单片机应用技术选编(9)

单片机应用技术选编(9) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:北京航空航天大学出版社
作者:何立民
出品人:
页数:756
译者:
出版时间:2004-1-1
价格:69.00
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787810773133
丛书系列:
图书标签:
  • 单片机
  • 嵌入式系统
  • 应用技术
  • 电子工程
  • 微控制器
  • 实践
  • 教程
  • 电路设计
  • 技术选编
  • DIY
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具体描述

单片机应用技术选编(9),ISBN:9787810773133,作者:何立民主编

单片机应用技术选编(9) 内容简介 《单片机应用技术选编(9)》是一本专注于单片机及其相关应用技术的深度探讨与实践案例集。本书汇集了近年来在单片机领域涌现出的前沿技术、创新思路和实用解决方案,旨在为广大从事嵌入式系统开发、电子工程设计以及相关技术研究的工程师、技术人员、学生和爱好者提供一份全面而权威的参考资料。 本书共包含十五个章节,每个章节都聚焦于单片机应用中的一个特定技术方向或热门领域,并通过详实的理论阐述、精炼的代码示例和细致的硬件实现指导,帮助读者深入理解相关技术原理并掌握实际应用方法。 第一章: 嵌入式实时操作系统(RTOS)在复杂项目中的高级应用 本章深入剖析了RTOS的核心概念,如任务调度、中断处理、进程间通信(IPC)机制(如信号量、互斥锁、消息队列)以及内存管理策略。通过一个实际的工业自动化控制系统案例,详细讲解了如何在复杂的实时环境中,利用RTOS的高效性、可扩展性和可靠性来管理多个并发任务,确保系统响应的实时性和稳定性。特别强调了任务优先级设置、死锁预防以及低功耗设计在RTOS中的实现技巧。 第二章: 基于ARM Cortex-M系列处理器的低功耗蓝牙(BLE)通信模块设计 聚焦于当下最流行的低功耗通信技术BLE,本章以ARM Cortex-M系列微控制器为核心,详细介绍了BLE协议栈的移植、配置和应用开发。通过一个智能家居传感节点的设计实例,演示了如何优化BLE通信参数以实现超低功耗运行,并讲解了数据传输协议的优化、广播数据包的设计以及与手机APP的交互方式。 第三章: 工业物联网(IIoT)数据采集与边缘计算技术 本章探讨了IIoT领域的核心技术,重点在于如何构建高效的数据采集系统和实现边缘计算。通过一个智能工厂的设备监控案例,讲解了如何利用单片机采集来自不同传感器的数据,并通过MQTT、CoAP等协议将数据上传至云平台。同时,深入介绍了在单片机端实现边缘计算的方法,如数据预处理、异常检测和简单的模型推理,以减少网络传输压力并提高响应速度。 第四章: 基于FPGA的硬件加速在单片机系统中的集成 针对需要高性能计算和并行处理的应用场景,本章讲解了如何将FPGA的硬件加速能力与单片机系统进行有效集成。通过一个图像处理应用实例,演示了如何设计FPGA模块实现高速数据处理,并通过AXI接口等标准总线将FPGA与单片机连接,实现数据传输和控制。强调了软硬件协同设计的重要性。 第五章: 机载(On-board)诊断(OBD)系统在汽车电子中的应用 本章深入研究了汽车电子领域广泛应用的OBD系统。通过一个实际的汽车故障诊断模块案例,详细讲解了OBD-II标准,包括PID(Parameter Identifier)的读取、DTC(Diagnostic Trouble Code)的解析以及故障码的清除等功能。阐述了单片机在OBD系统中的关键作用,以及如何利用CAN总线等汽车通信协议实现数据交互。 