C語言程序設計習題解答與上機指導 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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價格:19.00元

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isbn號碼:9787113602505

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圖書標籤:

• C語言
• 程序設計
• 習題解答
• 上機指導
• 教材
• 編程入門
• 學習輔導
• 計算機基礎
• 高等教育
• 理工科

《嵌入式係統設計與實踐：從理論到實現》 內容簡介 本書聚焦於當前快速發展的嵌入式係統領域，旨在為讀者提供一套係統、深入且高度實踐導嚮的學習路徑。我們深知，現代電子設備和物聯網應用的核心競爭力正日益體現在其底層的硬件控製和高效的軟件實現上。因此，本書摒棄瞭過於基礎的通用編程概念講解，而是直接切入嵌入式係統的核心挑戰與前沿技術。 全書結構設計遵循“理論基礎—關鍵技術—係統集成—前沿應用”的邏輯脈絡，確保讀者不僅理解“如何做”，更能掌握“為何如此做”。 第一部分：嵌入式係統基石與硬件接口 本部分奠定紮實的硬件基礎認知，這是進行任何嵌入式開發的前提。我們首先不再贅述微處理器和微控製器的基本概念，而是直接深入到ARM Cortex-M內核架構的精髓解析，特彆是其流水綫設計、寄存器組配置與異常處理機製。 重點內容包括： 啓動序列與內存映射： 詳細剖析芯片上電後的復位流程、初始化堆棧和中斷嚮量錶的建立過程，以及如何理解和配置片上SRAM、Flash和外設寄存器（Memory-Mapped I/O）。 時鍾與電源管理： 深入講解PLL（鎖相環）的配置、係統時鍾樹的優化，以及低功耗模式（如睡眠、停止模式）的精確控製策略，這對於電池供電設備至關重要。 高級定時器與脈衝寬度調製（PWM）： 區彆於簡單的計數器應用，本章探討如何利用高級定時器實現高精度時間測量、硬件解碼和電機驅動所需的復雜波形生成，包括死區控製和互補輸齣的配置。 模擬前端技術： 詳述ADC/DAC的采樣理論（如奈奎斯特頻率）、硬件過采樣技術以提升信噪比（SNR），以及如何校準和處理DMA傳輸帶來的數據流同步問題。 第二部分：實時操作係統（RTOS）深度剖析與應用 現代嵌入式係統的復雜性使得裸機編程難以管理大規模並發任務。本部分將實時操作係統作為核心工具進行全麵覆蓋，重點關注FreeRTOS/RT-Thread的內部機製。 章節內容側重於實際工程中的難點： 內核機製精講： 不僅停留在任務創建和調度算法（如優先級倒置、時間片輪轉）的理論層麵，更側重於任務間通信（IPC）的性能權衡——消息隊列的阻塞/非阻塞策略、信號量的正確使用場景、以及互斥鎖的陷阱與避免。 內存管理挑戰： 嵌入式係統中內存是稀缺資源。本書詳細分析瞭RTOS Heap管理器的幾種主流算法（如dlmalloc、簡單的固定分區法），並探討瞭棧溢齣檢測與保護機製的實現。 中斷服務程序（ISR）與上下文切換： 深入研究中斷延遲的來源，以及如何在ISR中安全地調用RTOS API，避免破壞內核狀態。 係統性能分析與調試： 介紹如何使用RTOS提供的鈎子函數（Hook Functions）來追蹤任務運行時間、分析上下文切換開銷，並利用RTOS層麵的調試工具進行死鎖和優先級翻轉的定位。 第三部分：通信協議棧與數據鏈路 嵌入式設備必須與其他設備或雲端進行有效通信。本部分將聚焦於工業界最常用和最前沿的通信技術棧的實現細節。 嵌入式網絡編程（TCP/IP與LwIP）： 不再教授通用的網絡協議知識，而是直接深入LwIP協議棧的移植、配置與優化。重點講解如何裁剪LwIP以適應資源受限的MCU，以及在多綫程環境下安全地使用Socket API。 低功耗廣域網絡（LPWAN）： 針對物聯網應用，本書詳細介紹瞭LoRaWAN協議棧的接入流程、幀結構解析以及安全密鑰管理機製。重點在於如何高效地管理設備的睡眠和喚醒周期，以最大化電池壽命。 工業控製總綫： 深入CAN總綫和RS-485的物理層與數據鏈路層。特彆是CAN協議中的仲裁機製、錯誤檢測與恢復，以及如何基於CANopen協議構建可靠的節點。 第四部分：驅動開發與固件管理 本部分是連接硬件與上層應用的橋梁，側重於編寫健壯、可移植的設備驅動程序。 設備樹（Device Tree）在嵌入式Linux中的應用： 對於使用嵌入式Linux的開發者，本書詳細講解DTB（Device Tree Blob）的語法、編譯過程，以及內核如何解析DT來動態初始化設備，實現硬件抽象層（HAL）的跨平颱性。 DMA高效數據傳輸： 講解DMA控製器在不同模式（循環模式、半完成中斷）下的編程技巧，如何設計Scatter/Gather List以處理非連續內存區域的數據傳輸，從而解放CPU。 OTA（空中下載）與固件安全更新： 這是一個關鍵的生産環節。本書詳述瞭A/B分區策略、Bootloader在固件校驗（CRC/哈希）和簽名驗證中的作用，確保設備更新過程的安全性和原子性。 本書特色 本書的編寫風格旨在模仿高質量的工程文檔，強調可復現性和工程魯棒性。每一個理論點都緊密結閤一個具體的硬件平颱（如STM32H7係列或ESP32係列），並通過詳盡的寄存器操作代碼示例（而非僅高級API調用）來展示底層細節。我們力求讓讀者在閤上書本後，能夠自信地麵對從零開始構建一個復雜嵌入式係統的所有技術挑戰。本書適閤有一定C語言基礎，並希望快速、深入掌握專業嵌入式係統開發技能的工程師和高年級學生。

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