嵌入式语音技术及凌阳16位单片机应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:李晶皎

出品人:

页数:283

译者:

出版时间:2003-11

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787810773652

丛书系列:

图书标签:

• 嵌入式系统
• 语音技术
• 单片机
• 凌阳16位
• 应用开发
• 数字信号处理
• 音频处理
• 嵌入式应用
• 硬件设计
• 实践教程

现代嵌入式系统设计与实践 本书聚焦于当下主流的嵌入式系统开发前沿技术与工程实践，旨在为读者构建一个全面、深入且高度实用的知识体系。全书内容紧密围绕高性能微控制器架构、实时操作系统（RTOS）的深度应用、物联网（IoT）通信协议的实现，以及系统级功耗优化策略展开，力求覆盖从硬件选型到底层驱动开发再到应用软件架构的完整生命周期。 --- 第一部分：新一代微控制器架构与高效编程模型 本部分深入剖析了当前嵌入式领域广泛采用的高性能32位及更高位宽微处理器内核的设计哲学与工作原理，为读者奠定坚实的硬件理解基础。 1.1 高性能内核结构解析 详细阐述了Cortex-M系列及同类RISC-V内核的流水线设计、分支预测机制、寄存器组管理以及特权级别（如特权态与非特权态）的切换机制。特别强调了内存保护单元（MPU/MMU）在保障系统安全性和多任务隔离中的关键作用。内容不涉及任何16位或8位架构的特定指令集或外设描述。 1.2 内存管理与缓存一致性 深入讲解了系统中的存储器映射、SRAM与外部Flash的访问时序优化。核心篇幅用于探讨现代CPU中的L1/L2缓存工作原理、缓存的写策略（直写、回写）及其对嵌入式实时性能的影响。针对多核或异构系统，详细分析了内存屏障（Memory Barrier）的使用场景，确保数据在不同处理器或DMA控制器之间的一致性。 1.3 底层驱动开发与硬件抽象层（HAL）设计 本章侧重于如何构建一套健壮、可移植的底层驱动框架。内容涵盖通用异步收发器（UART）、串行外设接口（SPI）、I2C总线的高速数据传输优化技术，以及同步异步数据包处理模式的比较。重点在于设计通用的寄存器访问接口和中断服务例程（ISR）的最佳实践，强调驱动程序的模块化与接口标准化，完全不涉及特定厂商的微控制器片选或专有外设操作。 --- 第二部分：实时操作系统（RTOS）的深度应用与性能调优 现代嵌入式系统离不开对时间确定性和资源调度的严格要求。本部分全面覆盖主流RTOS的设计原理、高级调度算法及其在复杂应用中的部署。 2.1 RTOS内核机制与调度策略 系统性地介绍了任务管理、上下文切换的开销分析，以及不同调度算法（如固定优先级、轮转、优先级继承/优先级天花板）在实际工作负载下的性能表现。深入探讨了中断延迟与任务调度延迟的量化分析方法。 2.2 进程间通信（IPC）与同步机制 详细对比了消息队列（Message Queue）、信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）以及事件标志组（Event Flag Group）的适用场景与潜在陷阱。重点分析了优先级反转问题，并提供了基于RTOS的解决方案。同时，引入了更高级的IPC机制，如轻量级进程间通信模型。 2.3 资源受限环境下的RTOS定制与裁剪 探讨如何根据特定应用的需求（如内存占用、启动速度）对RTOS内核进行裁剪和优化。内容包括编译时配置宏的选择、堆内存管理策略（如内存池的定制），以及如何使用RTOS提供的性能分析工具进行死锁检测和资源泄漏排查。 --- 第三部分：工业级通信协议栈与网络集成 本部分专注于嵌入式设备如何与外部世界进行安全、可靠的通信，涵盖有线与无线两大领域。 3.1 工业以太网与现场总线协议栈实现 详细解析了工业控制领域常用的EtherCAT和PROFINET协议栈的实时数据帧结构、报时同步机制（如PTP/IEEE1588）。重点在于如何在有限资源的MCU上高效地解析和生成这些协议的数据包，并实现低抖动的周期性通信。 3.2 物联网安全通信与TLS/DTLS集成 本章聚焦于设备接入云平台的安全挑战。内容包括嵌入式设备上TLS/SSL协议栈（如mbedTLS或WolfSSL）的移植与裁剪，密钥存储的安全策略（如使用硬件安全模块HSM），以及固件空中更新（OTA）的安全验证机制。讨论了MQTT、CoAP等轻量级应用层协议在资源受限环境下的优化配置。 3.3 嵌入式系统的无线连接管理 涵盖低功耗蓝牙（BLE）5.x协议栈的GAP/GATT层配置，以及Wi-Fi模块的驱动集成和电源管理策略。强调如何实现无线模块的快速唤醒、数据批处理传输以最小化射频开启时间，从而达到极致的功耗优化。 --- 第四部分：系统级可靠性、测试与开发工具链 本部分面向工程实践的最后环节，关注如何确保嵌入式软件的长期稳定性和可维护性。 4.1 软件架构设计模式与代码质量保证 介绍面向对象设计在C语言嵌入式项目中的应用（如状态机模式、观察者模式在驱动层的使用）。引入静态代码分析工具（如Cppcheck, MISRA C/C++检查）在编译阶段发现潜在错误，并讨论如何建立有效的代码审查流程。 4.2 嵌入式系统的调试、测试与故障诊断 深入讲解了高级调试技术，如JTAG/SWD接口的高级断点设置、硬件看门狗（Watchdog）的有效配置与复位机制分析。重点介绍了单元测试框架（如Unity/Ceptest）在嵌入式环境中的集成方法，以及如何使用逻辑分析仪和示波器对时序错误进行精确捕获和分析。 4.3 系统级功耗分析与优化实践 详细介绍了如何使用专业功耗分析仪追踪微控制器在不同工作模式（睡眠、中断处理、数据传输）下的电流消耗曲线。提出了一套系统化的低功耗设计流程，包括时钟门控、电源域管理以及Flash/RAM的深度休眠策略，确保设备在电池供电应用中的超长续航能力。 --- 本书面向具有一定C/C++基础，希望深入掌握现代高性能嵌入式系统（如基于ARM Cortex-M/R系列或RISC-V架构）的开发者、系统工程师以及相关专业的学生。它提供的是一套适用于当前工业级产品开发的、专注于高性能、高可靠性和网络连接能力的先进技术框架，其内容聚焦于32位及以上体系结构下的复杂软件工程实践。

