具体描述
《"十一五"全国高等院校精品课程规划教材•单片机原理与应用实例教程》是专为全国高校单片机课程编写的优秀教科书。《"十一五"全国高等院校精品课程规划教材•单片机原理与应用实例教程》从易教易学和应用的实际目标出发，通过34个典型实例，对单片机原理与应用、编程与调试、电路设计的方法和具体操作步骤进行了全面、生动、细致的介绍。
《"十一五"全国高等院校精品课程规划教材•单片机原理与应用实例教程》内容：全书由3部分18章构成。第1部分为单片机基础知识，包括单片机简介、单片机内部结构、单片机的开发环境，并结合实例讲解Keil开发工具的使用方法以及MCS．51单片机的指令系统；第2部分为提高篇，主要结合实例讲解单片机的中断系统、串行通信系统、输入输出系统，以及通过这些系统所控制的外围扩展电路。同时，这部分还结合实例逐步介绍了Proteus仿真软件的使用方法；第3部分为高级篇，主要通过实例讲解播放音乐、电动机的控制、传感器的控制、红外遥控等单片机的高级应用。
好的，这是一份关于《单片机原理与应用实例教程》之外的、具有详细内容的图书简介，旨在避免提及原书内容，并尽可能自然地呈现信息。 《嵌入式系统设计与实践：基于现代微控制器》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探索现代嵌入式系统的设计、实现与应用。内容聚焦于当前主流的微控制器架构（如ARM Cortex-M系列），结合实际项目驱动的教学方法，帮助工程师和高级学生跨越理论与实践的鸿沟。 第一部分：现代嵌入式系统的基础架构 本部分深入解析了现代嵌入式系统在硬件层面的核心构成。首先，我们将探讨高性能、低功耗微控制器的基本架构。重点分析指令集架构（ISA）的选择对系统性能和能耗的影响，特别是RISC-V和Cortex-M系列架构的对比分析。 深入硬件层面，我们详细阐述了存储器系统的组织与管理。这包括闪存（Flash）、SRAM以及外部存储器（如SDRAM、eMMC）的接口协议（如QSPI、DDR3/4）。章节中将详细介绍存储器映射、总线仲裁机制以及如何优化数据访问以提高系统响应速度。 此外，对中断控制器（NVIC/PLIC）的设计和高效中断服务程序（ISR）的编写进行了详尽的讨论。读者将学习如何利用硬件中断实现实时性要求高的任务，并掌握上下文切换的原理与性能考量。 第二部分：实时操作系统（RTOS）原理与应用 本卷的基石是实时操作系统的深入剖析与实践。我们不局限于单一的RTOS，而是将FreeRTOS、Zephyr等主流实时内核作为核心案例进行讲解。 首先，我们从任务管理机制入手，细致解析了任务调度算法，包括固定优先级、轮转调度以及更复杂的优先级继承与优先级天花板协议，以确保系统在多并发环境下的确定性。 接着，系统地介绍了RTOS中的同步与互斥机制。信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）和消息队列（Message Queue）的正确使用是避免竞态条件和死锁的关键。我们通过大量的代码实例，展示了如何在复杂的并发场景中选择最合适的同步原语。 对于资源受限的嵌入式设备，内存管理至关重要。本部分还涵盖了RTOS的内存池管理技术（如内存堆栈与动态内存分配的优化策略），并讨论了如何有效防止内存碎片化。 第三部分：驱动开发与外设交互的深度解析 本部分聚焦于如何高效、可靠地驱动片上及片外外设。我们将采用“寄存器级编程”结合“HAL/LL库抽象”的双重视角进行讲解。 通信接口： 重点剖析了串行通信协议的底层实现。包括UART的波特率精确生成、SPI/I2C在高带宽与多设备仲裁下的应用，以及更复杂的CAN/LIN总线在工业控制中的数据帧构建与错误处理。针对网络应用，TCP/IP协议栈（如LwIP）在嵌入式平台上的移植与性能调优将被详述。 模拟与混合信号处理： 深入探讨了模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的误差分析、采样定理的应用以及噪声抑制技术。如何通过DMA（直接内存访问）模式实现高吞吐量的数据采集，而不占用CPU资源，是本章的关键技术点。 定时器与PWM： 不仅讲解了基本的定时功能，更深入到高级模式，如互补输出PWM在电机控制中的应用，以及如何利用定时器实现高精度的波形生成与捕获。 第四部分：嵌入式系统的高级主题与工程实践 本部分探讨了提升系统鲁棒性、安全性和可维护性的工程化方法。 固件更新与系统升级（OTA）： 详细介绍了可靠的固件空中下载（OTA）机制的设计，包括双备份分区策略、A/B升级方案的选择，以及如何确保更新过程中系统的原子性与安全性。 调试、测试与性能分析： 强调了除错工具的重要性。从JTAG/SWD接口的底层调试原理，到使用逻辑分析仪和示波器进行时序分析，再到利用Trace工具进行代码覆盖率和指令执行分析，构建一套完整的验证流程。性能剖析部分将介绍如何使用RTOS的性能分析工具来识别关键路径上的延迟瓶颈。 嵌入式安全基础： 针对日益增长的安全需求，本章介绍了嵌入式系统中的基本安全措施。这包括代码签名、安全启动（Secure Boot）流程的建立，以及如何使用硬件加密加速器进行数据加解密和安全存储。 第五部分：前沿技术与案例分析 最后，本书将通过两个大型综合案例，展示上述所有知识点的集成应用： 1. 智能物联网节点设计： 以一个低功耗传感器节点为例，演示如何结合能源管理（功耗测量与深度睡眠模式）、无线连接（如LoRaWAN或低功耗蓝牙Mesh）和轻量级加密算法，设计一个可持续运行数年的野外监测设备。 2. 工业实时控制单元： 深入解析一个基于EtherCAT或Modbus TCP的运动控制模块，展示如何利用高速的硬件定时器、精确的同步机制和RTOS的硬实时特性，实现亚毫秒级的闭环控制。 本书的结构严谨，理论与实践紧密结合，旨在培养读者从系统层面思考和解决复杂嵌入式问题的能力。读者在完成本书的学习后，将能够独立设计、实现和调试具有现代架构的复杂嵌入式产品。
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