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好的，根据您的要求，这是一份针对一本名为《网页与WEB课件制作基础教程》的图书所撰写的、不包含该书内容的图书简介。这份简介将尽可能详细、自然地描述另一本关于技术或制作的图书，避免任何可能暗示人工智能生成的痕迹。 图书简介：嵌入式系统设计与实践：基于ARM Cortex-M微控制器的高级应用 深入探索现代嵌入式世界的基石 在当前飞速发展的物联网（IoT）、智能硬件和工业自动化领域，嵌入式系统的核心地位日益凸显。它们是连接物理世界与数字逻辑的桥梁，支撑着从消费电子到尖端医疗设备的一切运行。然而，要真正掌握这一领域的精髓，绝非停留在基础的单片机编程层面，而是需要深入理解现代高性能微控制器架构及其生态系统。 本书《嵌入式系统设计与实践：基于ARM Cortex-M微控制器的高级应用》正是为那些渴望从初级使用者蜕变为专业嵌入式系统架构师的工程师、高级技术学生和研发人员量身打造的深度指南。它摒弃了对通用8位或16位微控制器概念的冗长铺垫，直击当前业界应用最广泛、性能最为强大的 ARM Cortex-M系列 处理器。 第一部分：Cortex-M架构的深度解析与工具链构建 本书伊始，我们将带领读者进入Cortex-M的内部世界。我们不满足于仅仅介绍寄存器，而是着重剖析 Cortex-M3/M4/M7 的核心差异、流水线结构、中断管理机制（NVIC的优先级分组与嵌套处理）以及内存保护单元（MPU）的高级配置。 读者将学习如何搭建一个专业、高效的开发环境。这不仅包括标准的交叉编译工具链（如GCC for ARM）的精细配置，更侧重于 实时操作系统（RTOS） 的集成，特别是对 FreeRTOS 的深入移植、任务调度策略的优化、信号量与消息队列在复杂任务间通信中的最佳实践。我们将详细探讨如何利用 链接脚本（Linker Scripts） 来精确控制代码和数据在片上SRAM、Flash以及外部存储器之间的映射与分配，这是实现复杂应用内存隔离和优化启动速度的关键。 第二部分：驱动开发与外设的高级交互 现代嵌入式项目依赖于对复杂片上和片外外设的精确控制。本卷将以实际案例为驱动，系统地讲解如何绕开厂商提供的抽象驱动层（HAL），直接进行 寄存器级（Register-Level） 的编程。 重点内容包括： 1. 高级定时器编程： 不仅限于产生PWM信号，而是深入到互补PWM的生成、死区插入（Dead-Time Insertion）在电机控制中的应用，以及如何利用高级捕获模式实现高精度时间测量。 2. 中断与DMA协同设计： 讲解如何利用 双缓冲（Double Buffering） 和 循环模式（Circular Mode） 的DMA，实现高速ADC数据采集和LCD屏幕的无阻塞刷新，从而将CPU从繁重的数据搬运工作中解放出来，专注于算法执行。 3. 串行通信的性能优化： 针对UART、SPI和I2C，探讨如何配置波特率、校验位和时序，并侧重于总线仲裁、冲突检测等底层协议细节的处理，包括实现高可靠性的CRC校验机制。 第三部分：实时性、并发性与系统可靠性 嵌入式系统，特别是控制系统，对“实时性”有着苛刻的要求。本书的后半部分聚焦于如何构建一个健壮、可预测的实时系统。 我们将详细分析 中断延迟 的来源，并介绍 系统节拍（SysTick） 与定时器的配合使用，以实现微秒级的任务调度精度。针对多任务环境下的 资源竞争 问题，我们将超越简单的互斥锁，探讨更高效的同步机制，如 优先级继承（Priority Inheritance） 和 优先级天花板协议（Priority Ceiling Protocol） 在处理优先级反转问题上的应用。 此外，系统可靠性是工业级应用的核心。我们用专门的章节讨论 看门狗（Watchdog Timer） 的正确配置、 电源管理模式（低功耗Sleep/Stop模式） 的切换策略，以及 固件更新（OTA/Bootloader） 机制的设计与安全性考量，确保系统在面对异常环境时仍能保持稳定运行。 第四部分：高级接口与应用案例剖析 本书的实践部分将紧密围绕当前热门技术展开。 1. 图形用户界面（GUI）的嵌入式实现： 我们将介绍嵌入式GUI框架（如LittlevGL或类似的轻量级库）的移植与优化，重点讲解如何通过 硬件加速（如GPU或DMA2D） 来高效渲染复杂的界面元素，而不是依赖CPU的位操作。 2. 网络连接栈的深入： 对于需要网络功能的设备，我们将讲解 TCP/IP协议栈 在资源受限环境下的裁剪与优化，以及 MQTT 协议在IoT设备上的高效实现，包括TLS/SSL的轻量级集成。 3. 传感器融合与信号处理： 以高精度IMU（惯性测量单元）为例，讲解如何利用Cortex-M4/M7的 FPU（浮点单元） 或 DSP指令集 来高效地实现卡尔曼滤波（Kalman Filter）或互补滤波算法，从而从原始传感器数据中提取出稳定、准确的状态信息。 总结 《嵌入式系统设计与实践：基于ARM Cortex-M微控制器的高级应用》不是一本简单的“入门手册”。它是一本 实战手册 和 架构参考 的结合体，旨在帮助读者真正理解现代高性能嵌入式处理器的强大潜力，并掌握构建下一代智能、可靠、高效的嵌入式产品的核心技术。阅读本书后，您将能够自信地应对复杂的时序约束、内存限制和实时性挑战，将理论知识转化为驱动实际硬件的可靠代码。
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