第六章: 智能交通系统(ITS)中的车联网(V2X)通信技术 本章聚焦于ITS领域的前沿技术——V2X通信。通过一个车辆协同驾驶辅助系统,讲解了DSRC(Dedicated Short-Range Communications)和C-V2X(Cellular Vehicle-to-Everything)等通信技术。阐述了单片机在V2X通信中的硬件选型、协议栈实现以及信息共享和安全认证机制。 第七章: 医疗电子设备中的生物信号采集与处理 在医疗电子领域,单片机扮演着至关重要的角色。本章以一个心电图(ECG)监测仪的设计为例,详细介绍了生物信号的采集原理、抗干扰技术(如滤波、屏蔽)以及数字信号处理(DSP)算法的应用,如QRS波检测、心率计算等。强调了医疗电子对安全、可靠性和精度的严苛要求。 第八章: 机器人控制系统中的运动控制与路径规划 本章深入探讨了机器人技术中的核心问题——运动控制和路径规划。通过一个多自由度机械臂的控制系统,讲解了PID控制算法、步进电机和伺服电机的驱动方法,以及常见的路径规划算法(如A算法、Dijkstra算法)。阐述了单片机在实时计算、传感器融合和执行器控制方面的应用。 第九章: 人机交互(HMI)界面的设计与优化 本章关注提升用户体验的人机交互设计。通过一个触摸屏人机界面的开发实例,讲解了图形库的选择与移植、触摸屏驱动的实现、UI元素的布局与响应机制。探讨了如何设计直观、易用的HMI,并结合单片机的处理能力进行性能优化。 第十章: 嵌入式安全技术在金融支付终端中的应用 在金融支付等对安全要求极高的领域,嵌入式安全技术是关键。本章以一个POS机为例,详细介绍了加密算法(如AES、RSA)、安全存储(如e-fuse、安全芯片)以及防篡改技术。阐述了单片机在实现安全认证、密钥管理和数据加密过程中的作用。 第十一章: 无线传感器网络(WSN)的节点设计与数据融合 本章聚焦于WSN的构建与优化。通过一个环境监测网络,讲解了低功耗无线通信模块(如LoRa、Zigbee)的选择与配置、传感器节点的电源管理策略以及多节点数据的汇聚与融合技术。强调了WSN在分布式数据采集和协同工作中的优势。 第十二章: 面向工业自动化的高级PID控制算法与自适应控制 本章在传统PID控制的基础上,深入探讨了更高级的控制算法。通过一个精密温度控制系统,讲解了模糊PID、滑模控制以及自适应PID等算法的原理和实现。阐述了这些算法如何克服传统PID的局限性,实现更精确、更稳定的控制。 第十三章: 数字信号处理器(DSP)与单片机的协同设计 本章旨在解决单片机在复杂信号处理任务上的性能瓶颈。通过一个音频处理应用,讲解了如何选择合适的DSP芯片,并将其与单片机进行高效协同。重点介绍了数据在DSP和单片机之间的高速传输、指令集的优化以及任务的合理分配。 第十四章: 软件定义无线电(SDR)在嵌入式通信中的应用 本章介绍了SDR这一新兴技术在嵌入式通信领域的应用。通过一个简易的SDR通信模块,讲解了如何利用单片机和FPGA实现基带信号的处理和调制解调,以及如何通过软件灵活配置无线通信参数,实现多种通信协议的支持。 第十五章: 测试与调试技术在嵌入式系统开发中的最佳实践 本章回归嵌入式开发的基础——测试与调试。通过一系列实际案例,讲解了常见的调试工具(如JTAG、SWD)、逻辑分析仪、示波器等的使用方法,以及代码覆盖率、单元测试、集成测试等软件测试方法。强调了高效、系统化的测试与调试是保证嵌入式系统质量的关键。 《单片机应用技术选编(9)》内容翔实,案例丰富,理论与实践并重,是单片机技术从业者和学习者不可多得的宝贵资源。本书的出版,不仅为读者提供了前沿技术知识,更提供了解决实际工程问题的思路和方法,必将对单片机应用技术的深入发展和创新起到积极的推动作用。

