嵌入式微处理器原理、系统设计与应用

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出版者:清华大学
作者:张培仁
出品人:
页数:378
译者:
出版时间:2007-2
价格:39.00元
装帧:
isbn号码:9787302143727
丛书系列:
图书标签:
  • 嵌入式微处理器原理
  • 嵌入式系统
  • 微处理器
  • 系统设计
  • 应用开发
  • ARM
  • 单片机
  • 硬件设计
  • 软件编程
  • 嵌入式原理
  • 实践应用
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具体描述

本书较详细地介绍了有关嵌入式微处理系统,全书共分13章,包括嵌入式系统中所使用的芯片性能、结构以及编程和接口设计,实时操作系统,编程语言,存储器,现场总线,低功能系统,抗干扰技术等。本书是作者多年从事科研和教学的经验总结,对从事嵌入式系统设计和应用的读者具有极好的参考价值。

  本书层次清晰,且有大量图例,可作为高校理工科学生的教学用书,也可供一般工程技术人员参考。

《嵌入式系统精要:从硬件基础到软件实现》 本书旨在为读者构建一个清晰、系统的嵌入式系统知识框架,重点聚焦于如何将微处理器这一核心部件有效地集成到实际应用中。不同于单纯的理论堆砌,本书侧重于从工程师的视角出发,讲解嵌入式系统从概念、架构到具体实现过程中所面临的关键问题与解决方案。 核心内容概述: 嵌入式系统的本质与发展: 本章将首先阐释嵌入式系统的定义、特点及其在现代科技中的广泛应用,从工业自动化、消费电子到物联网设备,勾勒出嵌入式系统发展的宏大图景。同时,会回顾嵌入式系统从萌芽到成熟的关键技术里程碑,帮助读者理解其技术演进的脉络。 微处理器的核心原理与选型: 深入剖析微处理器的基本工作原理,包括指令集架构(ISA)、流水线技术、存储器访问机制、中断处理等。我们将选取几种在嵌入式领域具有代表性的微处理器系列(如ARM Cortex-M系列、RISC-V架构等)进行深入分析,讲解其架构特点、性能优势以及针对不同应用场景的选型策略,帮助读者理解“为应用而设计”的原则。 嵌入式硬件平台的构建: 探讨嵌入式系统硬件设计的关键组成部分,包括微处理器、存储器(RAM、ROM、Flash)、外围接口(GPIO、UART、SPI、I2C)、时钟与复位电路、电源管理等。我们将详细介绍这些组件的功能、接口协议以及在电路设计中的考量,并辅以实际的硬件平台搭建示例,让读者对嵌入式硬件的“骨架”有直观的认识。 嵌入式操作系统(RTOS)的原理与实践: 深入讲解实时操作系统(RTOS)在嵌入式系统中的作用与核心概念,包括任务调度、进程间通信(IPC)、同步机制(信号量、互斥锁)、内存管理等。本书将重点介绍一款或几款主流的嵌入式RTOS(例如FreeRTOS、RT-Thread等)的API设计与使用方法,并通过具体的驱动程序开发和应用程序移植案例,展示RTOS如何管理复杂的多任务并发环境。 嵌入式软件开发流程与工具链: 详细介绍嵌入式软件开发的整个生命周期,包括需求分析、架构设计、编码实现、交叉编译、调试以及最终的部署。我们将重点介绍嵌入式开发中常用的集成开发环境(IDE)、编译器、调试器(如JTAG/SWD调试器)以及版本控制系统。通过实例讲解如何编写高效、可靠的嵌入式C/C++代码,以及如何利用调试工具定位和解决软件问题。 嵌入式外设接口编程: 专注于嵌入式系统中常用外设接口的驱动程序编写与应用。内容涵盖GPIO的配置与控制、UART的异步通信、SPI/I2C的总线通信协议,以及ADC/DAC的数据采集与输出等。本书将提供详尽的代码示例和调试技巧,帮助读者掌握与各类传感器、执行器、通信模块交互的必备技能。 系统集成与应用案例分析: 结合实际的嵌入式应用项目,如智能家居控制、便携式医疗设备、工业数据采集终端等,讲解如何将微处理器、操作系统、外围设备以及应用程序进行有机整合。通过分析这些成功案例,读者可以学习到系统设计的权衡、性能优化策略以及项目管理中的关键考虑因素。 嵌入式系统测试与优化: 探讨嵌入式系统在开发过程中以及上线后的测试方法,包括单元测试、集成测试、系统测试和性能测试。同时,介绍代码优化技巧,如内存使用优化、功耗管理、实时性保证等,帮助读者构建稳定、高效且能满足严苛要求的嵌入式产品。 本书内容循序渐进,既有扎实的理论基础,又有丰富的实践指导,力求使读者能够独立完成一个完整的嵌入式项目。通过对本书的学习,读者将能够深入理解嵌入式系统的工作原理,掌握嵌入式软件和硬件的开发技能,为在嵌入式领域深耕打下坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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作为一名对嵌入式开发充满热情的研究生,我在寻找一本能够系统性地构建我对嵌入式系统知识体系的书籍。《嵌入式微处理器原理、系统设计与应用》这本书,可以说是给我带来了极大的惊喜。它以一种逻辑清晰、条理分明的方式,将嵌入式微处理器的核心原理、系统设计的关键要素以及实际应用中的常见挑战一一呈现。我尤其欣赏作者在讲解微处理器架构时,所采用的由浅入深、循序渐进的方法,从最基础的数制转换、逻辑门到复杂的CPU流水线、中断机制,都进行了详尽的阐述。在系统设计方面,书中对总线结构、时钟管理、复位电路、电源设计等重要环节的讲解,都非常到位,并且通过大量的实例,让我能够直观地理解这些设计的重要性。最让我受益匪浅的是,书中关于嵌入式系统调试的章节,它详细介绍了各种调试工具(如JTAG、SWD)的使用方法,以及常见的调试技巧和故障排查思路,这对于我今后的毕业设计和科研项目来说,无疑是至关重要的技能。这本书不仅是理论的学习,更是一种能力的培养,让我对嵌入式系统开发充满了信心。

