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出版者:第1版 (2000年12月1日)

作者:邵时

出品人:

页数:228

译者:

出版时间:2000-12-1

价格:19.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302040279

丛书系列:

图书标签:

• 微机接口
• 接口技术
• 单片机
• 计算机硬件
• 嵌入式系统
• 数字电路
• 电子技术
• 技术教程
• 高等教育
• 专业教材

《嵌入式系统设计与开发实战》 简介： 本书是一本专注于嵌入式系统设计与开发实践的深度指南，旨在帮助读者掌握从硬件选型、软件设计到系统集成和调试的全过程。不同于仅侧重于微处理器接口的理论讲解，本书将目光投向更广阔的嵌入式应用领域，强调理论与实践的结合，以及在真实项目中的落地应用。 内容梗概： 本书结构清晰，内容翔实，涵盖了嵌入式系统开发的关键环节。 第一部分：嵌入式系统基础与架构 嵌入式系统概述： 深入探讨嵌入式系统的定义、特点、分类及其在现代科技中的应用，如物联网（IoT）设备、智能家居、工业自动化、汽车电子、医疗设备等。通过丰富的案例分析，让读者对嵌入式系统的广泛应用有一个全面的认识。 嵌入式处理器选型与架构： 详细介绍各类主流嵌入式处理器，包括ARM Cortex-M系列、RISC-V架构以及特定领域的DSP处理器等。分析不同处理器的性能、功耗、成本以及适用场景，并深入讲解它们的内部架构，如CPU核心、内存管理单元（MMU）、中断控制器（NVIC/GIC）、总线接口等，为后续的开发打下坚实基础。 嵌入式开发环境搭建： 指导读者如何搭建高效的嵌入式开发环境，包括交叉编译工具链（如GCC for ARM）、集成开发环境（IDE，如Keil MDK, IAR Embedded Workbench, VS Code with PlatformIO），以及调试工具（如J-Link, ST-Link）的配置与使用。重点介绍Linux下的开发环境，例如Ubuntu系统下的工具链安装与配置，以及使用Git进行版本控制。 嵌入式操作系统（RTOS）入门： 详细介绍实时操作系统（RTOS）的基本概念，如任务调度、进程间通信（IPC）、内存管理、中断处理等。深入讲解FreeRTOS、RT-Thread、Zephyr等主流RTOS的原理与应用，并通过实际代码示例演示如何创建任务、实现任务间同步与通信、管理内存等。 第二部分：核心硬件接口与驱动开发 通用输入/输出（GPIO）接口： 讲解GPIO的工作原理，包括输入输出模式、上拉下拉电阻、推挽输出等。演示如何配置和操作GPIO，控制LED、读取按键状态，并实现简单的GPIO中断。 串行通信接口： 详细介绍UART（通用异步收发传输器）、SPI（串行外设接口）和I2C（集成电路总线）的工作原理、协议规范和应用场景。通过实例演示如何使用这些接口与外围设备通信，如传感器、显示屏、EEPROM等。重点关注数据传输的格式、时序和错误校验。 模数转换（ADC）与数模转换（DAC）： 讲解ADC和DAC的基本原理，包括采样率、分辨率、量化误差等。演示如何使用ADC读取模拟信号，如温度传感器、电位器等，以及如何使用DAC输出模拟信号，如生成音频信号或控制模拟电路。 定时器与计数器： 介绍定时器和计数器的功能，如定时、 PWM（脉冲宽度调制）生成、脉冲计数等。演示如何使用定时器实现精确延时、控制电机转速、生成PWM信号驱动舵机或LED调光。 存储器接口： 讲解SRAM、DRAM、Flash存储器的工作原理和接口特性。介绍NOR Flash和NAND Flash的区别及其在嵌入式系统中的应用。演示如何通过内存控制器访问外部存储器，以及如何烧写和读取Flash中的程序和数据。 第三部分：嵌入式系统软件设计与高级主题 嵌入式Linux驱动程序开发： 针对使用嵌入式Linux操作系统的项目，详细讲解Linux设备驱动模型，包括字符设备驱动、块设备驱动、网络设备驱动的开发流程。重点介绍Linux内核模块的编写、加载与卸载，以及如何使用Kobject、Sysfs等机制与用户空间交互。 网络通信与协议栈： 介绍嵌入式系统中的网络通信技术，包括TCP/IP协议栈、HTTP、MQTT等应用层协议。演示如何使用Ethernet、Wi-Fi、蓝牙等通信模块实现嵌入式设备的联网和数据传输，并重点讲解如何进行网络通信的程序设计和调试。 嵌入式系统调试与优化： 深入探讨嵌入式系统调试的技巧与方法，包括使用JTAG/SWD调试器进行断点调试、内存查看、变量跟踪。介绍逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具的使用。同时，讲解代码优化技术，如提高代码执行效率、降低内存占用、优化功耗等，以满足嵌入式系统资源受限的特点。 嵌入式系统安全： 关注嵌入式系统的安全性问题，介绍常见的安全威胁，如缓冲区溢出、越权访问、固件篡改等。讲解加密算法、安全启动、访问控制等安全防护措施，以及如何构建安全的嵌入式应用程序。 项目实践与案例分析： 书籍的最后部分将通过几个综合性的项目案例，将前面所学的知识融会贯通。例如，基于STM32F4系列的物联网传感器节点设计，基于树莓派的智能家居控制系统开发，以及基于RT-Thread的嵌入式数据采集与分析系统等。每个案例都将详细介绍项目需求、硬件选型、软件架构、代码实现、测试验证和部署过程，让读者能够亲身感受嵌入式系统开发的完整流程。 本书特色： 理论与实践并重： 每一章节都配有大量的代码示例和电路图，方便读者对照学习和动手实践。 贴近实际项目： 所选用的硬件平台和软件技术都来源于当前主流的嵌入式开发领域，具有很高的实用性。 深入浅出： 即使是复杂的概念，也力求用通俗易懂的语言进行讲解，并辅以清晰的图示和类比。 全面的知识覆盖： 从基础概念到高级应用，本书旨在为读者构建一个完整的嵌入式系统开发知识体系。 引导读者解决问题： 在讲解过程中，不仅提供解决方案，更注重引导读者思考问题、分析问题，并独立找到解决问题的途径。 通过阅读本书，读者将能够熟练掌握嵌入式系统的设计、开发、调试和优化技能，为从事嵌入式相关工作打下坚实的基础，并能独立完成各类嵌入式项目。

