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出版者:清华大学出版社

作者:周明德

出品人:

页数:427

译者:

出版时间:2007-1-1

价格:39.90元

装帧:平装

isbn号码:9787302141129

丛书系列:

图书标签:

• 计算机
• 自动化与工程设计
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• 计算机基础
• 数字电路

《嵌入式系统设计与开发实战》 图书简介： 在当今科技飞速发展的时代，嵌入式系统已经渗透到我们生活的方方面面，从智能手机、家用电器到工业自动化、汽车电子，无处不见它们的身影。本书旨在为读者提供一个全面、深入且极具实践性的嵌入式系统设计与开发指南。我们不仅仅是介绍概念，更侧重于理论与实践的结合，帮助读者掌握从系统构思、硬件选型、软件设计到最终产品实现的全过程。 本书共分为五个主要部分，循序渐进地引导读者掌握嵌入式系统的精髓。 第一部分：嵌入式系统基础理论与架构 在本部分，我们将首先为读者构建一个坚实的理论基础。我们将深入探讨嵌入式系统的定义、特点以及其与通用计算机系统的关键区别。读者将了解到嵌入式系统为何需要高度集成、低功耗、实时性强等特性，并理解这些特性对系统设计的影响。 接着，我们将剖析嵌入式系统的典型架构。这包括核心处理器（CPU）、内存（RAM、ROM/Flash）、输入/输出接口（GPIO、UART、SPI、I2C等）、片上外设（定时器、ADC、DAC、PWM等）以及可能的外部扩展模块。我们将详细讲解各类组件的功能、工作原理以及它们之间是如何协同工作的。 为了使读者对硬件层面有更直观的认识，我们还将介绍几种主流的嵌入式处理器架构，例如ARM Cortex-M系列、RISC-V等。我们将分析它们各自的指令集、流水线设计、中断处理机制以及功耗管理策略，帮助读者理解不同架构的优劣势，并为后续的硬件选型打下基础。 此外，实时操作系统（RTOS）在嵌入式系统中扮演着至关重要的角色。本部分将详细介绍RTOS的基本概念，包括任务调度（优先级调度、时间片轮转等）、进程间通信（IPC）机制（信号量、互斥锁、消息队列、事件标志等）、中断管理和内存管理。我们将以一个或几个经典的RTOS为例（如FreeRTOS、RT-Thread），阐述其API使用和设计理念，让读者理解RTOS如何实现系统的并发执行和资源的高效利用。 第二部分：嵌入式硬件平台选型与开发环境搭建 理论知识是基础，实践操作是关键。在这一部分，我们将引导读者进行实际的硬件平台选型。我们将详细分析影响硬件选型的关键因素，包括性能需求、功耗预算、成本限制、开发周期、生态系统支持以及目标应用场景。读者将学习如何根据项目需求，在众多的微控制器（MCU）、微处理器（MPU）以及开发板（如STM32系列开发板、树莓派、ESP32等）中做出明智的选择。 我们将深入介绍几种主流的嵌入式开发板，分析它们的硬件配置、外设接口、核心处理器以及配套的软件资源。通过对比分析，读者可以更清晰地认识到不同开发板的特点和适用范围。 为了进行有效的开发，搭建合适的开发环境至关重要。本部分将指导读者一步步完成嵌入式开发环境的搭建。这包括安装集成开发环境（IDE），如Keil MDK、I32CubeIDE、VS Code配合PlatformIO等；配置交叉编译工具链，确保代码能够正确地编译成目标平台的机器码；以及学习如何使用调试器（如J-Link、ST-Link）进行硬件调试。