单片机原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:白雪冰

出品人:

页数:208

译者:

出版时间:2007-5

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787811310108

丛书系列:

图书标签:

• 单片机
• 原理
• 应用
• 嵌入式系统
• 电子工程
• 微控制器
• C语言
• 汇编语言
• 硬件设计
• 实践教程

好的，这是一份关于《现代嵌入式系统设计与实践》的图书简介，内容详实，力求贴近专业书籍的介绍风格，不包含您提到的《单片机原理与应用》的具体内容。 --- 图书简介：《现代嵌入式系统设计与实践》 第一部分：全景概览与核心理念 在信息技术飞速发展的今天，嵌入式系统已不再是仅限于简单控制器的范畴，而是深度融入工业自动化、物联网（IoT）、消费电子乃至人工智能边缘计算的核心驱动力。《现代嵌入式系统设计与实践》旨在为读者提供一个从底层硬件架构到上层软件生态的全面、深入且高度实用的技术路线图。 本书的编写核心理念在于“打通理论与实践的鸿沟”。我们深知，传统的嵌入式教育往往侧重于单一微控制器（MCU）的指令集或某个特定操作系统的机制。然而，现代嵌入式工程师必须具备跨平台、多核异构处理的视野，能够灵活驾驭复杂的资源管理、实时性要求以及安全性挑战。因此，本书的架构设计旨在引导读者构建起一个系统化的、面向工程应用的知识体系。 全书内容紧密围绕当代主流的嵌入式应用场景展开，涵盖了从资源受限的低功耗传感器节点到高性能实时处理平台的全光谱技术栈。我们不仅关注“如何做”（具体编程技巧和工具链使用），更侧重于“为什么”（底层机制、设计取舍和性能优化原理）。 第二部分：核心技术模块详解 本书内容结构被精心划分为五个相互关联的模块，确保知识的渐进性和逻辑的严密性： 模块一：现代嵌入式处理器架构深度解析 本模块致力于剖析当代嵌入式世界的主流处理器内核，超越对单一指令集的简单描述。 1. Cortex-M 系列的深入理解： 详细讲解 M3/M4/M7 内核的流水线结构、特权等级（Privilege Levels）、中断控制器（NVIC）的高级配置与中断嵌套管理。重点探讨浮点单元（FPU）的应用与软件模拟的性能差异。 2. 高性能应用处理器（AP）： 引入对 A 系列（如 Cortex-A）的探讨，着重分析内存管理单元（MMU）的工作原理、缓存一致性机制（Cache Coherency）以及虚拟内存到物理内存的映射过程，为后续操作系统的引入打下坚实基础。 3. 异构计算与专用加速器： 介绍 DSP 扩展、图形处理单元（GPU）以及神经网络处理单元（NPU）在嵌入式系统中的集成方式和编程接口，展示如何利用硬件加速提升特定算法的效率。 模块二：底层驱动与硬件交互技术 高效的系统运行依赖于稳定、快速的硬件抽象层（HAL）。本模块详细阐述如何高效地进行寄存器级编程和驱动开发。 1. 总线架构与外设通信协议： 深入剖析 AHB/APB 总线矩阵的设计理念，重点讲解高级通信协议如 SPI、I2C 的时序分析、DMA（直接内存访问）的配置与传输模式优化，以实现数据搬运的零CPU干预。 2. 定时器与脉冲宽度调制（PWM）的精确控制： 不仅限于基础配置，还涉及高级功能如互补输出、死区时间生成、以及如何利用定时器配合输入捕获实现高精度编码器接口的信号解调。 3. 存储器系统： 对片上 SRAM、外部 SDRAM（DDR）的初始化和时序要求进行详细说明，介绍 Flash 存储器的擦写机制、寿命管理与代码保护技术。 模块三：实时操作系统（RTOS）的精髓与实践 实时性是现代嵌入式系统的生命线。本模块聚焦于主流 RTOS 的内核机制与工程化应用。 1. 内核调度机制的对比分析： 深入探讨优先级抢占式调度、轮转调度以及混合模式的优劣。通过实际案例演示任务优先级反转（Priority Inversion）的发生场景及其解决方案（如优先级继承协议）。 2. 进程间通信（IPC）与同步机制： 全面解析信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）、消息队列（Message Queue）和事件组（Event Group）的正确使用范式。强调资源争用的防范和死锁（Deadlock）的预防策略。 3. 内存池与动态内存管理： 针对嵌入式系统对内存碎片的高度敏感性，介绍定制化的内存分配算法（如固定块分配器）的设计与性能评估，规避标准库内存操作带来的不确定性。 模块四：网络化与连接性技术 在物联网时代，系统的“嵌入”性也体现在其与外部世界的连接能力上。 1. TCP/IP 协议栈的移植与优化： 介绍轻量级 TCP/IP 协议栈（如 LwIP）的架构，包括其内存管理和数据包处理流程。重点讲解 Socket 编程在嵌入式环境下的阻塞与非阻塞模式选择。 2. 无线通信技术栈： 详细介绍 Wi-Fi、低功耗蓝牙（BLE）的连接管理和数据传输流程。对于 BLE，深入分析 GATT 结构、服务发现和特征值读写操作。 