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出版者:

作者:马应魁 编

出品人:

页数:123

译者:

出版时间:2009-9

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787122062765

丛书系列:

图书标签:

• 微处理器
• 单片机
• 嵌入式系统
• 计算机硬件
• 电子工程
• 应用技术
• 数字电路
• 汇编语言
• 系统设计
• 实践教程

《嵌入式系统设计与开发实践》 本书深入剖析了现代嵌入式系统设计与开发的各个环节，旨在为读者构建扎实的理论基础和丰富的实践经验。我们从嵌入式系统的基本概念入手，清晰阐述其在当今科技浪潮中的重要地位与广泛应用。随后，本书将带领读者系统学习微控制器（MCU）的体系结构，重点解读各类主流MCU的内部组成，包括CPU核心、存储器、定时器、中断控制器、通信接口（如UART, SPI, I2C）以及ADC/DAC等关键外设的功能与工作原理。 在软件层面，本书详尽介绍了嵌入式C语言编程的精髓，并结合实际案例，讲解如何优化代码以适应资源受限的嵌入式环境。我们将深入探讨实时操作系统（RTOS）的设计理念与实现技术，重点分析任务管理、进程间通信（IPC）、内存管理、中断处理等核心机制，并以FreeRTOS、RT-Thread等知名RTOS为例，演示其在嵌入式项目中的实际应用。此外，对于Linux嵌入式系统，本书也提供了全面的介绍，涵盖交叉编译工具链的搭建、Bootloader（如U-Boot）的配置与烧录、Linux内核的移植与裁剪、以及根文件系统的构建，帮助读者掌握在Linux环境下进行嵌入式软件开发的完整流程。 硬件设计方面，本书强调了嵌入式系统硬件选型的重要性，从微控制器、存储器、电源管理芯片到各类传感器和执行器，为读者提供实用的选型指南。我们将探讨PCB（Printed Circuit Board）设计的原则与流程，包括原理图绘制、PCB布局布线、信号完整性分析以及EMC/EMI（电磁兼容/电磁干扰）设计等关键技术，确保硬件设计的稳定性和可靠性。 在调试与测试环节，本书提供了多种行之有效的调试方法与技巧，包括利用仿真器（如JTAG, SWD）、逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具，以及gdb等软件调试器。我们还将深入讲解嵌入式系统的测试策略，从单元测试、集成测试到系统测试，确保产品从设计到交付的每一个阶段都达到严苛的质量标准。 最后，本书将结合若干典型的嵌入式项目案例，如智能家居控制器、工业自动化传感器节点、汽车电子信息娱乐系统等，将前述理论知识与实践技术融会贯通。通过这些案例，读者可以学习如何进行需求分析、系统架构设计、软硬件协同开发、以及最终的产品集成与部署。本书力求通过详实的内容和丰富的实操指导，赋能读者独立完成复杂的嵌入式系统设计与开发任务，迎接物联网、人工智能等前沿技术带来的挑战与机遇。 《嵌入式系统设计与开发实践》 本书致力于为广大嵌入式系统工程师、软硬件开发人员及相关专业的学生提供一本内容翔实、深入浅出的设计与开发指南。我们将从嵌入式系统的基础概念出发，全面阐述其在现代科技领域中的关键作用与发展趋势。 核心内容将围绕微控制器（MCU）展开，详细解析各类主流MCU的内部架构，包括其中央处理单元（CPU）的指令集与流水线设计，各种类型的存储器（如Flash、SRAM、DRAM）及其接口规范，以及高效的定时器/计数器、强大的中断处理机制，以及广泛应用的通信协议接口（如UART、SPI、I2C、CAN、Ethernet）的原理和配置方法。此外，对模拟数字转换器（ADC）和数字模拟转换器（DAC）的深入讲解，将帮助读者理解如何处理和生成模拟信号。 在软件开发方面，本书将重点讲解嵌入式C语言的特性，以及如何编写高效、紧凑、可移植的嵌入式应用程序。我们将深入探讨实时操作系统（RTOS）的核心概念，包括其在多任务调度、线程同步、信号量、互斥锁、事件标志组等方面的实现机制，以及内存管理策略和中断服务例程（ISR）的设计规范。通过对FreeRTOS、RT-Thread等常用RTOS的实例分析，读者将能够快速掌握在RTOS环境下进行嵌入式软件开发的方法。对于基于Linux的嵌入式系统，本书将提供完整的开发流程指导，涵盖交叉编译环境的搭建、Bootloader（如U-Boot）的配置与工作原理、Linux内核的移植与定制、以及嵌入式Linux文件系统的构建。 在硬件设计层面，本书将指导读者如何根据项目需求进行嵌入式系统的硬件选型，包括微控制器、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）的评估，以及各类传感器、执行器、通信模块、电源管理单元的选择。PCB（Printed Circuit Board）设计将是重点关注的环节，我们将讲解原理图设计、PCB布局与布线规则，信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的分析，以及电磁兼容性（EMC）的设计考量，旨在帮助读者设计出高质量、低功耗、高可靠性的硬件平台。 调试与测试是嵌入式系统开发不可或缺的环节。本书将提供一套完整的调试策略，介绍如何利用JTAG、SWD等硬件调试接口，以及逻辑分析仪、示波器等工具进行高效的硬件调试。软件调试方面，将深入讲解GDB等调试器在嵌入式环境下的使用技巧。在测试方面，本书将涵盖单元测试、集成测试、系统测试以及嵌入式系统常见的兼容性测试和性能测试方法。 最后，本书将通过一系列贴近实际的嵌入式项目案例，如物联网终端节点、嵌入式数据采集系统、智能交通控制器等，将理论知识与实践技能紧密结合。这些案例将涵盖从需求分析、系统设计、软硬件协同开发到最终的集成测试和部署的全过程，帮助读者巩固所学知识，提升实际项目解决能力。本书的目标是培养读者成为具备全面嵌入式系统设计与开发能力的专业人才。

