可编程序控制器应用技术及项目训练 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:毛臣健 编

出品人:

页数:244

译者:

出版时间:2009-1

价格:26.00元

装帧:

isbn号码:9787564301804

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• 可编程控制器
• 工业自动化
• 电气工程
• 技术培训
• 项目实践
• 应用技术
• 控制系统
• 传感器
• 执行器

《嵌入式系统设计与开发实例解析》 内容简介 本书系统地介绍了嵌入式系统设计与开发的核心技术与实践方法，涵盖了从硬件平台选型、嵌入式操作系统移植到应用软件开发的全过程。旨在帮助读者掌握嵌入式系统的原理、设计流程和开发工具，并通过丰富的实际项目案例，提升解决复杂工程问题的能力。 第一部分：嵌入式系统基础理论与硬件平台 嵌入式系统概述： 深入剖析嵌入式系统的定义、特点、应用领域及其发展趋势。详细阐述嵌入式系统在工业自动化、消费电子、医疗设备、汽车电子等关键行业的广泛应用，并展望未来发展方向。 微处理器与微控制器架构： 详细介绍主流嵌入式处理器（如ARM、MIPS、RISC-V等）的体系结构、指令集、流水线技术、中断机制等。分析不同处理器的优势与适用场景，帮助读者理解硬件层面的核心设计。 嵌入式硬件接口与外设： 讲解常见的嵌入式硬件接口技术，包括GPIO、UART、SPI、I2C、CAN、USB、Ethernet等。深入阐述各接口的工作原理、通信协议、配置方法以及在实际应用中的典型连接方式。重点介绍ADC、DAC、定时器、PWM、RTC等核心外设的功能和应用。 存储器技术： 介绍嵌入式系统中常用的存储器类型，如SRAM、DRAM、Flash（NOR/NAND）、EEPROM等。分析它们的性能特点、接口方式、读写机制以及在系统中的作用，为理解数据存储和程序执行打下基础。 电路设计基础与PCB布局： 讲解嵌入式硬件电路设计的基本原则，包括电源管理、信号完整性、电磁兼容性（EMC）等。介绍PCB（Printed Circuit Board）设计流程，包括原理图绘制、PCB布局布线、器件选型与放置等，强调实际操作中的注意事项。 第二部分：嵌入式操作系统原理与应用 嵌入式操作系统（RTOS）导论： 阐述RTOS的必要性、核心概念（任务、信号量、互斥锁、消息队列、事件标志等）以及与通用操作系统的区别。介绍RTOS在实时性、资源管理、并发控制等方面的关键作用。 主流RTOS分析： 深入剖析MicroC/OS-III、FreeRTOS、RT-Thread等主流RTOS的架构、内核机制、API接口和任务调度算法。通过对比分析，帮助读者理解不同RTOS的特性，并能根据项目需求进行选择。 RTOS移植与配置： 详细讲解RTOS在目标硬件平台上的移植过程，包括BSP（Board Support Package）的创建与配置、中断向量表的设置、时钟初始化等。指导读者完成RTOS的基本配置和启动。 任务管理与同步机制： 演示如何在RTOS环境下创建、删除、挂起、恢复任务，并详细讲解如何使用信号量、互斥锁、消息队列、事件标志等同步机制来解决任务间的协作和资源共享问题。 设备驱动程序开发： 讲解设备驱动程序的设计原则和开发流程。以UART、SPI、I2C等常用外设为例，演示如何编写高效、可靠的驱动程序，实现硬件与上层软件的接口。 第三部分：嵌入式应用软件开发与调试 嵌入式开发环境搭建： 介绍主流的嵌入式开发工具链，包括交叉编译器（GCC）、调试器（GDB）、集成开发环境（IDE，如Keil MDK, IAR Embedded Workbench, VS Code + PlatformIO等）的安装和配置。 C/C++语言在嵌入式中的应用： 强调C/C++语言在嵌入式开发中的重要性，重点讲解指针、内存管理、位操作、结构体、枚举等关键特性。介绍面向对象编程思想在嵌入式开发中的应用。 嵌入式系统调试技术： 详细讲解串口调试、仿真器调试、JTAG/SWD调试等常用调试方法。介绍断点设置、单步执行、变量监视、内存查看等调试技巧，以及如何定位和解决常见的嵌入式程序bug。 嵌入式网络通信： 介绍TCP/IP协议栈在嵌入式系统中的实现和应用，如LwIP。演示如何实现Socket通信，如HTTP、MQTT等协议，使嵌入式设备能够接入互联网并进行数据交互。 文件系统与存储管理： 讲解嵌入式系统中常用的文件系统（如FATFS, LittleFS）的原理和使用方法。演示如何对Flash、SD卡等存储介质进行读写操作，实现数据的持久化存储。 第四部分：典型项目案例分析与实践 智能家居控制节点开发： 以一个实际的智能家居节点为例，讲解如何利用传感器采集数据，通过无线模块（如Wi-Fi、Zigbee）进行通信，并接受远程控制指令。涉及硬件选型、RTOS任务设计、驱动开发和通信协议实现。 工业数据采集与传输模块： 演示如何设计一个工业数据采集模块，连接多种传感器（如温度、压力、流量），进行数据预处理，并通过CAN总线或Ethernet接口将数据传输至上位机。重点讲解数据处理算法和通信协议的实现。 嵌入式Web服务器设计： 介绍如何在嵌入式设备上构建一个简单的Web服务器，通过HTTP协议提供设备状态查询和远程控制接口。涉及Web服务器软件的移植和应用层开发。 低功耗设备设计与优化： 探讨嵌入式设备在低功耗方面的设计策略，包括硬件休眠模式、软件任务调度优化、外设功耗管理等，以延长电池供电设备的使用寿命。 本书力求理论与实践相结合，通过丰富的案例，引导读者一步步掌握嵌入式系统的设计与开发技能，为从事嵌入式领域的工程师和爱好者提供一份详实的参考。