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读后感

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用户评价

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我当年购买这本书,主要原因还是想学习如何让单片机能够“动起来”,也就是说,如何通过单片机来控制外部的硬件设备,比如电机、LED、显示器等等。这本书在这方面的内容非常丰富,从最基础的I/O口配置,到更复杂的PWM控制,再到驱动能力的增强,都讲得很透彻。我印象最深的是关于PWM(脉冲宽度调制)的章节,它详细讲解了PWM的产生原理、占空比的控制方式,以及如何在不同的应用场景下使用PWM来控制电机的转速或者LED的亮度。我当时为了控制一个直流电机,按照书上的例子,编写了PWM的生成程序,并且通过调整占空比来观察电机的转速变化。书里还特别强调了驱动电路的设计,比如如何选择合适的功率驱动器件,如何进行电流和电压的保护,这些都是非常实用的经验。

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我拿到这本《单片机应用技术选编(9)》的时候,最先吸引我的,其实是它那个“选编”的字样,总觉得它不像那种流水线生产出来的教材,而是经过了一番精挑细选,能把那些真正经典、最核心的单片机技术给提炼出来。这本书的排版,我印象最深的是它在讲解每一个具体技术点的时候,都会配上大量的示意图和流程图,而且那些图都不是那种简单的框图,而是非常细致地展示了信号的流动、电平的变化,甚至还有一些时序的细节。这一点对我这样视觉型学习者来说,简直是福音。我记得有一次为了理解定时器的工作原理,我对着书里的一张时序图看了好久,从低电平到高电平,再到溢出,一步一步地跟着讲解琢磨,虽然过程很慢,但最终那种豁然开朗的感觉,至今难忘。而且,它还经常会在关键的地方用粗体或者下划线来强调,这让我在快速浏览的时候,能迅速抓住重点,避免迷失在大量的技术细节里。

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我记得这本书在讲解到AD/DA转换的时候,给我留下了非常深刻的印象。它不仅仅是介绍了ADC和DAC的原理,还非常详细地阐述了它们在实际应用中的一些关键参数,比如转换速率、分辨率、量化误差等等。书里还特别提到了一些提高ADC转换精度的技巧,比如采用滤波、多次平均等等。我当时为了做一个简单的温度采集系统,需要用到ADC,为了确保数据的准确性,我反复研读了书中关于ADC的章节,特别是关于参考电压的设置和采样保持时间的部分。书里提供的那些实验例程,虽然有时候看起来很简单,但都经过了精心设计,能够非常直观地展示出所讲技术的应用效果。我当时按照书上的例子,用一个电位器来模拟不同的电压输入,然后通过串口把ADC的转换结果发送出来,看到那个读数随着电位器的转动而变化,那种感觉真的是太奇妙了。

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说句实话,一开始我对这本书的“选编”两个字有点小小的疑虑,总觉得它可能只是把一些零散的文章拼凑在一起,缺乏系统性。但真正读进去之后,才发现这种顾虑是多余的。这本书虽然是选编,但它的章节之间的逻辑衔接做得非常到位,很多章节都是在前一章节的基础上进行拓展和深入的。比如,在讲解完定时器的基本原理后,后面的章节就会讲解如何利用定时器来实现延时、定时中断,甚至是用定时器来生成PWM信号。这种由浅入深、层层递进的讲解方式,让我能够逐步建立起对单片机各个模块的完整认知。而且,书中经常会引用一些经典的单片机应用案例,比如智能家居控制、工业自动化等方面,这些案例的引入,不仅让理论知识变得更加生动有趣,也让我能够更清晰地看到单片机技术在现实世界中的价值和潜力。

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《单片机应用技术选编(9)》这本书最让我欣赏的一点是,它在介绍某个技术的时候,总会考虑得非常全面,不仅仅局限于单一的解决方案。比如在讲到存储器扩展的时候,它就不仅仅是介绍了 SRAM 和 EEPROM 的接口方式,还详细地分析了不同类型存储器在速度、容量、成本上的差异,以及它们在实际项目中应该如何选择。书里还举了很多例子,比如如何通过外部存储器来扩展单片机的程序空间和数据空间,这对于那些资源有限的单片机项目来说,是至关重要的。我当时为了做一个需要存储大量数据的项目,就参考了这本书关于EEPROM扩展的章节,学习了如何设计数据存储的策略,如何进行数据的读写和校验。虽然过程比较繁琐,但最终能够成功地把几十KB的数据保存下来,那种成就感是无与伦比的,而且这一切都离不开这本书提供的理论指导和实践建议。

