PC机与单片机&DSP数据通信技术选编.2 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航空航天大学出版

作者:李朝青 编

出品人:

页数:778

译者:

出版时间:2003-1

价格:69.00元

装帧:

isbn号码:9787810772679

丛书系列:

图书标签:

• PC机
• 单片机
• DSP
• 数据通信
• 通信技术
• 嵌入式系统
• 接口技术
• 微控制器
• 数字信号处理
• 选编

《深入浅出PC机与嵌入式系统通信实战》 本书专为致力于探索PC机与各类嵌入式系统之间复杂而精密的通信技术，尤其是单片机和DSP（数字信号处理器）在数据传输领域的应用而精心编撰。我们将以一种由浅入深、理论与实践相结合的方式，全面解析现代嵌入式通信的基石与前沿。 核心内容概览： PC机作为通信主站的角色定位与接口技术： 串口通信（RS-232/RS-485）详解： 从物理层信号时序、电气标准到逻辑协议，深入剖析UART（通用异步收发传输器）的工作原理，以及在PC端通过COM端口实现的具体配置与编程（如Windows API、Linux `/dev/tty` 节点）。我们将探讨RS-485的多点通信能力，包括总线拓扑、冲突检测与仲裁机制，以及在工业自动化和楼宇控制中的实际应用案例。 USB（通用串行总线）通信： 阐述USB协议的架构（主机-设备模型、端点、管道）、不同版本（USB 1.1, 2.0, 3.0, 3.1）的性能差异，以及HID（人机接口设备）、CDC（通信设备类）等典型类别的实现方式。重点讲解PC端USB驱动程序开发（如WinUSB、libusb）和与之对接的嵌入式设备设计，涵盖设备枚举、数据传输模式（控制、中断、批量、同步）的原理与应用。 以太网与TCP/IP通信： 讲解以太网物理层（MAC层、PHY层）、数据帧格式，以及TCP/IP协议栈（IP、TCP、UDP）的核心概念、工作流程与通信机制。我们将重点关注嵌入式设备如何通过以太网接口（如Ethernet MAC+PHY、TCP/IP Offload Engine）与PC机进行高效、可靠的数据交换，包括Socket编程、HTTP/FTP协议在嵌入式系统中的应用，以及网络安全基础。 单片机与DSP作为通信节点的设计与实现： 单片机通信接口原理与实践： 详细介绍各种通用通信接口（UART, SPI, I2C）在单片机上的硬件实现、寄存器配置和软件驱动开发。通过具体的微控制器（如STM32系列、AVR系列、PIC系列）平台，演示如何编写高效的代码来完成数据发送、接收、校验和错误处理。 DSP在通信中的独特优势与实现： 探讨DSP在信号处理和高速数据通信方面的独特优势，如指令集优化、DMA（直接内存访问）控制器、多通道缓冲串行端口（McBSP）等。我们将介绍DSP如何通过这些硬件加速器实现高效的调制解调、数据编码/解码、滤波器设计等，并与PC机进行高速数据流的实时交互。 嵌入式实时操作系统（RTOS）在通信中的作用： 分析RTOS（如FreeRTOS, RT-Thread）如何为复杂的通信任务提供任务调度、同步机制、消息队列等服务，从而提高通信系统的响应速度、稳定性和可靠性。我们将展示如何在RTOS环境下组织通信任务，实现多任务并发通信。 混合通信模式与高级主题： 多设备协同通信： 探讨PC机与多个单片机/DSP节点协同工作的场景，如主从通信、总线仲裁、数据广播与多播。 无线通信接口（Wi-Fi, Bluetooth）： 简要介绍嵌入式系统如何通过Wi-Fi模块（如ESP8266/ESP32）、蓝牙模块与PC机进行无线数据通信，包括协议栈的移植与应用。 数据协议设计与优化： 讨论如何设计高效、鲁棒的数据传输协议，包括帧格式、校验机制、错误恢复策略，以及如何根据具体应用场景进行协议优化。 调试与性能分析： 提供在PC端和嵌入式端进行通信故障诊断的实用技巧，以及使用逻辑分析仪、示波器等工具进行通信信号测量和性能分析的方法。 本书特色： 贴近实际应用： 案例丰富，从工业控制、仪器仪表到消费电子，涵盖多种典型应用场景。 理论与实践结合： 深入讲解通信原理，并提供详实的编程示例和硬件设计思路。 循序渐进： 适合具有一定C语言基础和微控制器/DSP基础知识的读者。 全面性： 覆盖了PC机与嵌入式系统通信的多种主流技术和重要方面。 本书旨在帮助读者构建坚实的通信技术基础，掌握在实际项目中设计、实现和优化PC机与单片机/DSP数据通信系统的能力，最终能够独立解决复杂通信问题。