我们将详细讲解调试器的功能，如断点设置、单步执行、变量查看、内存监视等，这些都是排查和解决程序bug的利器。 第三部分：嵌入式软件开发技术与实践 软件是嵌入式系统的灵魂。本部分将聚焦于嵌入式软件开发的核心技术。我们将从C/C++语言的嵌入式特性讲起，强调其在资源受限环境下的高效利用。读者将学习如何编写高效、可靠、可移植的嵌入式C/C++代码，包括位操作、内存管理、指针运用、中断服务程序的编写规范等。 我们还将深入讲解嵌入式Linux的开发。这包括嵌入式Linux的编译、移植、文件系统构建以及应用程序开发。读者将了解如何配置Linux内核，如何使用Buildroot或Yocto等工具链来构建根文件系统，以及如何在嵌入式Linux环境中进行应用程序的编写、编译和调试。 对于需要高度实时性的应用，RTOS的编程是必不可少的。本部分将结合实际案例，演示如何使用RTOS提供的API来创建任务、管理任务状态、实现任务间的同步与通信。我们将详细讲解如何利用RTOS来构建复杂的多任务系统，并分析常见的设计模式和优化技巧。 除了核心的编程技术，嵌入式系统的软件开发还涉及许多重要的方面。我们将探讨设备驱动程序的开发，学习如何编写与硬件交互的底层代码，例如GPIO、UART、SPI、I2C等接口的驱动。同时，我们还将介绍文件系统的使用，包括FAT、JFFS2等，以及如何进行固件的升级和管理。 第四部分：嵌入式系统通信与网络 在互联互通日益普及的今天，嵌入式系统的通信能力至关重要。本部分将全面介绍嵌入式系统常见的通信协议和网络技术。 我们将首先深入讲解嵌入式系统中常用的串行通信接口，如UART、SPI、I2C。我们将详细介绍这些接口的工作原理、电气特性、通信时序以及在实际应用中的配置和使用方法。读者将学习如何利用这些接口与各种外围设备（如传感器、存储器、显示器）进行数据交换。 接着，我们将重点介绍嵌入式网络通信。这包括有线网络（如Ethernet）和无线网络（如Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee）。我们将讲解TCP/IP协议栈在嵌入式系统中的应用，包括Socket编程、HTTP协议、MQTT协议等。读者将学习如何将嵌入式设备连接到互联网，实现远程数据采集、控制和监控。 此外，我们还将探讨一些专用的工业通信协议，如CAN总线，它在汽车电子和工业自动化领域得到了广泛应用。我们将分析CAN总线的帧格式、通信机制以及在嵌入式系统中的应用实例。 第五部分：嵌入式系统综合应用与案例分析 理论与实践最终要回归到具体的应用。在本部分，我们将通过一系列精心设计的综合应用案例，将前面所学的知识融会贯通。 我们将从一个简单的嵌入式项目开始，例如一个基于STM32的温湿度监测系统，它会通过UART将数据发送到PC端。然后，我们将逐步升级到更复杂的应用，例如一个基于ESP32的智能家居控制系统，它能够通过Wi-Fi连接到云平台，实现远程控制和数据可视化。 我们还将深入分析一些典型的嵌入式应用领域，如智能硬件、物联网（IoT）设备、工业控制系统、车载电子系统等。我们将剖析这些领域中嵌入式系统设计的关键挑战和解决方案，并分享一些成功项目的经验和教训。 最后，本书将对嵌入式系统的未来发展趋势进行展望，包括人工智能在嵌入式领域的应用、边缘计算的兴起、低功耗长续航技术的突破等，帮助读者把握行业发展脉搏，为未来的学习和职业发展指明方向。 本书力求以清晰的逻辑、丰富的图示、详实的例程，以及贴近实际的案例，帮助读者建立起对嵌入式系统设计的系统性认知和扎实的实践能力。无论您是初学者，还是有一定基础的开发者，都能从中获益，踏上嵌入式系统设计的精彩旅程。