3. 工业通信与现场总线： 引入对 CAN/CANopen 协议在分布式控制网络中的应用案例，以及如何构建可靠的串行通信链路。 模块五：系统级设计、调试与维护 成功的嵌入式项目不仅需要健壮的代码，还需要高效的开发流程和可靠的维护体系。 1. 开发工具链与自动化构建： 讲解如何使用跨平台构建系统（如 CMake）来管理复杂的项目依赖，实现跨主机（Host）和目标（Target）平台的交叉编译环境搭建。 2. 嵌入式调试与追溯技术： 深入讲解 JTAG/SWD 接口的工作原理，以及如何有效利用硬件断点、观察点（Watchpoints）、逻辑分析仪和示波器进行时序和瞬态错误的定位。 3. 固件空中升级（OTA）策略： 介绍实现安全、可靠的 OTA 机制所需的双备份分区策略、校验和验证机制，以及版本回滚的工程实现。 第三部分：适用读者与学习价值 《现代嵌入式系统设计与实践》并非零基础入门读物，它面向的是具备一定 C 语言基础，并希望从基础微控制器开发迈向复杂系统级工程的电子工程专业学生、初中级嵌入式软件工程师、以及系统架构师。 通过本书的学习，读者将能够： 1. 建立系统观： 不再将处理器、操作系统和应用代码视为孤立的组件，而是理解它们之间高效协作的内在联系。 2. 掌握优化能力： 能够根据功耗、成本和实时性需求，对算法、驱动和内核参数进行合理的工程权衡。 3. 提升调试效率： 掌握利用现代调试工具深入到硬件层定位复杂、间歇性错误的技能。 本书通过大量的工程案例、代码片段及性能对比分析，确保理论知识能够直接转化为生产力，帮助读者快速适应当前快速迭代的嵌入式产品开发环境。我们力求让每一位读者在合上书本时，都能自信地面对下一代嵌入式系统的设计与实现挑战。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度，远超出了我预期的“入门指导”。当我开始涉足定时器和计数器的部分时，我发现作者对这些基础模块的理解已经达到了相当高的水准。他没有止步于“如何设置初值以产生特定频率的方波”，而是深入剖析了各种工作模式之间的切换逻辑，以及它们在PWM（脉冲宽度调制）生成中的微妙差异。特别是书中对模数转换器（ADC）噪声抑制的探讨，简直是教科书级别的！作者不仅讲解了硬件采样的基本原理，还引入了数字滤波的概念，例如滑动平均滤波和卡尔曼滤波的简化应用，并提供了可以直接在实验板上运行的参考代码。这对于那些希望将单片机用于精密测量领域的朋友来说，无疑是巨大的福音。更让我印象深刻的是，书中对汇编语言和C语言的结合使用进行了非常精妙的权衡。很多地方，作者用汇编展示了操作寄存器的“裸机”效率，随后立刻切换到C语言，展示如何用更易读的方式实现相同的功能，这种对比分析，让我对底层优化有了更深刻的认识，也明白了何时该“接地气”，何时该追求高级抽象。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《单片机原理与应用》时，我原本是抱着一种试试看的心态。毕竟市面上关于单片机的书汗牛充栋，很多都是老掉牙的理论堆砌，或者代码示例晦涩难懂。然而，这本书的开篇就给了我一个惊喜。它没有急着抛出复杂的寄存器定义，而是从一个非常直观的“为什么我们需要单片机”入手，用生动的比喻将微处理器与我们日常生活中的各种智能设备联系起来。我记得作者在介绍指令集的时候，不是简单地罗列那些十六进制代码，而是将每条指令视为一个“命令”或者一个“动作”，配以清晰的流程图和实际的应用场景。比如，讲解中断服务程序时，作者描绘了一个工厂生产线上的紧急停机场景，那种代入感极强，让我瞬间就理解了中断处理的精髓。书中对硬件接口的讲解也极其到位，特别是对I/O端口的配置，不仅说明了如何设置输入输出，还深入探讨了上拉电阻和下拉电阻在实际电路中的作用，以及如何避免信号冲突。我尤其欣赏它在初学者入门阶段所花费的心思，它仿佛一位耐心十足的导师，每走一步都确保读者跟得上节奏，而不是像很多教材那样，走两步就跳过了一大段关键知识点。这种注重实践和理解的叙事方式，极大地降低了我学习的畏难情绪。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书可以说是做到了将理论与实验紧密结合的典范。我过去常遇到的问题是，书上讲了一堆原理，等你真动手接线、编程时，却发现书中的描述和实际芯片手册上的引脚定义存在细微出入，或者实验环境的配置根本没法和书本对上。但《单片机原理与应用》在这方面做得非常严谨。书中提供的每一个实验案例，都附带有详细的原理图和PCB布局的参考意见（虽然是示意图，但足以说明问题）。更关键的是，配套的光盘或者在线资源里，提供的代码是经过充分验证的，并且作者很贴心地在代码注释中写明了不同编译器版本可能遇到的兼容性问题。我做了一个关于SPI通信的实验，原本以为会花费大量时间去调试时序问题，结果按照书中的步骤一步步来，甚至连波特率的微调都不用怎么动，数据就完整、准确地传输过来了。这种“所见即所得”的学习路径，极大地提升了我的学习效率和自信心。它教会了我如何系统地排除硬件故障，而不是盲目地修改程序逻辑。

