Visual Basic串口通信与测控应用技术实战详解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电

作者:李江全

出品人:

页数:292

译者:

出版时间:2007-6

价格:36.00元

装帧:平装

isbn号码:9787115161260

丛书系列:

图书标签:

• 计算机
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• 串口通信
• 测控技术
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嵌入式系统设计与实践：基于ARM Cortex-M微控制器的高级应用 本书聚焦于当前工业控制、物联网（IoT）和嵌入式设备开发领域的核心技术——基于ARM Cortex-M系列微控制器的系统级设计与高级应用。本书旨在为具备一定电子电路和C语言基础的工程师、高级技术人员及研究生提供一套全面、深入且极具实践指导意义的技术栈。我们将完全跳出Visual Basic环境的范畴，深入到裸机编程、实时操作系统（RTOS）以及现代嵌入式网络协议的集成应用。 第一部分：Cortex-M微控制器底层架构与高效编程 本部分将详细剖析当前主流的Cortex-M内核（如M3、M4、M7）的内部结构、指令集特性及其在实际项目中的优化策略。重点将放在如何编写高效、资源受限环境下的C/C++代码。 第一章：Cortex-M内核深入解析与启动流程 深入理解Cortex-M的流水线架构、特权模式（Thread Mode/Handler Mode）、堆栈配置（MSP/PSP）以及异常处理机制。详细讲解从芯片上电到`main()`函数执行前的启动序列，包括启动代码（Startup Code）的编写与调试，如何正确配置向量表和系统时钟树，确保系统在最高效能下运行。我们将使用STM32系列作为主要开发平台进行演示。 第二章：寄存器级编程与外设驱动的艺术 摒弃高级抽象库（HAL/LL），回归至寄存器操作，这是理解和优化嵌入式系统的基础。本章详细介绍通用输入输出（GPIO）的配置、中断优先级管理（NVIC）的精细控制，以及定时器（Timer）在PWM生成、输入捕获和时间基准校准中的高级用法。我们将构建一套模块化的、不依赖特定厂商固件库的通用驱动框架。 第三章：内存管理与高效数据结构在嵌入式中的实现 在资源受限的微控制器上，内存布局至关重要。本章探讨堆（Heap）和栈（Stack）的管理机制，解释存储器保护单元（MPU）的配置，用于隔离不同任务或防止非法内存访问。同时，我们将实现嵌入式系统专用的高效数据结构，如环形缓冲区（Ring Buffer）在数据采集中的应用，以及基于位操作的位域管理技术。 第二部分：实时操作系统（RTOS）与任务调度 现代嵌入式系统大多需要处理多任务并发和时间敏感性要求。本部分将以FreeRTOS（或Zephyr）为核心，深入讲解RTOS的内核机制、任务间通信和资源同步。 第四章：FreeRTOS内核机制详解与任务同步 全面讲解FreeRTOS的任务状态切换、时间片轮转调度算法以及抢占式调度的实现原理。重点深入探讨任务间的安全通信机制：信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）和消息队列（Queue）的正确使用场景与陷阱。通过实际案例分析死锁的预防与调试方法。 第五章：中断与RTOS的交互及软件定时器 分析中断服务程序（ISR）与RTOS任务之间的安全交互模式（如使用通知、事件标志位）。探讨在ISR中应避免的操作，以及如何利用RTOS的软件定时器服务来执行周期性、非关键路径的任务，从而保持主循环的响应速度。 第六章：低功耗设计与系统调试技术 嵌入式设备对功耗的控制极为关键。本章将详细介绍Cortex-M的睡眠模式（Sleep Modes）、深度睡眠（Deep Sleep）和唤醒源配置。结合RTOS的Tickless Idle模式，实现动态功耗管理。同时，我们将利用JTAG/SWD接口配合GDB进行高级断点调试、内存查看和性能分析（Profiling）。 第三部分：现代嵌入式通信与网络集成 本部分将侧重于现代嵌入式系统必须掌握的通信协议栈，特别是物联网和工业现场总线相关的技术。 第七章：异步串行通信的精进（UART/USART） 虽然本书不侧重于Visual Basic的界面交互，但理解底层串行通信原理仍是基础。本章将聚焦于高速、多字节数据的可靠传输，包括DMA（直接内存访问）在提高UART/USART吞吐量方面的应用，以及如何实现奇偶校验、错误帧检测的软件实现。 第八章：工业现场总线与可靠性协议：CAN/LIN 针对工业控制和汽车电子应用，深入讲解Controller Area Network (CAN) 协议的帧结构、仲裁机制和错误处理。我们将演示如何在微控制器上配置CAN控制器，并实现基于CANopen或J1939标准的报文收发与过滤。LIN总线作为低成本从机通信的替代方案也将被纳入讨论。 第九章：嵌入式TCP/IP协议栈与物联网连接 讲解LwIP等轻量级TCP/IP协议栈在嵌入式平台上的移植与配置。涵盖以太网MAC/PHY的接口驱动，ARP、ICMP、UDP和TCP协议的工作流程。重点实现基于MQTT或CoAP协议的物联网数据上报模块，强调数据包的序列化与反序列化（如使用Protobuf）。 第四章：传感器数据融合与数字信号处理（DSP） 本部分将展示如何利用Cortex-M4/M7的硬件浮点单元（FPU）和DSP指令集，进行高性能的数据采集与处理。 第十章：模数转换（ADC）的高级应用与噪声抑制 精细化配置高速ADC的采样率、触发源和多通道扫描模式。重点探讨过采样（Oversampling）技术用于提高信噪比（SNR）和有效位数（ENOB），以及数字滤波技术（如FIR/IIR滤波器）在数据预处理阶段的应用。 第十一章：嵌入式系统中的数字信号处理基础 介绍傅里叶变换（FFT）在嵌入式系统中的实现与优化。演示如何利用CMSIS-DSP库高效计算FFT，应用于振动分析或音频频谱分析场景。讨论定点运算与浮点运算的权衡。 第十二章：复杂系统集成与项目案例分析 整合前述所有技术，构建一个完整的、具有实际应用价值的嵌入式项目（例如：一个基于RTOS、通过CAN总线通信并具备云端连接能力的工业数据采集终端）。详细分析系统架构图、软件模块划分、接口定义和最终的性能验证流程。 本书提供的知识体系完全围绕现代高性能嵌入式处理器展开，专注于底层优化、实时性保障和网络互联能力，是构建下一代智能硬件设备的技术基石。