评分☆☆☆☆☆

不得不说说周明德，今天有幸看到了当年大学时候的教程《微型计算机系统原理及应用》，翻到其中操作数寻址一节，杂乱无章的讲解和上下不搭调的举例，让多少学生倒在了汇编语言的门外。不得不说，写不了好书，就不要写教程，那会害了多少人呀。强烈推荐大学使用国外的教程，老周...

评分☆☆☆☆☆

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从整体阅读体验来看，这本书无疑是同类教材中的佼佼者，它成功地平衡了学术的深度与学习的友好性。这本书的语言风格非常“工程师气质”，务实、精确，没有一丝多余的浮夸，每一个句子都像是在搭建一个坚固的电路模块，稳固可靠。它不会给你灌输那些不切实际的宏大叙事，而是脚踏实地地带你走过每一个技术细节的“坑”。我感觉自己不是在“读”一本关于计算机系统的书，而是在一个经验丰富的老教授的指导下，一步步拆解和重构一台复杂的机器。这本书的价值在于，它不仅教会了我知识，更重要的是，它塑造了一种严谨的、系统性的问题分析思维方式，这对于任何从事相关领域工作的人来说，都是一笔无价的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论深度上达到了一个令人尊敬的高度，但更难能可贵的是它对实际应用场景的关注。它不仅仅停留在对“是什么”的描述，更深入地探讨了“为什么会这样设计”以及“在实际系统中如何工作”。书中大量的案例分析，比如不同架构微处理器性能对比，以及I/O设备如何高效地与主板通信的实际工程问题，都极大地拓宽了我的视野。我尤其欣赏它对实时操作系统（RTOS）在嵌入式系统中的应用探讨，这部分内容非常贴合当前工业控制和物联网领域的需求。作者在分析这些实际问题时，并没有回避那些复杂的底层细节，而是坦诚地展示了工程师在设计过程中需要权衡的各种矛盾，例如速度、功耗和成本之间的取舍，这让这本书的实用价值远超一般纯理论书籍。

评分☆☆☆☆☆

如果说有什么地方可以称得上是这本书的“特色”，那一定是它那份细致入微的勘误和对前沿技术的适度追踪。我发现在好几处关于最新指令集扩展的讨论中，作者引用了最新的行业标准草案，这显示出作者并非墨守成规，而是紧跟技术发展的脉搏。更让我惊喜的是，随书附带的在线资源链接非常活跃，里面提供了许多课后习题的详细解答和一些实验指导的代码片段，这对于自学爱好者来说简直是雪中送炭。在做练习题时，遇到难以理解的地方，我尝试着去搜索书中的特定章节编号，几乎都能找到对应的详细解释。这种线上线下结合的学习模式，极大地提升了学习的效率和趣味性。这本书在保持学术严谨性的同时，展现出了对读者学习体验的极大关怀。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格极其流畅自然，完全不像那种枯燥乏味的教科书。作者似乎非常懂得如何与读者对话，用词精准却不失生动，经常能看到一些形象的比喻，一下子就把那些深奥的电子学知识拉到了我们熟悉的日常情境中。比如，在讲解CPU的工作周期时，作者用“流水线作业”来比喻，瞬间就打通了我的认知壁垒。它的逻辑推进非常严密，每一个章节都是建立在前一个章节的基础上层层深入，从最基础的二进制运算开始，逐步过渡到复杂的并行处理和中断机制，这种由浅入深的结构设计，极大地降低了学习的陡峭程度。我发现自己很少需要频繁地查阅其他资料来辅助理解，因为作者在每一个关键转折点都做了充分的铺垫和解释。读完前几章后，我感觉自己对数字电路的基本逻辑已经建立起了一个非常牢固的知识框架，为后续更深入的学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常吸引人，采用了简洁明快的蓝白配色，让人一眼就能感受到专业和严谨的气息。拿到手中，感觉分量十足，沉甸甸的，这预示着内容的深度和广度。翻开扉页，作者的简介让我对这本书的权威性有了初步的信任，毕竟是业内资深专家撰写。这本书的排版布局非常清晰，字体大小适中，段落间距合理，阅读起来非常舒适，即使是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。书中的插图和图表制作精良，不仅美观，而且精准地传达了复杂的概念，对于理解抽象的硬件原理非常有帮助。特别是关于总线结构和存储器层次的讲解，图文并茂，让我这个初学者也能迅速掌握要点。我特别喜欢它在关键概念上的加粗和旁注，像是给读者做了一个及时的提醒和强调，非常贴心。这本书的装帧质量也很高，纸张厚实，不易透墨，感觉可以长久保存和反复翻阅，这对于一本工具书来说至关重要。

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背下了全套历年题，给甲乙机那题的天文代码编了个记忆口诀，考到了。分数喜人。 @2017-11-10 21:03:37

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什么都看不懂

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真心没读懂的汇编语言

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背下了全套历年题，给甲乙机那题的天文代码编了个记忆口诀，考到了。分数喜人。

评分☆☆☆☆☆

背下了全套历年题，给甲乙机那题的天文代码编了个记忆口诀，考到了。分数喜人。 @2017-11-10 21:03:37