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出版者:機械工業

作者:儲剋森 編

出品人:

頁數:205

译者:

出版時間:2007-5

價格:25.00元

裝幀:

isbn號碼:9787111127574

叢書系列:

圖書標籤:

• 電工基礎
• 電路原理
• 電氣技術
• 電力係統
• 電子技術
• 基礎教育
• 職業教育
• 實訓
• 理論學習
• 電工技能

好的，以下是一份《電工基礎》之外的，針對某一特定技術領域或學科的詳盡圖書簡介。我們以一本假設名為《現代嵌入式係統設計與應用》的圖書為例進行撰寫。 《現代嵌入式係統設計與應用》圖書簡介 內容概要： 本書旨在全麵、深入地介紹現代嵌入式係統的設計、開發、調試與應用實踐。在當前物聯網（IoT）、人工智能邊緣計算以及工業自動化高速發展的時代背景下，嵌入式係統已不再是簡單的微控製器應用，而是集成瞭實時操作係統（RTOS）、復雜的傳感器融閤、高速通信協議以及高效能計算的復雜平颱。本書聚焦於如何構建可靠、高效且具備前瞻性的嵌入式解決方案，從底層硬件接口到頂層應用軟件架構，提供一套完整的知識體係與實踐指導。 目標讀者： 電子信息、自動化、計算機科學等相關專業的高年級本科生及研究生。 初、中級嵌入式軟件工程師、硬件工程師及係統集成工程師。 對物聯網設備開發、邊緣計算節點構建有興趣的工程師和技術愛好者。 核心特色與內容深度解析： 第一部分：嵌入式係統基礎架構與硬件選型（深度剖析芯片選型邏輯） 本部分首先奠定瞭嵌入式係統的理論基礎，但著重於現代工業級應用的要求。我們不再停留在簡單的51係列單片機層麵，而是將重心放在Cortex-M/R/A係列微處理器（MPU/MCU）的架構差異、流水綫設計及其對實時性的影響。 1. 處理器核心對比與選型： 詳細對比瞭ARM Cortex-M3/M4/M7在浮點運算單元（FPU）、內存保護單元（MPU）及Cache機製上的差異，並闡述瞭在功耗敏感型、實時性要求型和數據吞吐量要求型應用中如何進行精確選型。 2. 存儲器係統管理： 深入講解瞭Flash、SRAM的物理特性，重點探討瞭外部存儲器接口（如QSPI/NAND Flash）的驅動與數據一緻性保障機製。特彆分析瞭內存映射（Memory-Mapped I/O）在係統啓動過程中的角色和初始化流程。 3. 低功耗設計與電源管理： 超越簡單的休眠模式，本書詳細闡述瞭動態電壓與頻率調節（DVFS）在嵌入式設備中的實現策略，以及如何利用PMIC（電源管理IC）進行高效的電能調度，以滿足電池供電設備的長期運行需求。 第二部分：實時操作係統（RTOS）的深入應用與性能調優（超越任務調度） RTOS是現代嵌入式係統的靈魂。本書將RTOS的學習提升到係統級性能優化的層麵，避免瞭冗長、抽象的理論敘述，直奔實際工程問題。 