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在阅读过程中，我惊喜地发现作者对实际应用场景的把握非常到位。书中不仅仅停留在“如何发送和接收数据”这个层面，而是将目光投向了更广阔的测控领域。例如，在介绍温度、湿度传感器的数据采集时，作者详细讲解了如何解析从传感器传输过来的特定格式的数据，并将其转化为可视化的图表。书中还提供了一些实际的案例，比如如何利用VB和串口实现对工业仪表的远程监控，以及如何构建一个简单的实验室数据记录系统。这些案例的实用性极强，让我能够看到VB串口通信技术在实际工作中的具体应用价值。我特别喜欢书中关于“异常处理”部分的讲解，作者强调了在串口通信中可能遇到的各种问题，例如端口被占用、数据传输错误、设备离线等，并提供了相应的解决方案和代码实现。这一点对于避免开发过程中踩坑非常有帮助，能够大大提高项目的稳定性和可靠性。此外，书中还对一些常见的第三方控件进行了介绍，并演示了如何将它们集成到VB项目中，以实现更丰富的功能，比如数据可视化、波形显示等。这些内容无疑为读者提供了更多的选择和可能性，让我们可以根据实际需求进行定制化开发。

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坦白说，我之前对VB的串口通信了解有限，一直觉得这方面的资源比较零散，难以形成系统性的认知。而这本书就像一剂强心针，将我一直以来零散的知识点串联了起来。作者在讲解过程中，没有回避复杂的概念，而是用一种非常耐心和细致的方式去剖析，让我这个初学者也能理解。我尤其欣赏书中关于“多线程串口通信”的讨论，这对于处理大量数据或者需要同时进行多个操作的场景非常关键，作者给出了清晰的代码实现和性能分析，让我对如何在VB中实现高效的串口通信有了更深的认识。书中还详细介绍了如何利用VB与一些常见的硬件设备进行交互，比如PLC、单片机、仪器仪表等，并提供了相应的通信协议和接口开发指南。这一点对于我这个需要将VB应用到工业自动化领域的读者来说，简直是雪中送炭。此外，书中还涉及到了一些关于“实时数据采集与显示”的优化技巧，以及如何构建一个“用户友好的操作界面”。这些内容都让我觉得这本书的作者具有非常丰富的实战经验，并且愿意将这些宝贵的经验分享出来。