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我必须得说,《单片机应用技术选编(9)》这本书在讲解一些比较抽象的概念时,表现得相当出色。比如,关于状态机(State Machine)的设计和实现,这是很多初学者容易混淆的地方。这本书并没有仅仅给出状态机的定义,而是通过一个非常具体的例子,比如一个简单的交通灯控制器,来一步步地演示如何定义状态、状态之间的转移条件、以及如何在单片机上用代码来实现这个状态机。书里还提供了大量的流程图和伪代码,帮助读者理解状态机的工作原理。我当时为了设计一个需要处理多种复杂指令的设备,就参考了这本书关于状态机的章节,学习了如何将复杂的逻辑分解成一系列可管理的“状态”,并且用结构化的方式来实现,这极大地提高了代码的可读性和可维护性。

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这本书,如果我没记错的话,它大概是在我大二刚接触单片机那会儿,老教授推荐的“入门必读”之一。当时拿到手,翻开目录,看到那些章节名字,什么“定时器/计数器原理与应用”、“中断系统详解”、“ADC/DAC接口技术”,心里是既敬畏又有点发怵。感觉这些名字都透着一股专业和深度,和之前学的C语言基础课完全不是一个路子。书的纸质算不上顶级,但厚实感倒是挺足的,摸上去有一种实在的“干货”感。封面设计也比较朴素,大概就是红色的主题配上黑色的字体,加上那种略带磨砂质感的封皮,给人一种沉甸甸的,像是老物件的感觉。我记得当时我一个寝室的哥们,对这书更是深恶痛绝,他说他每次看到书里的各种时序图和波形图就头疼,感觉跟天书一样。但我就不一样,可能是之前对电子这块儿一直有点好奇心,虽然看不懂,但也总觉得里面藏着很多奥秘,总想有朝一日能把它彻底征服。

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我对《单片机应用技术选编(9)》这本书的整体感觉是,它非常注重基础的扎实性。在很多教材都倾向于快速引入更复杂的概念或者应用时,这本书却花了大量的篇幅去细致地讲解那些看似基础,但却至关重要的部分,比如中断系统。我记得书里关于中断向量表、中断优先级、中断响应流程的讲解,用了好几页的篇幅,配上各种流程图和状态机的描述,力求把每一个细节都讲清楚。这对于初学者来说,可能一开始会觉得有点“啰嗦”,但一旦你真正理解了这些底层的东西,你就会发现,后面在学习那些高级的应用,比如实时操作系统或者复杂的控制算法时,都会感到得心应手。我记得我当时为了搞明白一个外部中断的触发方式,看了好久书,终于理解了是电平触发和边沿触发的区别,以及如何在代码中进行正确的配置。这本书就像一个严谨的老师,不允许你在基础不牢固的情况下往前走。

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说实话,刚开始翻这本书的时候,我主要注意力放在了那些看起来比较“高大上”的章节,比如“串行通信接口”和“多机通信”。我那时候觉得,能把不同单片机之间或者单片机和外部设备之间的数据交互搞明白,就代表我的单片机水平已经上了一个台阶。这本书在这方面确实下了功夫,它详细地讲解了UART、SPI、I2C等各种接口的通信协议,从电气特性到通信时序,再到具体的寄存器配置,几乎是面面俱到。我记得为了实现一个简单的UART通信,我反复看了书里关于波特率设置和数据帧格式的章节,还对照着STC单片机的用户手册,一步一步地去敲代码,去调试。虽然中间遇到过很多因为时序错误导致通信失败的情况,但每一次成功,都让我对单片机的理解更深一层。这本书的优点在于,它不会只讲理论,而是紧密结合实际的芯片和应用场景,让读者能够真正地把学到的知识用起来。

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这本书给我的另一个深刻印象是它对实际项目开发过程中会遇到的一些“坑”有着非常敏锐的洞察力,并且在书中给出了预警和解决方案。比如,在讲解异常处理的时候,它就非常详细地分析了各种可能的异常情况,比如栈溢出、非法指令、外部中断错误等等,并且提供了相应的调试方法和应对策略。我记得我曾经在一个项目中遇到过一个非常棘手的死机问题,查了很久都找不到原因,后来翻到这本书里关于异常向量的处理部分,才恍然大悟,原来是因为一个未被处理的外部中断请求导致了程序崩溃。书里对于代码优化和内存管理的部分也讲得非常到位,它会提醒你在开发过程中需要注意的一些细节,比如如何选择合适的数据类型,如何避免不必要的函数调用,如何有效地利用缓存等等。这些经验性的指导,对于提高程序的稳定性和效率,非常有帮助。

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