具体描述
《21世纪高职高专规划教材•C语言程序设计基础与应用》一书是一本介绍C语言程序设计基础的教材。《21世纪高职高专规划教材•C语言程序设计基础与应用》的特点在于基本理论讲解简洁清晰，通过丰富的例题分析和讲解，使读者能在较短时间内基本掌握这门语言，并能自己动手编写程序。全书共13章，分为基础篇和应用篇两个部分。在基础篇中， 每章开始处安排r本章内容提要和要求，在每章的结束处总结出初学者常见的问题和错误，并对这些问题和错误进行分析、纠正，在此基础上对全章进行总结。在应用篇中，主要介绍C语言在文件、图形用户接口（GUI）及网络编程方面的应用， 并介绍几种主要的C语言开发工具。
《嵌入式系统设计与实践：基于ARM Cortex-M微控制器》 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的嵌入式系统设计与开发指南，重点聚焦于当前业界应用最为广泛的ARM Cortex-M系列微控制器。本书内容涵盖了从基础理论到高级应用的完整技术栈，力求理论深度与工程实践相结合，帮助读者快速掌握现代嵌入式系统的核心技术，并具备独立开发复杂系统的能力。 第一部分：嵌入式系统基础与ARM架构 本部分将为读者构建坚实的理论基础。首先，深入解析嵌入式系统的基本概念、特点、发展趋势以及常见应用领域，使读者对该领域有一个宏观的认识。 接着，我们将详细剖析ARM Cortex-M内核架构。内容包括Cortex-M系列处理器的家族划分（M0/M3/M4/M7等）及其核心特性对比。重点讲解Cortex-M处理器的工作模式、寄存器组（通用寄存器、特殊功能寄存器）、中断和异常处理机制。深入剖析NVIC（嵌套向量中断控制器）的配置与优先级管理，这是实时性系统设计的关键。 在指令集层面，本书将详细介绍Thumb-2指令集的特点，包括如何利用其代码密度优势，并指导读者理解汇编语言在特定场景下的作用，例如启动代码的编写与栈的初始化。内存模型方面，深入讲解内存映射、总线结构（如AHB/APB）以及存储器保护单元（MPU）的配置，为后续的操作系统移植和安全应用打下基础。 第二部分：硬件抽象层与底层驱动开发 本部分聚焦于微控制器外设的直接操作与驱动层代码的编写，这是嵌入式开发中最贴近硬件的部分。 时钟系统与复位管理是启动系统的基石。本书会详细讲解晶振选择、PLL（锁相环）的配置，以及如何构建稳定的系统时钟树，并处理不同工作模式下的功耗管理。 GPIO（通用输入输出）章节不仅教授如何配置输入输出模式、上下拉电阻，还将深入探讨GPIO的电气特性、去抖动技术在软件和硬件中的实现，以及如何利用中断进行事件触发。 定时器（Timer）模块是嵌入式系统中实现精确时间控制的核心。我们将讲解基础的计数、捕获和比较模式，并重点介绍PWM（脉冲宽度调制）在电机控制、电源管理和信号生成中的高级应用，包括死区插入和互补输出的配置。 中断与DMA（直接存储器访问）是提高系统效率的关键。中断部分将结合实际案例讲解中断服务程序的编写规范和嵌套优先级管理。DMA部分则会详细阐述DMA的传输模式（循环、单次）、数据宽度、地址自增/自减机制，以及如何配置DMA以实现高效的数据搬运，例如ADC数据采集或UART批量传输，从而解放CPU。 第三部分：通信接口与传感器集成 现代嵌入式系统离不开与其他设备的通信。本部分将系统地介绍主流的串行通信协议。 UART/USART：讲解异步通信的波特率计算、校验位设置，以及半双工与全双工模式的应用。 SPI（串行外设接口）：深入探讨主从模式、时钟极性（CPOL）和相位（CPHA）的四种模式，并提供实际的SPI总线设备（如EEPROM、Flash）的读写驱动案例。 I2C（串行外设接口）：讲解两线总线的仲裁机制、地址寻址（7位/10位），并提供传感器（如温湿度、加速度计）的I2C驱动开发流程。 高级通信：对CAN（控制器局域网）和Ethernet（以太网）进行介绍，重点讲解CAN报文的帧结构、过滤器配置，以及以太网的MAC层基础知识。 模拟与混合信号处理：重点讲解ADC（模数转换器）的采样原理、分辨率、转换速率，并演示如何利用多通道扫描模式和DMA进行高速数据采集。DAC（数模转换器）的应用，如生成模拟波形，也将被涵盖。 第四部分：实时操作系统（RTOS）与任务管理 为了应对日益复杂的应用需求，RTOS成为嵌入式开发的主流选择。 本书将选用业界流行的RTOS内核（如FreeRTOS），系统地介绍其核心概念。内容包括任务的创建、就绪、阻塞、删除等生命周期管理。重点讲解任务调度算法（如优先级继承、抢占式调度），以及如何通过关键代码段（Critical Section）和中断禁用确保代码的原子性。 进程间通信（IPC）机制是RTOS的核心。详细阐述信号量（Semaphore，包括二值和计数）、互斥锁（Mutex）在资源竞争中的应用与死锁避免策略。此外，消息队列（Message Queue）和事件组（Event Group）的原理与高效使用方法也将通过实例进行展示。 定时与软件延时的对比分析是RTOS区别于裸机开发的关键点。本书将指导读者如何使用RTOS提供的软件定时器服务，实现精确的周期性任务。 第五部分：系统调试、移植与高级实践 高效的调试手段是项目成功的保障。本部分关注工具链的使用和系统稳定性。 调试技术：深入讲解JTAG/SWD接口的工作原理，以及如何使用OpenOCD、SEGGER J-Link等工具进行代码下载、硬件断点设置和内存查看。着重介绍SWV（串行线速度跟踪）和DWT（数据观察点/追踪单元）在非侵入式性能分析和变量追踪中的应用。 Bootloader与固件更新：讲解Bootloader的基本功能（如初始化硬件、校验应用固件），并设计一个基础的OTA（空中下载）/FOTA（固件空中下载）机制的实现框架，包括固件校验、存储分区管理和安全启动考虑。 功耗管理：介绍ARM Cortex-M内核提供的睡眠（Sleep）和深度睡眠（Deep Sleep）模式，并结合系统实际工作流程，设计低功耗应用程序，计算和优化待机电流。 本书力求通过大量的代码示例、硬件实验指导和实际项目流程，将读者从一个初学者带到能够独立设计、实现并调试复杂嵌入式产品的工程师。内容设计充分考虑了工程实践中的常见陷阱和优化点，确保知识的实用性与前沿性。
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