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我是一名即将毕业的计算机专业学生，在学习过程中，我对计算机硬件的底层工作原理一直充满着浓厚的兴趣。这本书的出现，就像为我打开了一扇通往微机接口世界的大门。从最基础的I/O端口，到复杂的存储器接口，再到各种外围设备接口，这本书都提供了深入浅出的讲解。我特别喜欢书中对各种接口工作原理的详细阐述，例如CPU如何通过地址总线、数据总线和控制总线与外部设备进行通信。书中对中断和DMA技术的讲解尤其让我印象深刻，它揭示了如何通过这些技术来提高CPU的工作效率和系统整体性能。我曾经为了理解一个嵌入式项目中，一个传感器的数据是如何被CPU读取并处理的而感到困惑，这本书详细地解释了ADC（模数转换器）的工作原理，以及如何通过I/O接口将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，再由CPU进行处理。此外，书中对各种通信接口，如串行接口（UART、SPI、I2C）和并行接口的讲解，也让我对数据传输有了更清晰的认识。

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我是一名业余电子爱好者，平时喜欢捣鼓一些小制作，比如DIY一个简易的温湿度监测系统，或者控制一些LED灯的闪烁模式。之前在网上搜集资料的时候，经常会遇到各种各样的接口标准，比如UART、SPI、I2C等等，虽然知道它们是用来连接不同模块的，但具体的原理和实现细节总是模模糊糊。这本书的出现，可以说是解决了我的燃眉之急。它不仅仅是简单地罗列了各种接口的定义，而是深入浅出地剖析了它们的工作机制，例如如何进行数据帧的构建，如何处理时序，如何进行数据校验等等。书中还提供了很多关于如何使用单片机来驱动这些接口的范例代码，这对我来说是极其实用的。我尝试着按照书中的讲解，用我的Arduino开发板去实现一个SPI接口的ADC芯片数据读取，效果非常好。我曾经为一个需要通过串口连接到PC进行数据传输的项目而苦恼，总是抓不住数据传输的关键点，导致数据丢包或者乱码。阅读了这本书关于UART的章节后，我才恍然大悟，原来是数据位、停止位、校验位这些细节处理不当。现在，我已经能够稳定地进行数据的双向通信了，这让我非常有成就感。