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**评价四** 这本书的语言风格非常朴实、直接，没有任何花哨的修饰语，完全是技术文档的口吻，这一点我很欣赏。它没有试图用过多的比喻来解释复杂的概念，而是直接给出定义、公式和实现步骤。这种风格对于那些已经具备一定电子工程背景的读者来说，无疑是一种高效的学习方式。但是，对于初学者，特别是那些是从纯软件背景转入硬件领域的读者，可能会觉得开篇有些门槛过高。如果作者能在关键的物理概念或电气特性介绍时，增加一些更生活化的类比或者更形象的解释，哪怕只是在脚注中提供一些背景知识的链接，相信能拓宽这本书的受众群体，让更多对这个领域感兴趣的新人也能顺利入门。

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**评价三** 作为一名软件工程师，我通常更关注算法效率和软件架构的健壮性。这本书给我的第一印象是“极其贴近硬件”，很多章节都在强调如何用最直接的方式去控制寄存器，实现某一特定功能。这固然是嵌入式开发的基础，但在实际项目中，尤其是在需要快速迭代和跨平台兼容性的场景下，过度依赖这种手写底层代码的方式可能会带来维护上的隐患。我希望书中能更深入地探讨一下如何构建可复用的硬件抽象层（HAL），或者介绍一些如何利用现有成熟库来加速开发进程的经验分享。例如，如果能加入一些关于如何设计模块化驱动程序的最佳实践案例，那就更好了，而不是仅仅停留在“如何让它跑起来”的层面。

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**评价二** 我最近在研究嵌入式系统中的实时操作系统（RTOS）调度算法，这本书的理论深度与我目前的学习方向似乎有些偏差。我原本期待能看到关于FreeRTOS或μC/OS等主流RTOS的详细内核分析，以及中断服务程序的优化策略。然而，这本书的侧重点似乎更偏向于底层硬件接口的直接操作和特定平台的驱动级编程。虽然这种“硬核”的实践精神值得肯定，但对于希望深入理解高级软件架构和系统级抽象概念的开发者来说，可能需要配合其他更偏向算法和架构的书籍才能形成完整的知识体系。书中的某些章节，比如关于I/O端口的位操作描述，虽然严谨，但对于已经熟悉汇编层操作的读者来说，会感觉有些冗余，期待能有更精炼的概括和更深入的底层原理探讨。

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**评价一** 这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面采用了低饱和度的蓝色调，配上简洁的白色字体，透露出一种沉稳而专业的氛围。内页纸张质感上乘，油墨印刷清晰，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到疲劳。更值得称赞的是，书中大量的图表和示意图绘制得极为精细，逻辑性强，几乎每一个电路模块的结构、信号的流向，都能通过这些图示得到直观的理解。作者在排版上也花了不少心思，正文与代码块之间有着恰到好处的留白，使得代码部分的阅读体验非常流畅，不像有些技术书籍那样将代码塞得满满当当，让人喘不过气。从这个角度来看，这本书在“视觉友好度”上做得非常出色，体现了出版方对读者体验的重视。

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**评价五** 我注意到本书的示例代码部分占据了相当大的篇幅。这些代码的实用性毋庸置疑，它们紧密围绕着书本讲解的理论知识点展开，为读者提供了即插即用的参考模板。然而，我发现在某些复杂的逻辑实现中，代码的注释略显不足。很多关键的判断条件和状态机的转移逻辑，如果能配上更详尽的注释来解释“为什么选择这种方式”而不是仅仅解释“这段代码做了什么”，将会大大提升代码的可读性和学习价值。此外，虽然书中有提到调试技巧，但如果能加入一章专门讨论如何利用示波器、逻辑分析仪等工具来排查代码中难以察觉的定时问题或信号干扰，那将使这本书的实践指导性更上一层楼，使其成为工具箱中不可或缺的一部分。

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