PC机及单片机数据通信技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:北京航空航天大学出版社

作者:李朝青

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:2000-12-1

价格:28.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787810127936

丛书系列:

图书标签:

• 单片机
• PC机
• 单片机
• 数据通信
• 通信技术
• 串口通信
• 并行通信
• 接口技术
• 嵌入式系统
• 微控制器
• 数字电路

好的，根据您的要求，我将为您撰写一本关于《PC机与单片机数据通信技术》之外的图书简介，内容详实，力求自然流畅，不含任何人工智能生成的痕迹。 --- 图书名称：《现代嵌入式系统设计与实践：基于Linux内核与实时操作系统》 图书简介 一、 导言：跨越传统与未来的桥梁 在当今信息技术飞速发展的时代，嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面，从智能家电到工业控制，再到航空航天领域，其核心地位无可替代。本书《现代嵌入式系统设计与实践：基于Linux内核与实时操作系统》旨在为读者构建一个全面、深入且高度实践性的嵌入式系统知识体系。它并非简单地罗列技术点，而是着眼于系统级思维的培养，将前沿的操作系统原理、硬件接口知识与实际工程项目紧密结合。 本书深刻认识到，现代嵌入式开发已不再是孤立的微控制器编程，而是复杂软硬件协同工作的综合艺术。因此，我们将重点放在当前业界主流的、具备强大生态支持的平台——基于Linux的应用开发，同时辅以对实时性要求极高的RTOS（实时操作系统）的深入剖析，确保读者能够应对从通用设备到高可靠性实时控制系统的各类挑战。 二、 核心内容架构：从硬件抽象到系统实现 本书的结构经过精心设计，力求逻辑清晰、循序渐进，覆盖了嵌入式系统设计流程中的关键环节。 第一篇：嵌入式系统基础与硬件选型 本篇是理解后续所有复杂技术的基础。我们首先回顾了经典的嵌入式系统架构（如冯·诺依曼与哈佛结构的区别），并详细比较了主流的处理器家族（CISC与RISC的演变，如ARM Cortex-M与Cortex-A系列的选择依据）。重点在于系统级初始化的概念，包括启动引导过程（Bootloader的角色）、时钟域管理和电源管理策略。 我们详细分析了关键的片上外设，如高精度定时器（Timer/Counter）、中断控制器（NVIC/GIC）的工作机制，以及存储器的映射与访问模式（SRAM、DRAM、Flash的特性与使用注意事项）。特别地，本篇强调了设计选择的权衡艺术，即如何在成本、功耗、性能和开发周期之间找到最优解。 第二篇：Linux内核在嵌入式环境中的应用 随着系统复杂度的提升，Linux已成为中高端嵌入式设备的首选操作系统。本篇将带领读者深入Linux世界的内部。 1. 嵌入式Linux的构建： 我们将详细介绍交叉编译工具链的搭建、U-Boot（引导加载程序）的定制化编译与移植过程，以及如何为目标硬件配置和编译轻量级的Linux内核。