单片机实验与实训教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:刘海宽 编

出品人:

页数:122

译者:

出版时间:2009-1

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787564115562

丛书系列:

图书标签:

• 单片机
• 实验
• 实训
• 教程
• 嵌入式系统
• 电子工程
• Arduino
• C语言
• 硬件开发
• 实践教学

《嵌入式系统设计与开发实战》 本书深入剖析了嵌入式系统的核心概念、硬件架构以及软件开发流程，旨在为读者构建一套扎实而全面的嵌入式系统知识体系。全书结构严谨，内容详实，从基础理论到实际应用，层层递进，适合从事嵌入式系统开发、物联网技术、智能硬件设计以及对嵌入式领域感兴趣的工程师、技术人员和在校学生。 第一部分：嵌入式系统基础理论与核心组件 本部分首先为读者奠定坚实的理论基础。我们将从“什么是嵌入式系统”这一根本问题出发，详细阐述嵌入式系统的定义、特点、应用领域以及其在现代科技发展中的重要地位。随后，我们将深入剖析嵌入式系统的基本组成，包括嵌入式处理器（CPU、DSP、FPGA等）、存储器（ROM、RAM、Flash等）、输入/输出设备（传感器、执行器、显示屏、通信接口等）以及必要的电源管理单元。 在此基础上，我们将聚焦于嵌入式系统中最为关键的“嵌入式操作系统”（RTOS）部分。我们将详细讲解RTOS的设计理念、任务调度机制（如优先级调度、时间片轮转、多任务协作等）、任务间通信与同步（如信号量、互童锁、消息队列、事件标志等）、内存管理策略以及中断处理流程。通过对这些核心概念的深入理解，读者将能够更好地把握嵌入式软件开发的复杂性。 第二部分：嵌入式硬件平台与接口技术 本部分将带领读者走进真实的嵌入式硬件世界，详细介绍不同类型的嵌入式硬件平台及其特点。我们将重点介绍几种主流的嵌入式处理器架构，如ARM Cortex-M系列、RISC-V架构等，并分析它们在功耗、性能、成本等方面的优势和适用场景。 在硬件接口技术方面，我们将详尽介绍嵌入式系统中常用的通信协议和总线。这包括： 串行通信接口： UART（通用异步收发传输器）、SPI（串行外设接口）、I²C（集成电路总线）的原理、工作方式、时序以及在实际应用中的配置与调试。 并行通信接口： GPIO（通用输入/输出）的配置、模式选择以及在控制I/O端口时的注意事项。 网络通信接口： 以太网（Ethernet）、Wi-Fi、蓝牙（Bluetooth）等无线和有线通信技术的底层实现、协议栈以及在嵌入式系统中的集成方法。 数据采集与控制接口： ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）、PWM（脉冲宽度调制）的原理、转换过程、采样率、分辨率等关键参数，以及如何利用它们进行模拟信号的采集与数字信号的生成。 存储器接口： NAND Flash、NOR Flash、SD卡等存储介质的读写原理、文件系统（如FATFS、LittleFS）的支持，以及如何进行嵌入式设备的存储扩展。 第三部分：嵌入式软件开发与调试实战 本部分是本书的核心实践部分，将带领读者从零开始进行嵌入式软件的开发。我们将详细介绍嵌入式软件开发的一般流程，包括需求分析、系统设计、编码实现、编译链接、下载调试以及最终的测试与优化。 在开发工具方面，我们将详细讲解主流的嵌入式开发环境（IDE），如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、GCC + Makefiles等，以及交叉编译工具链的使用。读者将学习如何创建项目、配置编译选项、生成可执行文件，并掌握将程序下载到目标硬件的方法。 在编程语言方面，本书将以C语言为主要开发语言，并辅以部分C++和汇编语言的介绍，以适应不同场景的需求。我们将深入讲解C语言在嵌入式开发中的高级特性，如指针、内存管理、位操作、宏定义等，以及如何编写高效、可靠的嵌入式代码。 调试是嵌入式开发中不可或缺的关键环节。我们将详细介绍各种调试技术和工具，包括： 断点调试： 如何设置和管理断点，单步执行代码，观察变量值，理解程序执行流程。 串口调试： 利用printf等函数输出调试信息，通过串口终端进行实时监控。 逻辑分析仪与示波器： 如何利用这些硬件工具捕捉和分析信号波形，判断硬件信号的正确性。 JTAG/SWD接口调试： 介绍高级调试接口的工作原理和使用方法，实现对CPU的底层控制和调试。 此外，本部分还将介绍嵌入式系统中常见的软件模块和框架，如驱动程序开发、操作系统移植、文件系统实现、网络协议栈应用等。我们将结合实际案例，演示如何编写设备驱动程序，如何利用RTOS实现多任务并发，以及如何集成TCP/IP、HTTP等网络协议栈构建联网应用。 第四部分：高级嵌入式技术与项目实践 为了进一步提升读者的实战能力，本部分将引入一些高级嵌入式技术，并提供具有代表性的项目实践案例。 我们将探讨嵌入式系统中的功耗管理策略，包括低功耗模式、动态电压频率调整（DVFS）等，以及如何优化代码以降低功耗。 在人机交互方面，我们将介绍触摸屏驱动、图形用户界面（GUI）库（如LVGL、TouchGFX）的应用，以及如何设计用户友好的交互体验。 我们还将深入研究嵌入式系统的安全性问题，包括代码保护、数据加密、安全启动等，以及常见的安全漏洞和防护措施。 最后，本书将提供一系列精心设计的项目案例，涵盖物联网传感器节点、智能家居控制、工业自动化设备、车载电子系统等多个领域。每个项目都将包含详细的设计思路、硬件选型、软件实现步骤、调试方法和最终的测试验证，帮助读者将所学知识融会贯通，独立完成复杂的嵌入式项目。 《嵌入式系统设计与开发实战》是一本集理论与实践于一体的权威指南，相信它将成为您在嵌入式领域学习和探索的宝贵伙伴。

