LABVIEW基础教程//高等学校教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:国防工业出版社

作者:戴敬

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-09-01

价格:20.0

装帧:

isbn号码:9787118029000

丛书系列:

图书标签:

• labview
• LabVIEW
• 编程
• 基础
• 教程
• 教材
• 高等教育
• 工程
• 数据采集
• 仪器控制
• 图形化编程

现代电子系统设计与实践：基于嵌入式系统的深度探索 本书导读： 在信息技术飞速发展的今天，电子系统的设计与实现已不再局限于传统的硬件搭建。嵌入式系统以其高效、灵活和智能化的特性，成为驱动现代工业、通信、消费电子乃至物联网（IoT）领域的核心动力。本书旨在为读者提供一套全面且深入的现代电子系统设计方法论，重点聚焦于基于高性能微控制器（MCU）和嵌入式操作系统（如Linux）的系统级开发。我们摒弃了对单一特定软件工具的过度依赖，转而强调底层硬件交互原理、高效算法实现以及跨平台系统集成能力，为读者构建坚实的工程实践基础。 第一部分：嵌入式系统基础架构与硬件交互 本部分将系统地剖析现代嵌入式系统的基本构成，从底层硬件接口到上层软件框架，建立完整的认知模型。 第一章：高性能微控制器架构解析 本章深入探讨主流32位微控制器（如ARM Cortex-M系列）的核心架构。内容涵盖流水线设计、存储器访问机制（Cache、SRAM、Flash组织），以及关键外设模块的硬件工作原理。我们将详细分析中断控制器（NVIC）的响应流程与优先级管理，这对于实时性至关重要的应用至关重要。此外，还将引入总线矩阵（Bus Matrix）的概念，解释多主设备（如DMA、CPU、其他协处理器）之间如何高效、无冲突地访问共享资源，这是理解系统性能瓶颈的关键。 第二章：低级驱动开发与寄存器编程 驱动开发是嵌入式工程师的核心技能。本章将带领读者直接操作硬件寄存器，实现对GPIO、定时器（Timer）、通用异步收发器（UART）和模数转换器（ADC）的精确控制。我们将不依赖任何中间抽象层，直接通过位操作实现外设的初始化、工作模式配置和数据采集。重点将放在如何编写可移植性高、资源占用少的底层驱动代码，并介绍关键的时序要求和电气特性考虑。例如，在ADC章节中，我们会详述采样率的确定、量化误差的分析，以及如何利用DMA通道实现数据采集与处理器并行操作，以提高吞吐量。 第三章：通信协议栈的硬件实现 现代嵌入式设备需要与外界环境进行大量通信。本章聚焦于两大类关键通信接口的硬件实现：串行通信（SPI、I2C）和网络通信（Ethernet MAC层）。对于SPI，我们将分析主/从模式的仲裁机制、时钟极性和相位（CPOL/CPHA）对数据传输的影响，并给出多设备共享总线的仲裁策略。对于I2C，则深入探讨其多主控能力、地址寻址机制以及冲突检测与重试算法。对于网络接口，本章将初步接触MAC层的数据帧结构及其与物理层（PHY）的接口标准（如RMII/MII），为后续软件协议栈打下基础。 第二部分：实时操作系统与并发控制 在复杂的嵌入式应用中，管理多个并发任务和保证系统响应的确定性是核心挑战。本部分将系统介绍实时操作系统（RTOS）的设计原理与应用实践。 第四章：RTOS内核机制与任务调度 本章详细阐述了现代RTOS（如FreeRTOS或μC/OS）的内核结构。内容包括任务控制块（TCB）、上下文切换的底层汇编实现原理，以及内存池（Memory Pool）和堆栈管理策略。重点分析几种主要的调度算法：固定优先级抢占式、轮转调度（Round-Robin）以及优先级继承（Priority Inheritance）/优先级天花板（Priority Ceiling）等互斥锁机制，用以解决优先级反转问题。通过实例，我们将演示如何通过系统调用API正确地创建、同步和终止任务。 第五章：进程间通信与同步原语 高效的任务间通信是构建健壮系统的基石。本章深入探讨了信号量（Semaphore）、消息队列（Message Queue）、事件组（Event Group）和互斥锁（Mutex）的适用场景和实现差异。特别强调互斥锁在保护共享资源时的“临界区”概念，并结合实际案例分析死锁（Deadlock）的产生条件与预防措施。消息队列的缓冲机制、阻塞超时设置以及如何处理满/空队列时的异常，也是本章的重点。 第六章：驱动程序与操作系统的集成 本章桥接了底层硬件驱动与上层RTOS环境。我们将讨论如何将第二部分编写的裸机驱动封装成符合RTOS规范的驱动模块。这包括如何为驱动添加必要的互斥保护，如何使用RTOS的计时器服务来管理I/O操作的超时等待，以及如何设计高效的ISR（中断服务程序）处理流程，确保ISR只执行最短的必要操作，并将后续的复杂处理逻辑转交给高优先级任务执行（Top-Half/Bottom-Half 模式）。 第三部分：高级系统设计与嵌入式Linux 随着系统复杂度的增加，转向基于Linux的嵌入式平台成为必然。本部分将聚焦于嵌入式Linux的体系结构、驱动开发和系统调试。 第七章：嵌入式Linux启动流程与内核裁剪 本章系统梳理了嵌入式系统上电到用户空间启动的完整流程：从Bootloader（如U-Boot）的初始化、内核的解压与启动，到设备树（Device Tree）的解析过程。我们将详细分析内核配置（Kconfig）的原理，指导读者如何根据目标硬件裁剪内核，只编译必要的驱动和功能模块，以减小系统镜像体积并提升启动速度。