这包括设备树（Device Tree）的编写与调试，这是现代ARM/RISC-V平台配置硬件的关键技术。 2. 驱动程序开发核心： 本篇的重头戏是Linux驱动模型。我们将超越简单的字符设备驱动，深入探讨平台总线（Platform Bus）、I2C/SPI/I2S子系统的框架理解。重点讲解如何编写健壮的设备驱动，包括中断处理的异步机制、DMA（直接内存访问）的配置以提高数据传输效率，以及如何利用内核API实现资源安全的访问。 3. 用户空间与内核空间的交互： 详细剖析字符设备、块设备和网络设备的工作原理。着重讲解`ioctl`、`/proc`文件系统以及字符设备驱动中的同步与互斥机制（如互斥锁、信号量），确保数据访问的原子性和正确性。 第三篇：实时操作系统（RTOS）原理与高性能任务调度 对于对时间确定性有严格要求的应用（如工业控制、医疗设备），RTOS是不可或缺的。本篇选择FreeRTOS作为主要案例进行深入讲解。 1. RTOS基础理论： 阐述任务（Task）、上下文切换（Context Switching）、中断延迟与任务优先级反转等核心概念。我们不仅关注“如何使用API”，更关注“API背后的调度器原理”。 2. 内存管理与同步机制： 深入分析RTOS中的内存池（Memory Pool）和消息队列（Message Queue）的内部实现，并探讨如何有效使用信号量、互斥体和事件组来避免竞争条件和死锁。 3. RTOS与外部世界的接口： 讲解如何高效地将中断服务程序（ISR）与任务进行联动，确保中断处理的快速响应和任务处理的低延迟。 第四篇：系统级调试、性能分析与工程实践 理论的价值最终体现在实践中。本篇聚焦于将代码转化为可靠产品的工程化步骤。 1. 系统调试技术： 覆盖JTAG/SWD调试接口的使用，以及利用KGDB/KDB进行内核级别的断点调试。介绍使用逻辑分析仪和示波器进行时序验证和信号完整性分析的方法。 2. 性能瓶颈诊断： 讲解使用Perf工具进行CPU采样分析，定位热点代码。对于RTOS系统，讨论Trace/Profiling工具的使用，以测量任务切换时间、中断响应时间，从而验证系统的实时性指标是否达标。 3. 电源管理与低功耗设计： 讨论系统在不同工作状态下的功耗优化策略，包括CPU的频率/电压调节（DVFS）和外设的休眠模式管理。 三、 适用读者与学习目标 本书面向具有一定C语言基础，并希望从传统的微控制器编程（如裸机编程或Arduino/51基础）迈向复杂、高性能嵌入式系统开发的工程师、高级技术爱好者和相关专业研究生。 完成本书的学习后，读者将能够： 1. 独立规划和选择适合项目需求的嵌入式处理器平台和操作系统。 2. 熟练地裁剪、编译和移植嵌入式Linux内核，并为其编写高质量的设备驱动程序。 3. 理解RTOS的任务调度与同步机制，并能设计高可靠性的实时控制软件架构。 4. 掌握系统级调试和性能分析的工具链，能够有效地定位和解决复杂的软硬件集成问题。 本书是一部理论与实践深度融合的工具书，它将引导读者掌握构建下一代智能硬件所必需的核心能力。 ---