1. RTOS內核機製精講： 深入剖析FreeRTOS或RT-Thread等主流內核的任務調度算法（如優先級繼承、搶占機製）。我們用仿真工具展示瞭競態條件（Race Condition）的發生過程，並詳細介紹瞭互斥鎖（Mutex）、信號量（Semaphore）和消息隊列在避免這些問題的實踐中應如何精確使用。 2. 中斷服務程序（ISR）的優化： 強調ISR必須保持極短的設計原則。詳細講解瞭上下文切換的開銷分析，以及如何利用延遲過程調用（DPC）或專用的工作隊列來安全地將耗時任務從中斷上下文剝離。 3. 時間精度與抖動控製： 針對高精度控製需求，本書分析瞭定時器中斷的源頭精度（如高精度晶振的選擇），並演示瞭如何使用內核提供的Tickless Idle模式來精確管理係統時間，減少係統抖動（Jitter）。 第三部分：通信協議棧與異構網絡集成（聚焦工業級與物聯網標準） 嵌入式係統很少是孤立的，其價值往往體現在網絡連接能力上。本部分覆蓋瞭從底層物理層到應用層的全棧通信技術。 1. 有綫通信： 重點講解工業以太網（EtherCAT/Profinet）的基本幀結構和實時性要求，以及CAN FD在汽車電子和工業控製中的數據幀優化技巧。 2. 無綫物聯網協議： 除瞭基礎的Wi-Fi和藍牙（BLE 5.x），本書專門闢齣章節討論LoRaWAN的Join Server流程、安全密鑰管理，以及MQTT協議在資源受限設備上的優化發布/訂閱策略。 3. 網絡安全基石： 討論瞭嵌入式設備中的TLS/SSL的輕量化實現（如使用mbedTLS），並介紹瞭安全啓動（Secure Boot）和固件空中升級（OTA）的原子性更新機製，確保係統在網絡環境下的健壯性。 第四部分：係統調試、測試與設計驗證（從軟件到硬件的閉環） 成功的嵌入式項目，調試效率往往決定瞭成敗。本書提供瞭高級的調試方法論。 1. 硬件級調試工具鏈： 深入講解瞭JTAG/SWD接口的工作原理，以及如何利用邏輯分析儀和示波器來捕獲和分析總綫時序問題（如I2C仲裁失敗、SPI時鍾相位錯誤）。 2. 軟件調試與跟蹤： 演示瞭如何使用Printf/Logging框架的替代方案，如SWV（Serial Wire Viewer）或ETM（Embedded Trace Macrocell）進行非侵入式數據跟蹤。 3. 靜態分析與代碼質量： 介紹使用MISRA C/C++規範進行編碼，並結閤Coverity或Clang Static Analyzer進行內存泄漏、越界訪問的早期檢測。 4. 單元測試與集成測試框架： 講解瞭如何在嵌入式環境中引入CMock等工具進行驅動層和中間件的Mocking測試，實現脫離目標硬件的軟件驗證。 總結： 《現代嵌入式係統設計與應用》不僅僅是一本介紹指令集和寄存器的參考手冊，它是一本麵嚮復雜、互聯、高可靠性係統的工程方法論指導書。讀者通過本書的學習，將能夠獨立完成從係統架構定義、軟硬件接口設計到性能調優和係統驗證的全生命周期開發工作，真正掌握構建下一代智能設備的核心技能。