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从教学方法论的角度来看，这本书彻底打破了传统理论说教的沉闷感，它将“做中学”的理念发挥到了极致。每一个理论讲解的结尾，几乎都紧跟着一个结构完善、目标明确的实战项目。这些项目设计得非常巧妙，它们不是孤立的练习，而是像拼图一样，前一个实验的成果会自然而然地成为下一个实验的基石，形成一个递进式的知识网络。我特别喜欢作者在设计实验时所体现出的那种“工程思维”的引导，比如要求读者不仅要实现功能，还要考虑功耗、鲁棒性和可维护性。这种全方位的素质训练，远比单纯学会编程指令更有价值。这本书成功地将复杂的电子工程知识，转化为了一系列可触摸、可验证的实践步骤，让学习过程充满了探索的乐趣和解决问题的成就感。

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我必须强调这本书在配套资源方面的丰富性。市面上很多教材，内容再好，如果配套的示例代码混乱或者缺失，都会让人大打折扣。但这本书在这方面做得极其出色。所有的实验代码都经过了精心的组织和标注，结构清晰，变量命名规范，即便是多年前的代码风格，也保持了现代编程的良好习惯。更重要的是，不同实验之间的代码模块具有良好的可移植性和复用性，我发现自己可以直接将基础模块的代码迁移到我正在进行的新项目中，极大地节省了重复劳动的时间。而且，随书附带的开发环境配置指南非常详尽，甚至连一些小众的驱动安装问题都有对应的解决方案和截图说明，这种面面俱到的服务，体现了作者和出版社对读者“从零开始搭建实验环境”这一痛点的高度关注和专业解决能力，是提升学习效率的强大助力。

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我从一个完全零基础的角度来看待这本教材，它给我的感觉是“由浅入深，循序渐进的典范”。初学阶段，它并没有直接抛出艰涩的寄存器操作和中断向量，而是从最基本的数码管显示和按键输入这种直观的实践入手。作者似乎非常懂得如何与新手“对话”，每引入一个新的概念，都会配上详尽的背景介绍和现实生活中的应用案例，这极大地激发了我的学习兴趣，让我能迅速理解“为什么要学这个”以及“它有什么用”。比如，在讲解定时器配置时，它没有直接给出十六进制的数值，而是先用通俗易懂的语言解释了“时间计数”的本质，再辅以直观的流程图来展示程序执行的逻辑顺序。这种将抽象概念具象化的教学手法，对于我这样需要建立坚实概念基础的读者来说，简直是如沐春风。它不是简单地罗列知识点，而是在铺设一条坚固的学习阶梯，每一步都走得稳健而扎实，让人信心倍增。

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对于已经有一定基础，希望深入理解底层硬件和软件交互的工程师而言，这本书的价值也毫不逊色。我特别欣赏它在高级主题上所展现出的那种不妥协的深度。例如，在涉及ADC和PWM模块的章节中，作者不仅详细解析了配置寄存器的每一位含义，还深入探讨了不同工作模式下对时间精度和噪声抑制的影响。更难能可贵的是，书中穿插了许多“陷阱”和“优化技巧”的讨论，这些内容往往是标准教程中会被一笔带过，但却是实际项目开发中决定成败的关键点。它仿佛一位经验丰富的老兵在言传身教，指出了那些容易犯错的弯路。这种既有理论深度，又贴近工程实践的叙事风格，使得这本书的实用价值远超一般性的理论参考书，它更像是一份实战手册，指导读者如何从“能跑起来”跨越到“跑得好、跑得稳”的境界。

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这本书的装帧设计实在是让人眼前一亮。封面采用了深邃的蓝色调，配上一些科技感的线条和电路图的抽象元素，给人一种既专业又充满活力的感觉。纸张的质感摸上去很厚实，内页的印刷清晰度极高，即便是那些复杂的电路原理图和代码注释，看起来也毫不费力。尤其值得称赞的是，排版非常人性化，段落之间的留白恰到好处，使得长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。而且，书的尺寸拿在手里很舒服，既方便携带，翻阅起来也顺手。我注意到，在一些关键章节的开头，作者还精心设计了“知识导览”的小模块，提前概览了本章的学习重点和目标，这种细节处理，体现了编辑团队对读者体验的深度考量，让初学者在进入复杂的理论世界前，心中先有了一张清晰的地图。这不仅仅是一本教材，更像是一件精心制作的工艺品，让人爱不释手，愿意经常翻阅和学习。这种对物理形态的重视，为枯燥的技术学习增添了不少愉悦感。

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