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

**评价十** 这本书给我的整体感受是“系统性”和“专业性”。作者在讲解PC机及单片机数据通信技术时，构建了一个非常完整的知识体系，从最基础的物理层信号传输，到应用层的协议解析，都有深入的讲解。我可以清晰地看到，作者对这个领域有着深厚的理解和丰富的经验。我特别欣赏书中关于通信协议栈的讲解，作者不仅仅是介绍单个协议，而是将不同协议之间是如何分层、协同工作的，进行了非常细致的阐述。例如，在介绍TCP/IP协议栈时，作者将其与单片机网络通信联系起来，详细讲解了IP地址、端口号、TCP三次握题等概念，以及如何在单片机上实现一个简单的Web服务器。这让我对网络通信的底层机制有了更清晰的认识。此外，书中还对一些常见的通信接口（如SPI、I2C、UART）进行了深入的剖析，包括它们的时序图、数据格式、工作模式等。作者用大量生动的图示和详细的文字描述，将这些复杂的通信过程展现在读者面前。我尝试着按照书中的讲解，用STM32单片机实现了与PC机的USB通信，整个过程非常顺利，这让我对自己的工程能力有了更强的信心。这本书是我在PC机及单片机数据通信领域学习道路上的一本重要参考书。

评分☆☆☆☆☆

**评价七** 当我翻开这本书的时候，我最大的感受就是“清晰”。作者在讲解PC机和单片机的数据通信技术时，条理非常清晰，逻辑性很强。他首先从PC机这端入手，详细介绍了各种串行通信接口（如COM口、USB接口）的工作原理和电气特性，以及如何通过这些接口与外部设备进行通信。这部分内容对于很多PC机用户来说，可能并不陌生，但作者的讲解角度非常独特，他从通信的底层原理出发，让我对这些熟悉的接口有了更深刻的认识。然后，书巧妙地过渡到了单片机的数据通信。他深入浅出地讲解了单片机内部的UART、SPI、I2C等通信模块的工作原理，并且用大量的图示和伪代码来展示数据的发送和接收过程。我之前一直对SPI和I2C通信感到困惑，总是不明白主从设备之间如何进行数据交换，读完这本书后，我终于茅塞顿开。特别是书中关于SPI通信的3种工作模式，以及I2C通信的寻址和应答机制的讲解，让我印象深刻。此外，书中还对一些通信协议进行了详细的介绍，比如ASCII码、BCD码，以及一些简单的帧格式。这些基础的知识点，往往是构建复杂通信系统的基石。这本书就像一个经验丰富的老师，循序渐进地引导我掌握PC机与单片机数据通信的每一个细节。

评分☆☆☆☆☆

**评价三** 这本书给我最深刻的印象是它的“实用性”。作者显然是站在工程师的角度来编写这本书的，他关注的不仅仅是理论的严谨性，更重要的是如何在实际工程中落地。书中关于通信协议的讲解，并不是简单地罗列标准，而是深入剖析了协议的诞生背景、设计思想以及在不同应用场景下的取舍。例如，在介绍MODBUS协议时，作者不仅解释了RTU和ASCII模式的区别，还详细讲解了如何解析和生成MODBUS报文，以及在现场总线通信中MODBUS的优势和劣势。这对于我这种需要实际进行嵌入式系统开发的人来说，实在是太宝贵了。书中还花了大量的篇幅讨论了通信的可靠性问题，包括信号干扰、电磁兼容性、错误帧的判断和处理等。作者给出了一些非常实用的设计建议和调试方法，比如如何选择合适的屏蔽线，如何进行信号整形，以及如何通过软件手段来增强通信的鲁棒性。我特别喜欢书中关于“硬件加速”和“软件模拟”的对比分析，让我能够根据实际需求选择最合适的通信实现方式。而且，这本书的排版也非常出色，大量的图表、波形图、时序图清晰地展示了通信过程，使得复杂的概念一目了然。我反复翻阅了关于I2C和SPI通信的章节，书中对各个时钟信号和数据信号的准确时序描述，以及不同设备读写数据的过程展示，让我彻底明白了它们的原理，并且能够自己设计出符合要求的通信时序。

评分☆☆☆☆☆

**评价二** 说实话，一开始我抱着试试看的心态来读这本书的，毕竟“PC机及单片机数据通信技术”这个标题听起来就有点硬核。但越读越觉得惊喜，作者的功力可见一斑。他没有上来就给读者灌输晦涩难懂的理论，而是从最贴近我们生活的PC机通信出发，比如串口通信在早期计算机上的广泛应用，以及各种接口的物理连接方式。这让我感觉非常亲切，也更容易建立起对通信过程的直观认识。然后，书自然而然地过渡到了单片机通信的世界，这部分内容对我来说是全新的挑战。作者详细讲解了单片机内部的硬件结构，如UART、SPI、I2C等通信模块的工作原理，并且非常细致地描述了如何通过软件编程来实现这些通信。我尤其欣赏的是书中关于不同通信速率、数据格式、校验位等参数设置的讲解，这些细节往往是影响通信成功与否的关键。更让我觉得实用的是，书中提供了大量的代码示例，覆盖了不同的应用场景，比如单片机与PC机之间通过串口传输数据，或者多个单片机之间通过SPI总线进行通信。这些代码不仅可以直接参考，还能帮助我理解编程逻辑和调试技巧。我试着按照书中的例子，在我的开发板上实现了几个简单的通信功能，效果非常好，这极大地增强了我学习的信心。这本书就像一位经验丰富的工程师，耐心地手把手教我如何搭建通信桥梁，让我从零开始，逐步掌握了PC机和单片机数据通信的核心技术。