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我对硬件开发一直有着浓厚的兴趣，尤其是那些能够让计算机“动起来”的接口技术。这本书就像一个宝库，为我揭示了微机系统中各种接口的奥秘。我非常欣赏书中对每一类接口的深入讲解，从其基本原理到实际应用，都做了详尽的阐述。例如，在讲解I/O端口时，书中不仅介绍了端口的类型和功能，还详细说明了如何通过地址线和控制线来选择和访问端口，以及如何进行数据的输入和输出。对于存储器接口，书中解释了CPU如何通过地址总线、数据总线和控制总线来访问各种存储器，包括RAM、ROM以及各种I/O芯片。令我印象深刻的是关于中断和DMA的内容，它极大地提升了微机系统的效率。书中对中断的产生、中断向量表、中断服务程序以及中断优先级等概念的讲解非常透彻，还提供了相关的编程示例。DMA的部分，则让我理解了如何实现外围设备与内存之间的高速数据传输，而无需CPU的介入，这对于提高系统性能至关重要。

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我是一名对计算机硬件充满好奇的学生，一直想知道计算机是如何与外部世界进行交流的。这本书就像一位经验丰富的老师，用清晰易懂的语言和丰富的实例，为我揭开了微机接口技术的神秘面纱。我非常喜欢书中对每一个接口的讲解，从最基础的I/O端口，到存储器接口，再到各种外围设备接口，都做得非常到位。我尤其对书中关于中断和DMA的内容印象深刻，它解释了CPU是如何高效地处理外部事件，以及如何通过DMA来减轻CPU的负担。我曾经在学习单片机编程时，遇到过如何控制LED闪烁的问题，书中关于I/O端口的讲解，让我明白了如何通过设置端口的输出状态来控制LED的亮灭。当我学习如何从一个传感器读取数据时，书中关于ADC（模数转换器）的讲解，让我了解了如何将传感器产生的模拟信号转换成计算机可以识别的数字信号。此外，书中对串行通信和并行通信的详细介绍，也让我对数据传输有了更深刻的理解，比如UART、SPI、I2C等接口的工作原理和应用场景。

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我是一名大学计算机专业的学生，一直对计算机的硬件工作原理充满好奇，尤其是在学习了微处理器和数字电路后，我渴望能够更深入地了解微机系统是如何与外部设备进行通信和交互的。这本书的出现，正好满足了我这个需求。我非常喜欢书中对各种接口技术的详细讲解，从最基础的I/O端口，到存储器接口，再到中断和DMA，以及各种外围设备接口，都涵盖得非常全面。书中不仅解释了理论知识，还提供了大量的实例分析和代码示例，这对于我这种动手能力较弱的学习者来说，是极大的帮助。我特别关注了关于中断的部分，它让我明白了CPU是如何响应外部事件的，以及如何通过中断来提高系统的效率。DMA的部分，则让我了解了如何实现数据的高速传输，而无需CPU的介入，这对于提高系统性能至关重要。我还学习了关于各种通信接口，如串行接口（UART、SPI、I2C）和并行接口的原理和应用，这为我今后的学习和项目开发打下了坚实的基础。

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作为一名对计算机硬件设计感兴趣的初学者，我一直渴望能够更深入地理解计算机是如何与外部世界进行交互的。这本书凭借其系统性的内容和清晰的讲解，完全满足了我的需求。我特别喜欢书中对各个接口的详细剖析，从最基本的I/O端口，到复杂的存储器接口，再到各种通信协议，这本书都给出了深入浅出的讲解。我曾经在学习微处理器原理时，对如何连接外部设备感到困惑，比如如何让CPU读取一个传感器的模拟信号，或者如何控制一个显示屏的显示内容。这本书详细介绍了ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）的工作原理，以及如何将它们集成到微机系统中。它还讲解了各种并行接口和串行接口，比如并行数据传输的优点和缺点，以及串行数据传输的各种协议，如UART、SPI、I2C等。书中提供的电路图和时序图，更是让复杂的概念变得直观易懂。我特别关注了关于中断的部分，了解了中断的产生、响应和处理流程，这对于我理解CPU如何处理异步事件非常有帮助。