重点讨论如何正确解析和使用设备树来描述硬件拓扑，这是现代ARM Linux系统的标准做法。 第八章：Linux设备驱动模型与字符设备开发 本章专注于Linux内核驱动开发的核心——字符设备驱动。内容涵盖了内核模块的加载与卸载、`file_operations`结构体的实现，以及用户空间通过`open()`、`read()`、`write()`和`ioctl()`系统调用与驱动程序的交互机制。我们将深入剖析内核中的同步机制（如自旋锁、信号量）在驱动中的应用，以确保驱动代码在多核环境下的线程安全。同时，介绍如何利用内核提供的抽象接口（如CDEV、KOBJ）来构建结构化的驱动框架。 第九章：网络协议栈与用户空间应用交互 针对网络化嵌入式设备，本章将探讨Linux网络栈的基础。内容包括TCP/IP协议族在内核中的处理流程、Socket编程模型（TCP/UDP），以及如何高效地在内核空间和用户空间之间传输大量数据（例如零拷贝技术）。此外，还将介绍如何利用标准的Linux工具链（如Yocto/Buildroot）来交叉编译和部署应用程序，并通过进程间通信（IPC，如共享内存或D-Bus）实现复杂应用组件间的协同工作。 结语：面向未来的系统工程思维 本书强调的是一种系统性的工程思维。成功开发现代电子系统，要求工程师不仅精通特定工具的使用，更需理解底层机制的相互制约与协作关系。掌握这些原理，才能在面对不断涌现的新技术和新挑战时，快速适应并构建出高性能、高可靠性的嵌入式解决方案。本书为读者提供的，是跨越不同技术栈（从裸机到RTOS再到Linux）的统一设计视角和核心技术内功。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的排版和印刷质量倒是无可挑剔，纸张的触感和字体的清晰度都达到了教材应有的水准，这一点在长时间阅读时确实能减轻视觉疲劳。我特别留意了书中的插图部分，它们大多是软件界面的截图，标注清晰，步骤明确，从视觉引导上来说是相当友好的。我尝试着跟着书中的例子，一步一步地在我的机器上重现那些简单的VI（虚拟仪器）构建过程。在跟随图示操作时，流畅度是很高的，这说明作者在设计教学案例时，确实考虑到了实际操作的可行性。但是，我很快发现了一个问题，那就是书中提供的这些案例，虽然能展示LabVIEW的某个特定功能，比如如何采集一个简单的传感器数据，但这些案例之间的关联性似乎不够强。它们更像是独立的知识点展示，缺乏一个贯穿始终的主线任务或一个逐步升级的复杂项目。这就导致学习者在看完几个章节后，虽然掌握了零散的技巧，却很难将这些技巧整合起来解决一个现实世界中真正有挑战性的工程问题。工程实践的精髓在于系统集成和问题排查，而这本书在这方面提供的范例实在太“干净”了——所有的外部条件都设置得恰到好处，没有引入任何噪声、延迟或硬件兼容性问题。这与真实的实验室环境相去甚远，一旦脱离书本的完美环境，读者就会感到无所适从，不知道如何将书中学到的知识迁移到更具复杂性的实际工控项目中去。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，那种理工科教材特有的简洁和实用感扑面而来，让人一看就知道这是一本“硬核”的学习资料。我原本是抱着极大的期待去翻阅的，毕竟现在市面上的很多技术书籍，要么内容过于陈旧，要么讲解得过于晦涩，希望这本能有所不同。当我真正开始阅读时，首先注意到的是它的目录编排，结构组织得相当清晰，从最基础的信号处理概念讲起，逐步过渡到复杂的系统搭建与调试，似乎是为零基础的初学者量身定做的路线图。然而，在深入阅读具体的章节时，我发现对于一些核心概念的引入和解释，比如数据流的深层原理，似乎处理得有些过于草率了。举个例子，在讲解波形图对象属性设置的那一章，书中仅仅罗列了各种参数的名称和可选项，却没有提供足够多的实际应用场景对比，这让初学者很难理解为什么要在特定情境下选择某一种设置而非另一种。它更像是一本“操作手册”的集合，详尽地列出了“怎么做”，却在“为什么这么做”的层面留下了大量的空白。我期待的是那种能够启发思考、引导我从底层逻辑去理解软件架构的讲解，而不是仅仅停留在界面的按钮功能说明上。这种内容深度上的不足，使得这本书在指导读者进行创新性项目开发时显得力不从心，更像是一个工具箱，工具都在那里，但如何用它们来打造一个精密的仪器，书里没有给出足够的蓝图或案例分析。总体来说，它的信息密度很高，但知识的“提炼度”略显不足，需要读者具备一定的先验知识才能真正融会贯通。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论基础的铺陈上，给我的感觉是过于“理论化”和“去情境化”了。它似乎更倾向于将LabVIEW视为一个纯粹的编程环境，强调其数据流编程范式、状态机结构等抽象概念的讲解。我理解，对于一本基础教程来说，打下坚实的理论基础是必要的，但这门软件的魅力恰恰在于它与硬件的紧密结合，在于它如何快速有效地将物理世界的现象转化为可操作的程序。然而，书中对“虚拟仪器”这一核心概念的阐述，似乎仅仅停留在“用图形化语言实现传统仪器的功能”这一层面，缺乏对现代嵌入式系统、分布式控制网络等前沿应用场景的深入探讨。例如，当涉及到通信协议（如Modbus或TCP/IP）的介绍时，书中的讲解往往只是停留在LabVIEW自身的函数库如何调用，而对于这些协议在实际工业现场中的数据规范、时序要求以及错误处理机制，则是一笔带过。这使得读者在学完之后，可能精通了LabVIEW的“语法”，却在面对真实的工控项目集成时，发现自己还欠缺了一大块关于“工程规范”和“系统鲁棒性”的知识。这本书更像是软件语言的教程，而不是一门“基于LabVIEW的测控系统设计”的课程。

