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出版者:

作者:何宗彬

出品人:

页数:265

译者:

出版时间:2008-9

价格:36.00元

装帧:

isbn号码:9787111247722

丛书系列:

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《嵌入式系统原理与实践》 本书深入浅出地阐述了嵌入式系统的核心概念、关键技术及其在实际项目中的应用。作为一本面向读者、强调动手能力的指南，它旨在为有志于投身嵌入式开发领域的工程师、学生以及爱好者提供一条清晰的学习路径。 内容梗概： 本书并非局限于某一款特定的微控制器，而是着眼于嵌入式系统设计的普遍性原理和通用方法论。从基础的硬件组成到复杂的软件架构，内容涵盖了嵌入式系统设计的全貌。 第一部分：嵌入式系统基础 嵌入式系统的定义与特点： 深入解析嵌入式系统与通用计算机的区别，强调其“嵌入”于特定应用、实时性、资源受限等核心特征。 微处理器与微控制器概览： 介绍微处理器的基本架构（CPU、内存接口、I/O），以及微控制器（MCU）是如何将CPU、内存、外设集成在一起，成为一个独立的计算单元。本书将广泛讨论不同类型（如ARM、RISC-V等）的指令集架构及其设计理念，帮助读者理解不同处理器的优势与劣势。 内存体系结构： 详细讲解嵌入式系统中常用的内存类型，包括RAM（SRAM、DRAM）、ROM（Flash Memory、EEPROM）的读写原理、特性以及在不同应用场景下的选择考量。还将涉及内存映射、地址空间分配等概念。 输入/输出（I/O）系统： 剖析通用I/O端口的工作机制，包括端口配置、数据读写、电平标准等。更进一步，本书将深入讲解多种常用的嵌入式通信接口，如UART（通用异步收发传输器）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路总线）等，阐述其工作原理、通信协议以及在传感器、执行器、外围设备连接中的应用。 中断系统： 解释中断的产生机制、中断向量表、中断服务程序的编写以及中断优先级管理。强调中断在实现实时响应和高效处理异步事件中的关键作用。 第二部分：嵌入式软件开发 C语言在嵌入式开发中的应用： 尽管不局限于特定语言，但C语言作为嵌入式开发的主流语言，本书将对其在资源受限环境下的高级特性进行深入探讨，包括指针的灵活运用、位操作、内存管理（栈、堆）、结构体与联合体设计等。 汇编语言与底层交互： 简要介绍汇编语言在特定场景下的必要性，如启动代码、性能关键路径优化等，并讲解如何通过内联汇编与C语言结合，实现对硬件的精细控制。 编译器、汇编器与链接器： 阐述软件从源代码到可执行文件的整个编译、汇编、链接过程。重点讲解链接脚本的作用，如何配置内存布局，解决符号冲突等。 调试技术与工具： 介绍多种嵌入式系统调试方法，包括断点调试、单步执行、内存查看、寄存器监控等，并对常见的调试器（如GDB）及其与硬件调试接口（如JTAG、SWD）的配合使用进行详细说明。 实时操作系统（RTOS）的概念与应用： 引入RTOS的核心概念，如任务、调度器、信号量、互斥锁、消息队列等。通过分析多个实际案例，演示如何利用RTOS来管理并发任务、实现任务间通信与同步，从而构建健壮、可靠的嵌入式应用。 设备驱动程序开发： 讲解编写通用设备驱动的原则与方法，包括如何为各种外设（如ADC、DAC、定时器、GPIO、通信接口）编写驱动程序，使其能够被上层应用方便地调用。 第三部分：嵌入式系统设计与实践 嵌入式系统架构设计： 探讨不同的嵌入式系统架构模式，如前后台架构、多任务操作系统架构等，并分析它们在功耗、性能、可维护性等方面的权衡。 电源管理与低功耗设计： 介绍嵌入式系统在功耗敏感应用中的电源管理策略，包括休眠模式、时钟门控、电源域切换等技术。 传感器数据采集与处理： 讲解如何选择合适的传感器，以及如何通过ADC、数字接口等方式采集传感器数据，并进行初步的数据滤波、校准和分析。 执行器控制： 阐述如何利用PWM（脉冲宽度调制）、DAC、GPIO等输出控制执行器（如电机、LED、继电器），实现对物理世界的精确控制。 网络通信在嵌入式系统中的应用： 介绍嵌入式设备如何通过TCP/IP协议栈、HTTP、MQTT等协议接入网络，实现数据上传、远程控制、设备监控等功能。 嵌入式系统安全性： 探讨嵌入式系统面临的安全挑战，以及常见的安全防护措施，如安全启动、数据加密、访问控制等。 案例研究与项目实战： 本部分将通过一系列精心设计的案例，将前述理论知识付诸实践。这些案例涵盖了从简单的LED闪烁到复杂的物联网数据采集节点，旨在帮助读者巩固所学，掌握解决实际问题的能力。每个案例都将提供详细的设计思路、代码示例、硬件连接说明以及调试过程。 本书特点： 原理与实践并重： 理论讲解清晰透彻，同时辅以大量实际工程中的应用案例和代码示例。 通用性强： 关注嵌入式系统的共性原理，不局限于特定芯片，读者可以将其知识迁移到各种不同的嵌入式平台。 循序渐进： 内容设计由浅入深，适合初学者入门，也能为有一定基础的读者提供更深入的洞察。 强调动手能力： 鼓励读者通过实践来学习，理解抽象概念如何在实际硬件中落地。 面向工程应用： 聚焦于解决实际的工程问题，帮助读者构建可靠、高效、可维护的嵌入式系统。 通过阅读本书，读者将能够掌握嵌入式系统设计与开发的关键技能，理解硬件与软件如何协同工作，并具备独立完成嵌入式项目设计与实现的能力。无论您是学生、初级工程师还是希望拓展技能的资深开发者，本书都将是您嵌入式开发旅程中宝贵的伙伴。

