具体描述
本书内容是基于PIC16F87X单片机的软件硬件系统设计与应用。书中介绍了PIC16F87X的组成和结构；PIC16F87X CPU的特殊性能；存储器组织和特殊功能寄存器SFR功能；PIC汇编语言程序设计；PIC开发软件；PIC在线调试技术；I/O端口及其功能；数据存储器E2PROM与程序存储器FLASH；定时器/计数器；捕获/比较/脉宽调制CCP模块；主同步串行端口MSSP；可寻址的通用同步异步接收发送器；模数转换器A/D模块；PIC系统设计基础应用（定时器/计数器、A/D转换器、PWM脉宽调制、PSP并行从动、USART通用同步异步接收发送器等）；PIC单片机系统设计I（电子密码锁设计）、PIC单片机系统设计II（温度测量控制）、PIC单片机系统设计III（步进电机遥控）、PIC单片机系统设计IV（直流电机控制）、PIC单片机系统设计V（气体检测显示）等。
本书内容丰富，理论联系实际，管合高等学校师生和电子类工程技术人员使用。
好的，这里是一份关于一本名为《嵌入式系统应用开发实战》的图书简介，内容完全独立于《PIC软硬件系统设计》： --- 《嵌入式系统应用开发实战：基于STM32与RT-OS的高级实践》 图书简介 在快速迭代的现代电子工程领域，嵌入式系统已不再是简单的微控制器应用，而是构建物联网（IoT）、工业自动化、智能硬件乃至前沿AI边缘计算的核心基石。本书《嵌入式系统应用开发实战：基于STM32与RT-OS的高级实践》正是为渴望从基础理论跨越到复杂工程实践的工程师、高级技术学生和研发人员量身打造的一部深度实践指南。 本书的核心聚焦于当前业界应用最广泛、生态系统最成熟的 意法半导体（STMicroelectronics）的STM32系列微控制器，并深入探讨了如何利用 实时操作系统（RTOS），特别是 FreeRTOS 或 RT-Thread，来构建高性能、高可靠性的复杂嵌入式应用。我们摒弃了过分基础的寄存器级别讲解，转而直接切入高效、模块化、可维护的现代嵌入式软件架构设计。 第一部分：STM32平台深度剖析与高效开发环境搭建 本部分旨在为读者打下坚实的现代嵌入式平台基础。我们不会停留在芯片手册的表面介绍，而是聚焦于如何最大化利用STM32的高级外设。 1.1 高级内核架构理解与启动流程优化： 我们将深入解析Cortex-M内核的流水线、特权级、中断嵌套机制（NVIC），并重点讲解如何通过链接脚本（Linker Script）优化代码和数据在SRAM/Flash中的布局，实现快速启动和高效内存管理。 1.2 DMA与高级定时器的高效同步应用： 告别低效的轮询和中断驱动模式。本章详述如何配置和使用STM32的灵活定时器（如高级控制定时器）与多通道DMA（Direct Memory Access）协同工作，实现高精度PWM输出、复杂波形采集和高速数据传输，特别关注在电机控制和信号处理中的应用案例。 1.3 内存保护单元（MPU）的安全应用： 随着嵌入式系统对安全性和稳定性的要求提高，MPU的正确配置至关重要。本书将通过实例演示如何利用MPU划分内存区域，隔离不同任务的代码和数据，为后续引入RTOS提供安全保障。 第二部分：实时操作系统（RTOS）核心机制与工程实践 实时操作系统是构建复杂多任务系统的关键。本部分将系统性地讲解RTOS的运作原理，并侧重于如何利用其提供的抽象层来解决实际工程问题。 2.1 RTOS内核基础与任务调度策略： 深入解析任务的创建、删除、就绪列表、阻塞列表以及调度算法（如优先级继承、时间片轮转）。我们将对比分析抢占式与协作式调度的优劣，并提供如何根据应用需求选择合适调度策略的决策模型。 2.2 进程间通信（IPC）的高级模式： 除了基础的消息队列和信号量，本书重点讨论更健壮的IPC机制，包括事件组（Event Groups）、消息缓冲区（Message Buffers）以及如何安全地使用全局变量和临界区。