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我最近在钻研工业自动化领域的数据交换协议，手头翻阅了《工业网络通信协议详解与应用案例汇编》。这本书的精彩之处在于它对现场总线技术的发展脉络梳理得非常清晰。从早期的Profibus DP到如今主流的EtherCAT和PROFINET，作者不仅罗列了它们的技术规格，更重要的是，它深入探讨了每种协议在实时性、确定性和带宽占用上的权衡。例如，书中对比了基于令牌环机制的Profibus和基于分布式时钟的EtherCAT，用图表展示了在纳秒级别同步要求下，后者如何通过极小的数据帧开销和精确的报文发送来实现优于前者数个数量级的确定性。此外，书中对网络安全在OT（运营技术）环境中的应用也做了专门的论述，这在当前工控系统日益互联的背景下显得尤为重要，提供了很多关于安全隔离和身份验证的实用建议，让我对构建健壮的工业物联网架构有了更宏观的认识。

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我对人工智能和机器学习的前沿进展一直保持着高度关注，所以《深度学习框架源码解析与定制化开发》这本书自然是我的必读书目之一。这本书的视角非常独特，它没有停留在教你如何调用TensorFlow或PyTorch的API，而是直接深入到框架的底层C++内核。作者详细剖析了计算图的构建过程、反向传播的自动求导机制（Autograd）是如何通过链式法则高效构建梯度计算图的，以及GPU加速背后的CUDA核心编程逻辑。尤其震撼的是，书中对自定义算子（Custom Operator）的实现步骤进行了手把手的指导，包括如何用CUDA C++编写高效的内核函数，并将其无缝集成到现有的计算框架中。这本书需要一定的线性代数和并行计算基础，但对于希望突破“API使用者”界限，真正掌握深度学习“工程实现艺术”的开发者来说，它无疑是一盏明灯，让你明白模型训练背后的“魔术”是如何发生的。

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这本《微机原理与接口技术实践指南》真是让我大开眼界，尤其是关于现代嵌入式系统设计那几个章节。作者似乎对底层硬件的理解达到了一个出神入化的地步，书中详细剖析了新型ARM Cortex-M系列处理器的流水线结构和中断管理机制，这比我之前读的任何一本教材都要深入。它没有停留在概念介绍层面，而是用大量实际的汇编代码示例来演示寄存器级的操作，比如如何精确控制时钟周期来实现特定功能的定时器配置，以及在复杂多任务环境下，如何通过操作系统内核提供的信号量和互斥锁机制来避免竞态条件。特别是关于DMA（直接内存访问）的章节，它把数据传输的性能优化讲得透彻无比，通过对比不同模式下的传输效率曲线，清晰地指明了在高速数据采集应用中应采取的最佳策略。这本书的实战价值极高，对于希望从应用层程序员转型到底层驱动开发者的工程师来说，绝对是一本不可多得的案头宝典，它教会的不仅仅是“如何做”，更是“为什么这么做才是最优解”。

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如果要说哪本书让我对数字信号处理的理解实现了质的飞跃，那非《高效能DSP算法实现与优化》莫属。这本书的重点完全聚焦在了如何用C语言或汇编语言高效地实现那些复杂的数学运算，而不是停留在理论公式推导上。它用极其生动的笔触解释了定点运算相对于浮点运算在嵌入式系统中的性能优势和精度损失的控制方法。我特别欣赏它关于FFT（快速傅里叶变换）实现的部分，作者没有简单地套用公式，而是详细讲解了如何利用DSP的MAC（乘加）单元的并行处理能力，通过蝶形运算的巧妙排布，将计算量降到最低，并提供了针对特定DSP芯片（如TI C6000系列）的寄存器级优化技巧。读完后，我立刻着手用书中的思路重构了我们项目中一个音频滤波模块，效率提升了近40%，这种立竿见影的效果，足以证明此书的超凡价值。

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最近整理嵌入式系统中的电源管理和低功耗设计，发现《面向电池供电设备的能效优化技术手册》简直是量身定制的参考书。这本书的视角非常务实，它从系统整体功耗的角度出发，系统地梳理了从硬件选型到软件调度、再到外设驱动的每一个能耗“黑点”。书中对不同工作模式下的电流消耗模型进行了详尽的实验数据支撑，比如在睡眠模式（Sleep Mode）下，如何通过精确控制唤醒源和保持关键内存的刷新，将待机电流降至最低，并提出了一个“功耗预算分配”的工程方法论。我尤其欣赏它在无线通信模块（如BLE和LoRa）的功耗管理章节，详细说明了如何通过优化数据包发送间隔和休眠周期，在保证通信质量的前提下实现电量消耗的指数级下降。这本书不仅是理论指导，更是一本实操手册，对于任何设计便携式、长续航电子产品的工程师来说，都是必备的工具书。

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