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这本书的封面设计相当朴实，没有过于花哨的图饰，给我一种沉稳、务实的感觉。翻开目录，首先映入眼帘的是关于Visual Basic基础知识的章节，虽然我并非初学者，但这种从头梳理的方式还是挺有条理的。作者在介绍VB语法时，并没有停留在枯燥的理论讲解，而是很巧妙地将其与串口通信的概念结合起来。例如，在讲解变量类型时，就提到了如何用不同的变量类型来存储串口读取到的不同类型的数据。这一点让我觉得很实用，不像很多教材那样将理论和应用割裂开来。接着，书中详细阐述了串口通信的基本原理，包括波特率、数据位、停止位、校验位等参数的设置，以及RS-232、RS-485等常见接口的标准。这部分内容对于理解串口通信的底层逻辑至关重要，作者用通俗易懂的语言和清晰的图示，让我这个对硬件了解不多的读者也能很快掌握。此外，书中还提供了大量的代码示例，每一个示例都配有详细的注释，解释了代码的每一行功能，并且附带了对应的硬件连接示意图，方便读者对照实践。我特别欣赏作者在介绍如何使用VB进行串口通信时，并非简单地罗列API函数，而是深入浅出地讲解了如何通过封装函数来简化开发过程，提高了代码的可读性和复用性。

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这本书的出版，对于我这样渴望掌握VB串口通信技术并将其应用于实际测控项目的读者来说，无疑是一个巨大的福音。作者在讲解过程中，非常注重细节，每一个关键步骤都进行了详细的说明，并且提供了大量的代码片段供读者参考和借鉴。我特别喜欢书中关于“虚拟串口”的章节，作者深入浅出地讲解了如何创建和使用虚拟串口，以及它在调试和测试过程中的重要作用。这一点对于很多没有真实硬件进行开发的读者来说，非常有价值。此外，书中还涉及了一些关于“数据加密与安全”的内容，这在一些对数据安全性要求较高的测控应用中非常重要。作者给出了多种加密算法的实现方式，并对其进行了分析，这让我对如何保护敏感数据有了更深入的理解。书中还提供了一些关于“项目管理与优化”的建议，例如如何组织代码、如何进行版本控制、以及如何进行性能优化等。这些内容虽然不直接属于串口通信本身，但对于完成一个成功的项目至关重要，也体现了作者的全面考量。总的来说，这本书的价值远不止于基础的串口通信，更在于它如何将这些技术融入到更广泛的测控应用中，为读者提供了一条清晰的实践路径。

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这本书的结构安排相当有逻辑性，循序渐进，让我能够一步步地深入理解。从最基础的VB编程入门，到串口通信的核心概念，再到具体的应用开发，整个过程的衔接非常自然。我之前接触过一些VB方面的书籍，但很多在串口通信的部分都比较浅尝辄止，难以满足实际开发的需求。而这本书在这方面的内容则非常详实。作者在讲解时，注重理论与实践相结合，每一个技术点都配有生动形象的例子，并且很多例子都直接来源于实际的测控项目。我尤其喜欢书中关于“数据解析与处理”的章节，这部分内容深入讲解了如何从接收到的原始数据中提取有用信息，并进行有效的转换和存储。比如，在讲解如何处理二进制数据流时，作者给出了多种解析方法，并对比了它们的优缺点，这对于提高数据的处理效率和准确性非常有指导意义。书中还涉及到了一些关于“上位机软件设计”的原则和技巧，例如用户界面的设计、数据交互的优化、以及与数据库的连接等。这些内容对于构建一个完整、易用的测控系统至关重要，让我受益匪浅。

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