评分☆☆☆☆☆

我尝试从一个完全的“DIY”爱好者的角度来审视这本书，希望能找到一些快速入门和快速出成果的捷径。毕竟，很多人接触LabVIEW是为了快速搭建一个原型验证平台。令人遗憾的是，这本书的节奏感把握得有些保守，大量的篇幅用于基础控件的介绍和数据类型的解析，这对于一个有一定编程基础的人来说，显得有些冗长和重复。比如，关于数组和簇的讲解，占据了好几页篇幅，但对于如何高效地处理大型数据集的内存管理，书中并未涉及，而是停留在了基础的元素访问上。更让我感到困惑的是，书中对错误处理机制的强调，虽然在理论上非常重要，但它所展示的错误处理流程，过于依赖于LabVIEW内置的“错误簇”的线性传递，这在大型应用中是低效且难以维护的。我更期望看到的是如何结合面向对象的设计思想，构建健壮的、模块化的错误日志和恢复机制。如果这本书能用更少的篇幅讲解基础数据结构，而将重点放在如何利用LabVIEW的并行计算能力去优化实时数据流的处理，或者如何设计一个可扩展的GUI界面，那么它的实用价值将大大提升。现在给我的感觉是，它花了太多时间教你如何走路，而没有教你如何跑起来，更别提如何越过障碍。

评分☆☆☆☆☆

从教材的适用性来看，这本书似乎更偏向于一个传统的、基于PC的单一数据采集应用。我注意到，在讨论到硬件交互时，所有的范例几乎都集中在使用NI自家的DAQ卡，这可以理解，毕竟是官方的生态圈。但是，对于当前日益普及的、利用第三方设备（如Arduino、树莓派，或者各种基于标准总线的工业相机）通过通用接口进行数据交换的需求，这本书的覆盖面显得非常有限。它似乎没有充分考虑到现代工程领域对异构系统集成能力的要求。例如，如果读者想利用LabVIEW控制一个非NI品牌的运动平台，或者读取一个通过EtherCAT总线连接的传感器数据，这本书几乎没有提供任何有价值的指导或案例分析。它构建了一个相对封闭的学习环境，而现代的工程师需要在开放的环境中工作。这种局限性使得这本书作为一本面向未来的、全面的工程工具教程来说，显得不够与时俱进。如果能加入关于自定义驱动程序开发（如ActiveX或DLL的调用），或者至少提供一个关于如何编写和集成第三方硬件API的框架性指导，这本书的价值无疑会攀升一个台阶，否则，它就仅仅是一本如何使用特定品牌硬件的说明书的“升级版”。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