现场总线CAN原理与应用技术 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:饶运涛

出品人:

页数:348

译者:

出版时间:2003-6-1

价格:34.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787810773102

丛书系列:

图书标签:

• CAN总线
• 现场总线
• 汽车电子
• 工业控制
• 嵌入式系统
• 通信协议
• 数据传输
• 微控制器
• CANopen
• 技术应用

现代电子系统中的嵌入式设计与实践 本书籍深入探讨了当代电子系统设计中至关重要的嵌入式系统领域，聚焦于如何将软件智能有效地集成到硬件平台中，以实现复杂功能的稳定、高效运行。全书结构严谨，内容详实，旨在为电子工程师、系统架构师以及相关专业的研究人员提供一套全面的理论框架和实用的工程指导。 本书首先从嵌入式系统的基本概念和架构入手，详细剖析了从微控制器（MCU）到微处理器（MPU）的演进历程及其在不同应用场景下的选型考量。我们着重分析了现代嵌入式处理器核心架构的特点，包括流水线技术、缓存管理机制以及指令集特性对实时性和能效的影响。读者将系统学习到如何根据项目需求（如功耗预算、处理速度、内存限制等）做出最优化的硬件平台决策。 在软件层面，本书系统性地介绍了嵌入式软件的开发流程，强调了从需求分析到最终部署的完整生命周期管理。内容涵盖了汇编语言在底层初始化中的作用，以及C/C++语言在实现复杂算法和驱动程序中的应用。特别地，我们对实时操作系统（RTOS）进行了深入的讲解。这部分内容不仅详细介绍了FreeRTOS、VxWorks等主流RTOS的内核机制，如任务调度（固定优先级、轮转、优先级继承等）、信号量、互斥锁、消息队列和事件标志的管理，还通过大量的实例展示了如何在多任务并发环境中避免竞态条件和死锁，确保系统行为的可预测性。 系统的实时性是现代嵌入式应用的核心挑战之一。因此，本书专门辟出章节讨论实时性分析与验证。我们引入了最坏执行时间（WCET）分析的概念，并介绍了静态分析和动态测试方法，帮助工程师量化系统响应时间，确保关键任务的截止时间得以满足。对于涉及高精度时间控制的应用，例如高级运动控制或数据采集系统，如何进行精确的时钟同步和中断延迟最小化成为重点探讨的内容。 传感器接口与数据采集是嵌入式系统的“感官”部分。本书详尽阐述了各类模拟和数字传感器的接口技术。这包括高精度模数转换器（ADC）的噪声抑制、过采样技术，以及如何有效处理来自温度、压力、加速度计等传感器的异构数据流。数据预处理环节，如数字滤波（FIR、IIR滤波器设计与实现）和数据压缩算法，如何在资源受限的嵌入式平台上高效运行，也得到了细致的论述。 在通信协议栈方面，本书覆盖了从底层硬件驱动到应用层协议的全景。除了经典的串行通信（UART、SPI、I2C），我们重点解析了现代嵌入式系统广泛依赖的工业以太网协议栈和低功耗广域网（LPWAN）技术的实现细节。例如，在以太网部分，我们讨论了MAC层和PHY层的交互、TCP/IP协议栈在嵌入式环境中的裁剪与优化，以及如何利用硬件加速实现高速数据吞吐。对于无线连接，Bluetooth Low Energy (BLE) 的数据包结构、配对流程和功耗优化策略被详细剖析。 嵌入式系统中的安全性是当前技术热点与工程难点。本书针对性地讲解了硬件信任根（RoT）的建立、安全启动（Secure Boot）流程、固件签名验证机制，以及如何在资源有限的设备上实现高效的非对称加密（如ECC）和对称加密算法（如AES）的软硬件协同加速。此外，内存保护单元（MPU）的使用，用于隔离不同软件模块的访问权限，从而防止恶意代码或软件错误导致的系统崩溃，也是本书强调的重要安全实践。 面向物联网（IoT）的应用场景，本书深入研究了边缘计算（Edge Computing）的实现模式。这包括如何设计高效的边缘数据处理算法，实现本地决策，减少对云端的依赖。我们探讨了容器化技术（如Docker/Podman）在资源受限嵌入式设备上的轻量级部署策略，以及MaaS（Model as a Service）在边缘端模型的快速更新与迭代方法。 最后，本书提供了丰富的调试与测试技术。从JTAG/SWD等硬件调试接口的使用，到逻辑分析仪、示波器在信号完整性分析中的应用，再到基于模型的设计（MBD）的仿真验证流程，本书旨在教会读者如何快速定位系统级的软硬件集成问题。我们强调了自动化测试框架（如Google Test、Ceedling）在确保代码质量和回归测试中的关键作用。 本书内容紧密结合最新的行业标准和前沿技术，配有大量图示、伪代码和实际项目案例，确保读者能够将所学知识迅速转化为解决实际工程问题的能力。通过系统学习，读者将能够独立完成高可靠性、高性能的现代嵌入式系统的设计、开发与部署工作。

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