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我特别关注了书中关于软件与硬件交互部分的论述，但老实说，这部分内容给我留下的印象是：它侧重于“硬件如何被驱动”，而非“驱动硬件背后的思维方式”。书中详细罗列了各个I/O端口的配置步骤和时序要求，数据手册上的信息被有效地整合和消化了。然而，在设计一个复杂系统时，我们需要的不仅仅是知道如何设置一个定时器，更重要的是理解在特定应用场景下，选择哪种定时模式、中断优先级如何分配才是最优解。这本书更像是一个操作指南，详细告诉你螺丝该拧多紧，但很少探讨为什么这颗螺丝比那颗螺丝更适合这个特定的结构件。我期待的是那种能培养“系统设计直觉”的内容，而不是纯粹的“操作规范集合”。那种关于性能优化和资源节约的权衡取舍的深入讨论，似乎被轻轻放过了。

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这本书的排版设计真是让人眼前一亮，用料扎实，装帧精美，拿到手上就感觉沉甸甸的，很有分量。内页的纸张质感非常好，摸起来光滑细腻，即便是长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。不过，我得说，虽然外观看起来如此专业和高档，但内容本身给我的感觉却有点……怎么说呢，像是进入了一个精心布置却有些空旷的展厅。所有的部件都摆放得井井有条，标签清晰可见，但总觉得缺少了一点烟火气和实际操作中的那种“摸爬滚打”的经验分享。对于初学者来说，光是看着这些漂亮的图表和流程图，可能还是难以真正建立起对底层硬件运作的直观感受。我期待的是那种能让我感受到代码在芯片里真正“奔跑”起来的描述，而不是仅仅停留在概念和理论的层面。这本书在视觉呈现上无疑是顶级的，但若论及实战深度和解决问题的灵活性，似乎还留下了不少可供探索的空间。那种教科书式的严谨固然重要，但总归少了一点点“野路子”的智慧和应变技巧的体现。

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这本书在对基础概念的讲解上，展现出了一种近乎固执的严谨性，这一点值得肯定。例如，对于时钟源的选取和分频策略的分析，详述了每一种选择对功耗和运行速度的影响，条分缕析，令人信服。但这种对基础的深挖，似乎也使得对进阶应用案例的覆盖略显不足。书中提供的例程，虽然都是功能完备的“最小可行产品”，却总感觉少了点“一鸣惊人”的亮点。它们更像是教科书上的标准范例，能够验证原理，但不足以激发我立刻着手去构建一个更具创新性的项目。我希望看到一些将这些基础模块串联起来，解决某个实际的、非标准的工程问题的完整案例研究。缺乏这种从基础到高阶应用的桥梁性案例，使得这本书在“激发创造力”这一方面，显得略微保守和谨慎了。

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这本书的叙述逻辑简直像是一场极其严谨的数学证明过程，每一个章节都像是严格遵循着某种预设的公理体系层层递进，几乎找不到任何可以跳跃或略读的地方。作者对于概念的定义和推导过程，可以说是做到了分毫不差的细致，对于追求理论完备性的读者来说，这无疑是一本宝典。我花了很长时间才把某个特定寄存器的位定义彻底搞明白，它那种一步不漏的讲解方式，让人不得不佩服其逻辑上的强大自洽性。然而，这种极致的逻辑推演，也带来了一个小小的副作用：当我在实际遇到一个意料之外的硬件异常时，翻阅这本书，却发现它似乎没有预设“错误发生”这种情况的解决方案。它完美地描绘了理想状态下的工作流程，但对于现实世界中总会出现的各种“跑偏”的情况，提供的指导却显得相对苍白。它更像是一份完美的“设计蓝图”，而不是一份“故障排除手册”。我希望看到一些关于“为什么它没有按照设计工作”的探讨，而不仅仅是“它应该如何工作”。

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这本书的语言风格，坦白说，给我一种置身于一个非常高级的学术研讨会中的感觉。用词非常精准，充满了专业术语，每一个句子都像经过了反复的锤炼，力求表达的绝对精确性。这对于已经有了一定基础，想要深入钻研底层架构的工程师来说，无疑是极大的便利，能够迅速地在专业领域内达成共识。但是，对于我这样试图从零开始建立起整体认知框架的人来说，阅读体验就像是仰望一座宏伟但难以攀登的山峰。很多关键的跳转和概念之间的联系，需要读者自己去脑补和连接，作者似乎默认了读者已经掌握了某些前置知识。特别是涉及到与其他体系接口的部分，讲解得过于跳跃，仿佛读者应该“自然而然地”明白其中的关联。如果能多一些生动的类比，或者用更平实的语言去解释那些复杂的功能模块之间的交互，我想，这本书的受众面将会更广，亲近感也会更强一些。

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