评分☆☆☆☆☆

**评价五** 这本书的内容让我对“数据通信”这个概念有了全新的认知。我之前总觉得通信就是简单的发送和接收，但读完这本书，我才意识到这里面蕴含着多么精妙的设计和复杂的学问。作者在讲解PC机与单片机通信时，非常注重底层细节的挖掘。比如，在介绍RS-485通信时，他不仅讲解了差分信号的优势，还详细阐述了信号的阻抗匹配、接地方式等对通信质量的影响。这些看似不起眼的小细节，却往往是导致通信失败的罪魁祸首。我之前也尝试过用RS-485进行多点通信，但经常遇到通信不稳定的问题，读了这本书后，我才恍然大悟，原来很多问题出在这些细节上。书中提供的排线指南、端接电阻的计算方法，以及故障排除的步骤，都极具参考价值。此外，书中还涉及了一些高级的通信技术，比如CAN总线在工业控制领域的应用，以及Ethernet/IP在自动化生产线上的部署。虽然这些内容超出了PC机和单片机的基础通信范畴，但作者巧妙地将其融入书中，为读者打开了更广阔的视野。我对CAN总线的多主站、冲突检测等特性感到非常惊奇，也学习到了如何通过PC端软件来模拟CAN报文，进行测试和调试。这本书让我看到了数据通信的无限可能，也激发了我进一步深入学习的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

**评价九** 这本书的价值在于它能够将一个看似枯燥的技术领域，变得生动有趣，并且极具启发性。作者在讲解PC机与单片机数据通信时，并没有局限于理论知识的灌输，而是巧妙地将大量的工程实践案例融入其中。我特别喜欢书中关于“通信调试技巧”的章节，作者分享了一些非常实用的调试方法和经验，比如如何利用示波器来分析通信波形，如何通过串口调试助手来模拟和抓取通信数据，以及如何运用逻辑分析仪来排查复杂的通信故障。我之前在调试一个UART通信时，遇到了很多棘手的问题，总是无法找到根源，读了这本书后，我才学会了如何系统地进行故障排除，并且很快就解决了问题。这让我深切体会到，理论知识固然重要，但实用的工程经验同样不可或缺。书中还提供了一些关于通信接口设计的建议，比如如何选择合适的连接器、线缆，以及如何进行PCB布局以减小信号干扰。这些细节对于提高通信系统的稳定性和可靠性至关重要。我尝试着按照书中的建议，改进了我之前设计的一个通信电路，通信效果果然得到了明显的提升。这本书让我明白，数据通信不仅仅是技术，更是一种工程艺术。

评分☆☆☆☆☆

**评价四** 我一直觉得，数据通信是连接硬件世界和软件世界的桥梁，而这本书，正是这座桥梁的优秀设计图纸。作者在讲解PC机与单片机数据通信时，并没有将两者割裂开来，而是强调了它们之间的相互依存和协同工作。我从书中了解到，PC机作为主控端，可以通过各种接口（如USB转串口、PCIe接口等）与单片机进行高效的数据交换。书中对USB通信协议的概述，以及如何利用PC端的软件（如LabVIEW、Python库等）来驱动和控制单片机，给了我很大的启发。我一直想搭建一个上位机监控系统，通过PC端的图形界面来实时显示单片机采集的传感器数据，这本书中的相关章节为我提供了清晰的实现思路和技术指导。同时，书中对单片机作为从设备，如何响应PC端的指令，如何高效地将数据打包发送回PC端，也进行了深入的探讨。我特别关注了书中关于中断处理和DMA传输在数据通信中的应用，这对于提高通信效率和减轻CPU负担至关重要。作者的讲解逻辑非常清晰，从最简单的轮询方式，到高级的中断和DMA，层层递进，让读者能够逐步理解不同通信方式的优缺点。我尝试着将书中关于中断通信的例子应用到我的项目中，显著提升了数据传输的实时性。这本书不仅仅是教我如何让数据“动起来”，更是让我理解了如何让数据“高效、可靠地动起来”。

