虛擬儀器實用編程技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:機械工業

作者:童剛 編

出品人:

頁數:172

译者:

出版時間:2008-1

價格:18.00元

裝幀:

isbn號碼:9787111229025

叢書系列:

圖書標籤:

• 虛擬儀器
• LabVIEW
• 數據采集
• 儀器控製
• 測試測量
• 編程技術
• 圖形化編程
• 自動化測試
• 信號處理
• 工程應用

好的，這是一份針對“虛擬儀器實用編程技術”之外，詳細介紹另一本技術書籍的簡介： --- 《嵌入式係統與實時控製：從理論到實踐的深度解析》 書籍簡介 《嵌入式係統與實時控製：從理論到實踐的深度解析》是一本係統闡述現代嵌入式係統設計、底層硬件交互、操作係統原理以及實時控製算法實現的專業技術著作。本書旨在為工程師、高級技術愛好者及相關專業學生提供一個全麵且深入的學習路徑，幫助他們掌握從概念設計到實際部署的全流程技能。 本書並非聚焦於虛擬儀器軟件開發，而是將核心關注點置於嵌入式係統的“硬核”部分——即硬件驅動、資源管理和精確時間控製。我們深入探討瞭嵌入式係統在工業自動化、物聯網邊緣計算、醫療設備以及精密儀器等對時效性要求極高的領域中的關鍵技術挑戰與解決方案。 第一部分：嵌入式係統基礎架構與硬件平颱 本部分為後續深入學習奠定堅實基礎，側重於理解嵌入式係統的物理實現和基礎架構。 1. 微控製器與微處理器選型： 我們詳細對比瞭主流的32位架構（如ARM Cortex-M係列、RISC-V內核）的內部結構、指令集特點及其在不同功耗和性能需求下的適用性。重點分析瞭片上外設（如GPIO、定時器、ADC/DAC）的工作原理和寄存器級編程方法。 2. 存儲器係統與總綫結構： 深入講解瞭閃存（Flash）、SRAM、EEPROM的工作特性、訪問時序以及內存保護單元（MPU）的配置。討論瞭AHB、APB等內部總綫如何高效地連接CPU與外設，以及DMA（直接內存存取）機製在提升數據吞吐量中的關鍵作用。 3. 硬件驅動開發（Bare-Metal Programming）： 拋開高級抽象層，本書詳細演示瞭如何使用C語言直接操作硬件寄存器，編寫穩定的啓動代碼（Startup Code）和低延遲的中斷服務程序（ISR）。這部分內容強調對時序和資源競爭的精確控製能力。 第二部分：實時操作係統（RTOS）原理與應用 實時性是嵌入式係統區彆於通用計算係統的核心特徵之一。本部分聚焦於RTOS的內部機製及其在復雜任務調度中的應用。 1. RTOS核心機製： 詳盡解析瞭任務管理、優先級繼承、信號量、互斥鎖、消息隊列以及事件標誌組等同步與通信原語的底層實現原理。特彆關注優先級反轉問題及其在多任務環境中的規避策略。 2. 調度算法的剖析： 深入比較瞭搶占式固定優先級調度（如Rate Monotonic Scheduling, RMS）和動態優先級調度（如Earliest Deadline First, EDF）的理論基礎和實際應用限製。書中包含詳細的分析案例，指導讀者如何根據應用需求選擇最優調度策略。 3. 時間度量與確定性： 探討瞭嵌入式係統中時鍾源的選擇、定時器溢齣處理，以及如何評估和保證係統的“硬實時”性能。介紹瞭Jitter（抖動）分析方法，確保控製環路的穩定性和可預測性。 第三部分：實時控製算法與數字信號處理 本部分是本書的實踐核心，專注於如何將軟件算法高效地部署到資源受限的嵌入式平颱上，以實現精確的物理世界交互。 1. 經典控製理論的嵌入式實現： 詳細講解瞭PID（比例-積分-微分）控製器的設計與調優，並著重於在有限字長和浮點數精度受限的環境中，如何優化算法以避免溢齣和量化誤差。同時，引入瞭狀態空間法和現代控製理論在嵌入式係統中的初步應用。 2. 嵌入式數字信號處理（DSP）： 講解瞭數字濾波器的設計（FIR/IIR），包括如何在嵌入式處理器上高效實現捲積運算。針對固定點運算，本書提供瞭定點化（Fixed-Point Arithmetic）的完整流程，包括量化噪聲分析和溢齣保護機製。 3. 傳感器數據采集與融閤： 探討瞭如何使用DMA和高速ADC接口實現高頻率數據采集。結閤卡爾曼濾波（Kalman Filtering）的基本原理，演示如何融閤來自不同傳感器（如IMU、編碼器）的數據，以獲取更精確的狀態估計。 第四部分：係統調試、測試與可靠性設計 一個可靠的嵌入式係統需要經過嚴格的驗證過程。本部分關注工程實踐中的質量保障。 1. 調試工具鏈與技巧： 覆蓋瞭JTAG/SWD調試接口的使用、硬件斷點和觀察點的設置。深入解析瞭邏輯分析儀和示波器在排查時序和總綫通信錯誤中的應用。 2. 錯誤處理與容錯設計： 討論瞭看門狗定時器（WDT）的配置、異常處理機製（Fault Handling）的設計，以及軟件看門狗（Software Watchdog）的應用。強調瞭係統啓動階段的自檢（Power-On Self-Test, POST）流程的構建。 3. 固件升級（FOTA）與安全性： 介紹瞭Bootloader的設計，包括如何實現安全、可靠的空中固件升級機製，以及基本的代碼保護和內存分區策略，以應對潛在的固件篡改風險。 --- 目標讀者： 本書麵嚮具備C語言基礎，希望深入理解嵌入式係統底層運作機製的工程師、係統架構師、需要設計實時控製係統的科研人員以及高級電子工程專業的學生。通過本書的學習，讀者將能夠獨立完成高性能、高可靠性嵌入式産品的核心軟件開發與係統集成。 本書特點： 實踐驅動： 案例代碼基於主流的32位微控製器平颱（如STM32係列），並輔以清晰的原理圖和波形示例。 深度解析： 強調對操作係統和控製算法“為什麼”和“如何做”的底層邏輯剖析，而非僅停留在API調用層麵。 實時性聚焦： 貫穿始終強調時間約束和確定性，為設計高精度、高實時性係統提供方法論支持。

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