我们将剖析死锁（Deadlock）和竞态条件（Race Condition）的识别与预防技术。 2.3 软件定时器与低功耗管理： 讲解软件定时器的精确实现原理，并将其应用于周期性任务的触发。更重要的是，我们将结合STM32的低功耗模式（Sleep, Stop, Standby），演示如何设计一个智能的功耗管理框架，确保系统在满足实时性要求的同时，最大限度地降低能耗。 第三部分：网络通信与数据交换的工业级实现 现代嵌入式系统几乎无一例外需要与外界进行高效、可靠的数据交换。本部分聚焦于工业级和商业级应用中常见的通信协议栈的实现。 3.1 嵌入式TCP/IP协议栈的移植与优化： 详细介绍LwIP协议栈在STM32上的移植过程，包括Netif层的配置、MAC驱动的适配。重点在于如何通过API优化Socket通信的性能，处理TCP的拥塞控制和重传机制，确保数据传输的可靠性。 3.2 工业现场总线（Modbus/CAN）的深度集成： 针对工业控制领域，本书提供了成熟的Modbus RTU/TCP从站和主站的实现方案。对于CAN总线，我们将展示如何利用硬件FIFO和过滤器进行高效的消息过滤与处理，并构建一个基于CANOpen的简化设备模型。 3.3 安全连接与OTA（Over-The-Air）固件更新： 探讨嵌入式设备如何建立安全的网络连接（TLS/SSL的轻量级实现）。此外，我们将提供一套完整、安全的OTA更新框架设计，包括下载、校验、原子性切换等关键步骤，确保设备在远程升级过程中不会“变砖”。 第四部分：系统调试、性能分析与健壮性保障 优秀的嵌入式系统不仅要“能跑”，更要“跑得稳、易于维护”。本部分是区分业余项目与专业产品的关键。 4.1 硬件调试与软件跟踪技术： 深入讲解J-Link/ST-Link的高级调试功能，如断点、数据观察点、跟踪点。重点介绍SWV（Serial Wire Viewer）的使用，如何通过ITM（Instrumentation Trace Macrocell）实时打印调试信息和性能指标，而无需占用宝贵的UART资源。 4.2 内存泄漏检测与堆栈溢出分析： 讲解在RTOS环境下如何利用内存池（Memory Pool）管理动态内存，并使用工具（如RT-Thread的MemHeap分析工具或自定义的内存检查机制）来检测和定位内存泄漏。对于堆栈溢出，我们将展示如何利用编译器特性和运行时检查机制进行主动防御。 4.3 看门狗、异常向量与错误恢复机制： 详细解析如何配置独立看门狗（IWDG）和窗口看门狗（WWDG）以应对不可预见的系统冻结。通过对HardFault和其它系统异常向量的捕获与分析，构建一个健壮的系统错误日志记录和恢复策略，使设备能够在发生意外故障后自动重启或进入安全降级模式。 本书特点 1. 工程导向： 所有理论讲解都紧密围绕实际工程问题展开，提供可复用的代码框架和设计模式。 2. 前沿技术： 专注于STM32H7/L4/F4等主流系列，并深度融合RTOS、网络安全和OTA等现代嵌入式热点。 3. 详尽的工具链指导： 覆盖Keil MDK、STM32CubeIDE等主流开发环境的特定配置技巧。 4. 实践案例驱动： 每一章节都附带有完整、可编译验证的案例项目，覆盖电机控制、数据采集网关、边缘数据预处理等多个应用场景。 适用读者： 具有一定C语言基础，希望深入掌握STM32高级应用开发的工程师。 致力于物联网、工业控制、医疗电子等领域嵌入式软件架构设计的人员。 正在学习或计划使用FreeRTOS/RT-Thread进行复杂项目开发的在校研究生及专业技术人员。 通过阅读本书，读者将能够熟练驾驭现代嵌入式系统的复杂性，从容应对多任务调度、高并发通信和系统级稳定性挑战，真正实现“实战”级别的嵌入式系统开发能力。 ---
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