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这本书拿到手的时候，我其实是带着点忐忑的。毕竟现在市面上的技术书籍汗牛充栋，真正能让人眼前一亮的太少了。我一直对嵌入式系统和底层开发很感兴趣，所以毫不犹豫地买了这本。首先，装帧设计非常专业，纸张质量也很棒，拿在手里沉甸甸的，让人感觉内容一定扎实。翻开内页，最让我惊喜的是它的逻辑结构安排得极其清晰。作者似乎非常懂得读者的学习路径，从最基础的二进制和补码讲起，逐步深入到复杂的存储器映射和中断处理。那些原本在其他书中看起来晦涩难懂的概念，在这里被拆解得非常细致，配上大量清晰的原理图和时序图，即便是初学者也能迅速抓住核心。特别是关于I/O端口操作的那一章，作者用了一个非常巧妙的比喻，将寄存器的读写过程比作与一个“智能保险箱”的交互，一下子就让复杂的硬件控制变得生动起来。而且，书中提供的代码示例都是经过精心挑选和优化的，不仅仅是简单的功能实现，更体现了良好的编程规范和效率考量。我特别喜欢它在每个章节末尾设置的“陷阱与优化”小节，常常能点拨出那些教科书里不会提及的实际开发中的常见错误和高效解决方案。总的来说，这本书的深度和广度都拿捏得恰到好处，更像是一位经验丰富的工程师在手把手带你入门和进阶，而不是冷冰冰的理论堆砌。对于想要真正掌握微处理器工作原理，并能将其应用于实际项目中的读者来说，这本书绝对是一份宝贵的财富。

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说实话，我购买这本书之前，我对单片机编程的理解还停留在比较初级的阶段，主要依赖于IDE提供的图形化界面进行配置。这本书彻底颠覆了我的认知。它仿佛一把钥匙，打开了我通往真正“裸机编程”的大门。最让我受益匪浅的部分是关于中断向量表的解析。在其他地方，这部分往往被一带而过，但在本书中，作者花了整整一章的篇幅，详尽地阐述了中断的发生、硬件的响应过程、CPU如何保存上下文、用户如何编写服务程序，以及最重要的——如何安全地恢复现场。作者甚至绘制了CPU寄存器堆栈变化的详细图谱，直观地展示了系统在处理中断时“时间暂停”的微妙过程。这种对系统级行为的微观把握，是任何高级抽象层框架都无法给予的。而且，这本书在内容组织上具有极强的递进性。比如，在讲解了基础的定时器配置后，紧接着就引入了如何利用定时器溢出实现软件看门狗（WDT）的可靠机制。这种“知其然，必知其所以然，更要知其如何应对失败”的讲解思路，构建了一个非常健壮的学习体系。我感觉自己不再是简单地在“使用”一个微处理器，而是在“驾驭”它。这本书的严谨性体现在每一个细节中，每一个公式的推导、每一个参数的选取，都有其坚实的理论依据或工程实践背景支撑。

