阅,因为作者已经为我们规划好了最佳的学习路径。这种对读者学习体验的细致考量,体现了作者极高的教学智慧。它更像是一位经验丰富的老教授,耐心地引导你一步步拆解复杂的系统,让你在不知不觉中掌握了全局观。

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