评分☆☆☆☆☆

**评价一** 拿到这本书，我首先被它沉甸甸的质感吸引了，仿佛捧着的是一本知识的宝藏。打开目录，一个清晰的脉络便呈现在眼前——从最基础的PC机通信原理，到复杂多变的单片机嵌入式通信，再到两者之间如何协同工作，形成一个完整的技术体系。我特别关注到其中关于RS-232、RS-485等经典串行通信接口的详细讲解，作者深入浅出地剖析了它们的工作原理、电气特性以及在实际应用中的注意事项。这部分内容对于我这个对底层通信原理一直充满好奇的读者来说，简直是及时雨。我还注意到书中对TCP/IP协议栈的介绍，虽然不是专门讲网络通信的书籍，但它巧妙地将网络协议与单片机通信相结合，让我对物联网通信有了更深层次的理解。书中对各种通信协议的解释，不仅仅是枯燥的条文罗列，而是结合了大量的图示和实例，使得原本抽象的概念变得生动易懂。例如，在讲解数据帧的构成时，作者用流程图的形式展示了数据如何从应用层一步步向下封装，直到最终在物理层传输，这种可视化讲解方式极大地降低了理解难度。此外，书中关于通信错误检测和纠正的章节，也让我受益匪浅，了解了CRC校验、校验和等常用方法的原理和实现，这对于提高通信的可靠性至关重要。总的来说，这本书为我构建了一个扎实的PC机与单片机数据通信知识体系，让我对这一领域有了系统性的认识，并且能够举一反三，将学到的知识应用到实际项目中。

评分☆☆☆☆☆

**评价八** 这本书最打动我的是它的“前瞻性”和“全面性”。作者在讲解PC机及单片机数据通信技术时，不仅涵盖了经典的通信方式，还触及了一些当前非常热门的技术领域。例如，书中在介绍单片机通信时，非常详细地讲解了Wi-Fi和蓝牙模块的接入方式，以及如何利用这些无线通信技术来实现单片机与PC机之间的互联互通。我之前一直想开发一个基于Wi-Fi的智能家居控制系统，这本书中的相关章节，为我提供了非常实用的技术指导，包括如何配置ESP8266模块，如何建立TCP/UDP连接，以及如何利用MQTT协议进行设备间的消息通信。我尝试着将书中关于MQTT协议的例子应用到我的项目中，成功地实现了通过PC端的手机App来远程控制家里的电器，这让我感到非常兴奋。此外，书中还对一些工业通信协议（如CAN总线）进行了介绍，虽然我目前的应用场景还不需要用到这些协议，但了解这些内容，无疑为我打开了更广阔的技术视野，让我看到了数据通信技术在各个领域的广泛应用。总的来说，这本书不仅仅是一本技术手册，更是一本能够激发读者探索欲望、拓宽技术视野的启蒙读物。

评分☆☆☆☆☆

**评价六** 我之所以如此推崇这本书，是因为它提供了一个非常完整的学习路径。作者从最基础的PC机硬件接口出发，逐步引导读者进入单片机这个更微观的通信世界。我可以感受到作者在结构设计上的良苦用心，他并没有将理论知识和实践操作割裂开来，而是将两者紧密地结合在一起。书中对于各种通信芯片（如MAX232、SP3485等）的选型和应用，提供了非常具体的指导，并且配有详细的电路原理图。这对于我这种初学者来说，简直是福音。我按照书中的电路图，自己动手焊接了一个RS-232到TTL的电平转换模块，通信效果非常好，这极大地增强了我的动手能力和工程实践能力。更重要的是，书中对于通信协议的讲解，不仅仅停留在概念层面，还深入到了协议栈的设计和实现。比如，在介绍TCP/IP协议时，作者将其与单片机网络通信联系起来，讲解了如何实现基于TCP/UDP的嵌入式应用。我尝试着在ESP32上实现了一个简单的TCP服务器，通过PC端发送指令来控制LED灯的开关，整个过程非常顺畅，这让我对物联网通信有了更直观的理解。这本书让我明白，数据通信不仅仅是简单的信号传输，更是一个包含了硬件、软件、协议设计和系统集成的复杂工程。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