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我是一名对计算机底层原理非常感兴趣的自学者，之前在学习操作系统和体系结构时，对CPU如何与各种硬件设备进行交互一直感到好奇。这本书就像一位循循善诱的导师，用条理清晰的结构和深入浅出的讲解，满足了我对微机接口技术的求知欲。我非常欣赏书中对每一个知识点的细致阐述，从最基础的I/O端口的读写操作，到存储器接口的寻址和访问方式，再到中断和DMA的原理和应用，都做了详尽的介绍。书中提供的丰富实例和代码片段，更是让我能够理论联系实际，更好地理解这些技术。我特别关注了关于中断的部分，它解释了CPU如何响应外部中断请求，如何执行中断服务程序，以及如何处理中断的嵌套和优先级。DMA的部分，则让我明白了如何实现高效的数据传输，而无需CPU的频繁干预，这对于提升系统性能至关重要。我还学习了关于各种通信接口，如串行接口（UART, SPI, I2C）和并行接口的原理和应用，这为我今后进行硬件调试和开发打下了坚实的基础。

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我是一名嵌入式系统工程师，在日常工作中，经常需要与各种外围设备进行数据交互，例如传感器、驱动芯片、通信模块等。对这些接口技术的深入理解，直接关系到项目的成功与否。我选择这本书，是因为它涵盖了微机接口技术中非常全面和重要的内容，包括了I/O端口的扩展，内存映射I/O和端口I/O的区别，中断的优先级和嵌套，DMA的原理和应用，以及各种常见的接口类型，如串行接口、并行接口、USB接口、网络接口等等。这本书的优势在于，它不仅讲解了理论知识，还结合了实际的应用场景，提供了许多具体的案例分析和电路设计思路。例如，在讲解中断控制器时，书中详细介绍了中断向量表、中断服务程序的编写以及中断响应的流程，这对于我调试嵌入式系统中的异常中断非常有帮助。我曾经为了解决一个复杂的硬件调试问题，花了很长时间才找到根源，后来发现就是因为对中断优先级处理不够清晰。这本书中的相关内容，为我提供了一个非常系统和完整的框架，让我能够更有效地分析和解决问题。

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这本书给我的感觉是，它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，循序渐进地引领我进入微机接口技术的殿堂。我之所以被这本书吸引，是因为我一直对计算机底层是如何运作的好奇心。从最初接触电脑，到后来学习编程，我总是想知道那些硬件设备是怎么被操作系统识别和控制的。这本书从最基础的I/O端口开始，详细解释了CPU如何通过这些端口与外部设备进行通信，包括端口的地址分配、读写操作的时序等等。然后，它又深入到存储器接口，讲解了CPU如何访问RAM、ROM等存储器，以及内存映射I/O的原理。最让我印象深刻的是关于中断和DMA的部分，这些技术极大地提高了CPU的工作效率。书中对中断向量、中断服务程序、中断优先级等概念的讲解非常清晰，而且还提供了实际的汇编代码示例，这对于理解中断的工作流程非常有帮助。我还了解到DMA（直接内存访问）技术，它允许外围设备直接与内存进行数据传输，而无需CPU的干预，这在数据量大的情况下可以极大地解放CPU的资源。

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这本书的封面设计给我一种非常严谨、专业的感觉，深蓝色背景搭配银色字体，稳重而不失科技感。我是一名正在准备考研的在校大学生，对计算机硬件底层原理一直充满好奇，尤其是在学习了数字电路和微处理器基础后，我渴望能更深入地理解微机系统是如何与外部世界沟通的。当我翻开这本书的时候，我被其清晰的目录结构所吸引，从基础的I/O端口、存储器接口，到中断、DMA，再到各种外围设备接口，内容循序渐进，逻辑性很强。尤其让我惊喜的是，书中不仅讲解了理论知识，还提供了大量的实例分析和汇编语言程序示例，这对于我这种动手能力较弱的学习者来说，无疑是雪中送炭。我非常期待能够通过这本书，真正掌握微机接口技术的核心，为我未来的学习和职业发展打下坚实的基础。我记得在大学的实验室里，第一次接触到一些嵌入式开发板，虽然有老师的指导，但感觉很多操作都像是在“黑箱”里进行的，对于那些连接的排线、各种芯片的功能，总是知其然而不知其所以然。这本书的出现，就像为我打开了一扇通往微机世界内部的大门，让我能够一点点地揭开那些神秘的面纱，理解那些看似复杂的电路连接背后所蕴含的精妙设计。我特别关注的是关于串行通信和并行通信的部分，这对于理解很多传感器的数据采集和传输非常重要。

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