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从教学法的角度来看，这本书的逻辑组织非常严密且递进自然，几乎可以说是为自学者量身定制的。它并没有一上来就抛出晦涩难懂的梯形图或结构化文本，而是循序渐进地从最基础的逻辑运算讲起，逐步过渡到功能块、数据处理乃至通信协议的介绍。这种由浅入深的编排，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。尤其值得称赞的是，在每一个知识模块的末尾，都会设置一个“思考与探索”环节，这些问题往往不是简单的事实回顾，而是需要读者进行小型的设计构思，有效培养了主动思考的习惯。对我这个需要快速掌握核心技能的人来说，这种结构设计的效率是极高的，它确保了知识点被牢固吸收，而不是走马观花。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面那种略带工业风的配色，搭配上清晰有力的字体，一眼就能感受到内容的专业和严谨。我特别喜欢它在排版上的用心，不同于市面上很多教材那种密密麻麻的文字堆砌，这本书在关键概念和公式推导的地方都做了良好的视觉区分。比如，在介绍PID控制算法的章节，作者巧妙地使用了图文并茂的方式，图例的绘制非常规范且直观，即便是初次接触复杂控制逻辑的新手，也能通过插图快速抓住核心原理。再者，纸张的质感也相当不错，书页厚实，久翻不易损坏，这对于我这种需要反复查阅的读者来说，是一个非常重要的加分项。整体而言，它给人的感觉就像是精心打磨过的工具书，实用性与美观度并存，让人愿意把它放在手边随时翻阅，而不是束之高阁。这种对细节的关注，也从侧面反映出作者在组织和呈现技术内容时的专业素养。

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我深入阅读了其中的实践案例部分，这绝对是这本书的灵魂所在。很多教科书在理论讲解上做得不错，但一到实际项目操作层面就显得干巴巴的，或者案例陈旧脱节。然而，这本书不同，它似乎是紧贴着最新的工业现场需求来编写的。我印象最深的是关于某流水线速度同步控制的那个实例，它不仅详细罗列了硬件选型、I/O分配，更重要的是，它剖析了故障排除的完整流程。作者没有回避实际工程中经常遇到的“陷阱”，比如信号干扰、传感器漂移等问题，并给出了非常接地气的调试技巧。读完这一章，我感觉自己像是跟了一位经验丰富的老工程师跑了一趟现场，那种将理论知识迅速转化为解决实际问题的能力，是单靠理论学习难以获得的。这种以项目驱动的学习路径，极大地增强了我的实战信心。

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我特别关注了书中对现代工业通信标准，如EtherNet/IP或Profinet的介绍部分。在这个瞬息万变的领域，技术更新速度极快，很多教材往往在出版时就已经落后。然而，这本书在这方面的处理显得非常审慎且有前瞻性。它没有仅仅停留在协议的表面介绍，而是深入剖析了不同通信架构在实际应用中的性能权衡和配置要点，甚至触及了网络安全在PLC系统中的初步考量。这表明作者团队对行业发展趋势有着敏锐的洞察力，确保了书中的内容不仅仅是“正确”的，更是“适用未来”的。这对于希望构建长期职业技能储备的读者而言，其价值是难以估量的。

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这本书的语言风格出人意料地保持了技术文档所需的精准性，但又巧妙地避免了学术论文的枯燥感。作者在阐述复杂概念时，总能找到一个恰当的比喻或类比，让原本抽象的电信号和指令逻辑瞬间变得形象起来。例如，在解释中断服务程序的执行顺序时，作者使用了一个生活化的比喻，立刻让这个原本容易混淆的概念变得清晰明了。此外，书中的术语定义都非常考究，对于首次出现的专业名词，都会在脚注或旁栏给出简洁明了的解释，这对于经常需要跨领域查阅资料的我来说，省去了频繁翻阅词典的麻烦。总而言之，阅读过程非常顺畅，知识点的传达效率极高，阅读体验远超同类教材。

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