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我最近一直在为一个对时间敏感的控制系统寻找更可靠的解决方案，传统的高级语言封装总是让我感觉隔了一层，无法完全控制时序。这本书的出现，简直是雪中送炭。我特别关注了它关于实时操作系统（RTOS）的章节，但与我预期的不同，它并没有直接推销某个特定的RTOS，而是从更基础的层面，讲解了任务调度的优先级反转问题、互斥锁的实现机制，以及如何避免死锁。作者采用了一种“反向工程”的方式来阐述这些概念：先展示一个因为缺乏同步而导致数据错误的场景，然后逐步引入信号量、临界区等工具来解决问题。这种以问题驱动的学习方式，极大地激发了读者的探索欲。我特别喜欢书中关于时钟管理和电源管理的内容，它详细介绍了如何通过软件手段来精确控制休眠模式的唤醒延迟，这对于开发低功耗设备至关重要。这本书的语言虽然专业，但没有丝毫的故作高深，它有一种“传道受业”的真诚感。读完后，我立刻着手重构了我系统中的关键模块，仅仅是优化了中断延迟处理，系统的响应速度就有了显著提升。这本书不仅仅是知识的传递，更是一种解决复杂工程问题的思维模式的注入。它让我对微处理器有了更深刻的敬畏和更自信的掌控感。

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这本书的价值，用“超乎预期”来形容或许都不够贴切。我之前花了好几周时间啃读了另一本经典教材，虽然知识点全面，但总觉得少了点“人情味”和实战的烟火气。而这本，恰恰弥补了这种缺憾。它的叙述风格非常接地气，带着一种老道的沉稳，仿佛作者早已预料到你在哪个知识点会卡住，并提前准备好了应对的“拐杖”。举个例子，在讲解并行通信协议时，很多书只是罗列协议标准，让人读完后仍然一头雾水。但这本书却详细分析了两种主流通信方式在实际工控场景下的延迟差异、抗干扰能力对比，甚至还对比了不同晶振频率对数据稳定性的影响——这些都是在实际调试中才能体会到的“血泪经验”。作者没有回避复杂性，而是用一种非常平实的语言去驯服这些复杂性。我尤其欣赏它在软件和硬件结合点上的处理。例如，当讲到ADC的采样保持电路时，它不仅解释了硬件结构，还紧接着给出了如何通过软件定时器来精确控制采样窗口的C语言代码片段，并且详细注释了位操作的含义。这种软硬结合的讲解方式，极大地提升了我的系统思维能力。读完一部分内容，我立刻就能在脑海中构建出一个功能模块的完整画面，从物理信号的采集到最终数据的处理，每一步都了然于胸。这本书绝不是那种只适合放在书架上做装饰的“花瓶书”，它是那种需要经常翻阅、做满笔记的“工作手册”。

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我得承认，我对技术书籍的审美是很挑剔的，很多新出版的技术书，内容往往是陈旧知识的重新包装，或者为了追求新奇而堆砌了大量不成熟的新概念。然而，这本我入手后，心中的疑虑立刻烟消云散。它的深度在于对“为什么”的深究，而非仅仅停留在“是什么”的描述上。比如，在讨论总线仲裁机制时，它不仅讲解了轮询和链式查询的区别，还深入剖析了在多主系统中，为什么特定仲裁策略在实时性要求高的场合是必然的选择，并引用了真实工业控制系统的案例进行佐证。这种对底层逻辑和工程取舍的透彻理解，是判断一本技术书籍是否优秀的试金石。更令人称赞的是，书中的插图和流程图设计达到了艺术品的级别。那些复杂的时序图，线条干净利落，关键信号的变化点标识得精准无误，极大地减轻了阅读时的认知负荷。我发现自己不再需要反复对照前文才能理解当前段落的含义，信息传递的效率极高。在阅读涉及汇编语言和编译器优化的章节时，作者展现了极高的专业素养，他对指令集的理解已经达到了可以“反向推导”编译器优化意图的程度，这对于想要精进代码效率的读者来说，是无价的指导。这本书的排版也值得一提，页边距舒适，字体大小适中，即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳。这是一本经过精心打磨的作品，其对细节的关注程度，反映了作者对知识本身的敬畏。

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