具体描述
本书以实例的形式讲解了利用VC++语言实现网络与通信编程及计算机安全与维护编程的典型技巧和方法。共56个实例，分别对32位串口通信程序的编程方法、Winsock编程实现局域网网上所有IP包的捕获和分析、网络监控、MFC多线程技术、WinDriver在基于机器指纹的软件加密中的应用、MIRACL大数运算库实现对共享软件的加密、基于IDEA算法的加密工具的使用、贝塞尔曲线的信息掩藏算法、软件加密的反拷贝技术等进行了详细讲解，并附带了相关源代码。
本书是编程人员的经验之谈，适合于软件开发、网络管理、数据加密解密人员及其他编程爱好者、高等学校的学生等相关人员使用。
《嵌入式系统设计与实践：基于ARM Cortex-M微控制器》 本书简介 本教材/技术手册聚焦于当前工业界和科研领域应用最为广泛的ARM Cortex-M系列微控制器的系统级设计、开发与实践。本书旨在为电子工程、自动化、计算机科学等相关专业的学生、初中级嵌入式开发工程师以及寻求系统性知识升级的专业人士，提供一套从理论基础到实际应用的全景式、深度解析。我们不涉及任何关于特定Windows平台（如Visual C++）的编程技巧或案例分析，而是将重点完全置于裸机编程、实时操作系统（RTOS）集成以及物联网（IoT）驱动技术的构建之上。 第一部分：Cortex-M微控制器核心架构深度解析 本部分将作为整个系统的基石，详尽阐述ARM Cortex-M内核的内部工作原理，为后续的软件和硬件协同设计奠定坚实基础。 1.1 ARM Cortex-M系列概述与选型 我们将系统性地对比Cortex-M0/M0+、M3、M4（含FPU）、M7等不同等级内核的架构差异、功耗特性及性能指标。重点分析在资源受限（如M0/M0+）和需要浮点运算/DSP加速（如M4/M7）的应用场景中，如何进行合理的芯片选型。不涉及任何高级语言的特定库或IDE配置，而是纯粹基于硬件手册的架构理解。 1.2 寄存器、堆栈与指令集架构 深入讲解Cortex-M处理器的核心寄存器组（R0-R15，包括SP、LR、PC等），用户模式与特权模式的切换机制。详细剖析Thumb-2指令集的结构、寻址模式以及如何利用底层汇编指令实现高效的代码生成。特别关注堆栈帧的建立与销毁过程，这是理解函数调用和异常处理的关键。 1.3 中断和异常处理机制（NVIC） 本书对NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller）的讲解将深入到硬件实现层面。阐述中断优先级分组（如4位分组）、抢占优先级与子优先级的工作流程。通过清晰的流程图和时序分析，解释外部中断、系统异常（如系统调用、总线错误）以及SysTick定时器在实时系统中的精确控制方法。强调中断服务程序（ISR）的书写规范和最小化延迟的技巧，完全脱离高级语言环境的抽象。 第二部分：底层硬件驱动与裸机编程实践 本部分将指导读者如何直接操作微控制器外设，掌握资源高效利用的“硬核”技术。 2.1 时钟系统与电源管理 详细解析微控制器的多级时钟树（HSE, HSI, PLL），包括如何通过配置RCC（Reset and Clock Control）寄存器组，实现从低速启动到高速运行的平滑过渡。同时，介绍低功耗模式（Sleep, Stop, Standby）的配置方法，分析不同模式下的唤醒源和功耗差异，这对于电池供电设备至关重要。 2.2 GPIO、定时器与PWM高级应用 不仅仅是简单的输入输出配置。本章深入探讨GPIO的推挽、开漏、复用功能模式配置，以及如何利用定时器（Timer）实现高精度计数、输入捕获和输出比较。对于PWM生成，将侧重于死区时间插入的硬件配置，以满足电机驱动等对波形质量要求极高的应用。 2.3 通信接口的硬件抽象与协议栈实现 重点关注SPI、I2C、USART/UART三种主流通信协议的底层操作。对于SPI，将详细分析主/从模式切换、时钟极性/相位（CPOL/CPHA）的组合对数据采集的影响。对于I2C，讲解如何实现主机发起通信、地址寻址、数据收发及错误处理。所有示例代码均基于寄存器操作或轻量级的C语言结构体抽象，不依赖任何厂商提供的HAL库。 第三部分：实时操作系统（RTOS）的集成与优化 现代嵌入式系统离不开多任务管理。本部分以业界主流的RTOS内核为例（如FreeRTOS或RT-Thread的内核部分），讲解如何将其移植、配置并高效运行在Cortex-M平台上。 3.1 RTOS内核与任务调度原理 深入分析RTOS中的任务控制块（TCB）、上下文切换的机制。重点讲解时间片轮转调度、优先级继承等调度算法，并分析上下文切换过程中，CPU状态（寄存器和堆栈）的保存与恢复过程，这是Cortex-M内核特性的直接体现。 3.2 任务间通信与同步机制 详细探讨信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）、消息队列（Queue）和事件组（Event Group）的使用场景、实现原理及潜在的死锁问题。强调在并发编程中，如何选择最合适的同步原语来保障数据一致性和系统实时性。 3.3 内存管理与堆栈溢出检测 分析RTOS提供的内存堆（Heap）管理策略（如固定大小块或动态分配），并介绍如何在启动代码中初始化这些内存区域。提供一套实用的任务堆栈使用量动态监测方法，帮助开发者在系统运行时提前发现潜在的堆栈溢出风险。 第四部分：嵌入式系统的高级主题与前沿技术 本部分将视角拓展到系统级设计，关注性能、可靠性和前沿连接技术。 4.1 启动流程与内存映射 全面解析芯片的复位向量、初始化代码（Startup Code）的执行流程。详细讲解内存映射单元（MPU/MMU）的配置，如何为不同内存区域（如Flash、SRAM、外设寄存器）设置正确的访问权限和缓存策略，以确保代码的执行效率和安全性。 4.2 固件升级（OTA/Bootloader）设计 介绍安全可靠的双备份（Dual Bank）或加密的固件升级方案。重点讲解Bootloader如何通过UART或网络接口接收新固件，并将其写入到备用Flash区域，最后安全地切换到新版本执行。这部分内容完全侧重于底层Flash操作和启动逻辑控制。 4.3 嵌入式系统调试与性能分析 介绍如何使用JTAG/SWD接口配合专业的硬件调试工具（如Segger J-Link）。详细阐述断点、观察点、硬件跟踪（Trace）的使用技巧。对于性能分析，讲解DWT（Data Watchpoint and Trace）单元在精确测量函数执行时间、分析指令缓存命中率方面的应用，旨在帮助开发者找到系统的性能瓶颈，而非依赖应用层级的调试工具。 总结 本书内容严谨，结构清晰，完全侧重于基于ARM Cortex-M架构的底层系统构建、实时并发处理及硬件级性能优化。所有案例和讲解均围绕Cortex-M处理器的体系结构和标准嵌入式外设展开，是深入理解现代嵌入式系统“如何工作”的权威参考资料。
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