评分☆☆☆☆☆

如果说这本书有什么可以让我挑剔的地方，那可能就是关于新型外设的更新速度了。毕竟单片机技术发展日新月异，像最新的蓝牙5.0或者一些高级的图形处理单元（GPU）集成，在本书中只是以非常概括性的方式提及。然而，站在一个“原理与应用”的定位来看，这似乎又不是它的核心任务。这本书的价值在于打牢“内功”，掌握那些永恒不变的核心原理——时钟、复位、中断、寄存器操作和基础I/O管理。对于任何想成为合格嵌入式工程师的人来说，这本书提供的坚实地基是无可替代的。它教会我的不仅仅是如何点亮一个LED，而是如何去理解芯片内部的逻辑是如何运转的，如何带着工程师的思维去阅读数据手册，以及如何将理论知识转化为稳定可靠的实际产品。总而言之，这是一本值得反复研读的经典之作，它为我打开了嵌入式世界的大门，并且确保我走进去的每一步都踏实有力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计也体现了作者深厚的教学功底。它不是按照单片机芯片家族的顺序来组织内容的，而是遵循“功能模块”的逻辑链条来推进。这种方式的好处是，无论你未来主攻的是STC、AVR还是STM32，这本书所教授的基础概念和设计思想都是可以无缝迁移的。比如，讲解串行通信时，它会把UART、I2C和SPI放在一起比较，分析它们各自的优势、适用场景以及主从设备的选择逻辑。这种宏观的对比分析，帮助我构建了一个关于片上总线通信的完整知识框架，而不是孤立地学习每一个通信协议。而且，在涉及实时操作系统（RTOS）的概念时，作者的处理方式非常高明。他没有直接抛出FreeRTOS复杂的任务调度图，而是先用一个简单的“轮询”与“中断驱动”的对比，引出“多任务并发”的需求，然后非常巧妙地将这些需求映射到操作系统提供的服务上。这种由浅入深、由问题导向解决方案的组织方式，让复杂的概念变得平易近人，体现了极高的教学艺术。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