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我最近在準備一個職業技能認證考試，需要一本既能打基礎又能應對難題的參考書。輾轉挑選瞭好幾本，最終選瞭這本，事實證明是正確的選擇。這本書的語言風格非常注重實用性和可操作性。它很少使用那種脫離實際的抽象描述，而是聚焦於如何將理論知識轉化為實際的電氣操作和設備維護能力。比如，在講解繼電器和接觸器的工作原理時，它配有大量的實物照片和接綫圖，甚至連安裝調試中的常見錯誤和對應的解決方法都一一列舉瞭齣來。對於我們這些需要動手的人來說，這些“野路子”的經驗分享比單純的理論推導更有價值。而且，書中對故障診斷的流程描述得極其係統化，從初步現象觀察到萬用錶測量參數，再到邏輯判斷，形成瞭一套完整且可復製的排錯方法論。這本書讀完後，我感覺自己的動手能力和分析問題的思路都得到瞭質的飛躍，完全有信心應對接下來的考試和實際工作挑戰。

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說實話，一開始我有點擔心這本書的深度。畢竟，市麵上很多入門級的讀物，講到最後往往流於錶麵，關鍵的技術難點和計算方法一帶而過。但是，這本書完全打消瞭我的顧慮。它在講解基礎概念之後，迅速過渡到瞭直流電路和交流電路的係統分析。作者對於基爾霍夫定律、疊加定理等基本分析方法的講解，深入淺齣，每一個步驟都有詳細的推導過程，並且清晰地指齣瞭這些方法在實際工程中的適用範圍和局限性。更讓我驚喜的是，書中關於三相交流電的章節，講解得異常透徹。作者沒有滿足於隻介紹星形和三角形連接，而是詳細對比瞭它們的優缺點，以及在功率傳輸中的特性差異，甚至還涉及到瞭相位平衡和不平衡對係統運行的影響。這種不迴避復雜性、勇於深入挖掘核心問題的態度，讓我對這本書的專業性給予高度肯定。它不僅僅是教你怎麼“做”，更重要的是教你怎麼“想”。

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這本書的封麵設計挺吸引人的，那種深藍色的背景加上醒目的橙色字體，讓人一眼就能感受到它專業的氣息。我是在一個技術論壇上看到彆人推薦的，說它對初學者很友好，不像市麵上很多教材那樣上來就堆砌復雜的公式和晦澀的理論。我拿起來翻瞭一下，發現它果然是從最基本的概念講起，比如電荷、電流、電壓這些，講解得非常形象生動，甚至還用瞭一些生活中的例子來打比方，這對於我這種半路齣傢接觸電工領域的人來說，簡直是雪中送炭。它沒有直接跳到高深的電路分析，而是花瞭大篇幅去介紹各種元器件的工作原理，電阻、電容、電感，每一個都配有清晰的剖麵圖和工作原理圖，看得我茅塞頓開。特彆是關於安全用電的那一章，內容詳實且不失嚴肅，讓我深刻認識到規範操作的重要性。這本書的排版也很舒服，字體大小適中，段落間距閤理，長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞，這在很多專業技術書籍中是很難得的體驗。

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這本書的敘述方式有一種老派學者的嚴謹感，但又不像傳統教科書那樣枯燥乏味，它更像是一位經驗豐富的老工程師在耐心地嚮你傳授他的畢生所學。我特彆欣賞它在理論闡述中穿插的那些實際應用案例，比如如何分析一個簡單的照明電路，或者如何排查一個常見的傢庭用電故障。這些案例不是那種簡化的理想模型，而是貼近真實工作場景的復雜情況，這讓我感覺自己不僅僅是在學習書本知識，更像是在進行一場實戰演習。書中的插圖質量非常高，綫條清晰，標注明確，有些電路圖畫得比我之前買的任何一本電路圖冊都要規範和專業。而且，我注意到作者在解釋一些關鍵概念時，會反復從不同角度進行闡述，確保讀者能夠真正理解其背後的物理意義，而不是死記硬背公式。讀完幾章後，我對電磁感應現象有瞭更深層次的理解，那種從宏觀現象到微觀粒子運動的層層遞進，讓人不得不佩服作者的邏輯構建能力。

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這本書的結構設計簡直是為自學者量身定做的。每一章的末尾都配有“知識迴顧”和一係列不同難度的練習題，這一點非常重要。迴顧部分用要點總結的形式，快速梳理瞭本章的核心知識框架，方便我隨時查漏補缺。而練習題的梯度設計也很閤理，從基礎的計算題到需要綜閤運用多個定理的分析題，循序漸進，讓你在完成練習的過程中自然而然地鞏固瞭知識。我特彆喜歡它在習題解答中采用的“思維導圖”式解析，它不是簡單地給齣答案，而是詳細展示瞭如何一步步拆解問題、建立模型並最終得齣結論的全過程。此外，書中還提供瞭一些“拓展閱讀”的建議，引導我們去探索更前沿的電子技術領域，讓我看到瞭未來學習的方嚮。這本教材的實用價值，遠超齣瞭一個單純的基礎知識介紹，它更像是一個全麵的學習規劃師。

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