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作为一名在嵌入式领域摸爬滚打多年的工程师,我深知一本优秀的技术书籍对于提升专业技能的重要性。然而,市面上充斥着大量泛泛而谈、缺乏深度的教材。《嵌入式微处理器原理、系统设计与应用》这本书,在我看来,是为数不多能够真正引起我共鸣的作品。作者在微处理器架构的讲解上,展现了深厚的功底,不仅限于某一款具体的处理器,而是从更宏观的角度,梳理了不同架构的优劣势、发展演变以及它们在不同应用场景下的适用性。让我印象深刻的是,书中对嵌入式系统设计流程的梳理,从需求分析、硬件选型、原理图绘制,到PCB设计、软件开发、系统调试,每一个步骤都被细致地拆解,并提供了详实的案例分析,这对于我们工程师在实际工作中遇到的各种挑战,都提供了非常有价值的参考。尤其是关于功耗管理和低功耗设计策略的章节,在当今对能源效率要求日益提高的背景下,显得尤为重要。书中对不同功耗降低技术的原理和实现方法进行了深入剖析,并结合实际项目进行了说明,这让我对如何设计更具竞争力的低功耗嵌入式产品有了更深刻的理解。

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这本书就像一位循循善诱的长者,娓娓道来,却又直击要害。作为一名长期从事消费电子产品开发的工程师,我一直在寻找一本能够帮助我系统性梳理嵌入式系统设计思路的参考书。《嵌入式微处理器原理、系统设计与应用》在这方面做得相当出色。它并没有局限于某个特定的微处理器家族,而是从通用性的角度,深入浅出地讲解了微处理器核心的技术要点,例如指令集架构、内存管理单元(MMU)、中断控制器等。更让我欣喜的是,书中在系统设计的部分,提供了一套完整的框架,从接口设计、总线协议的选择,到功耗优化、EMC/EMI的考量,都进行了详细的论述。尤其是在针对不同应用场景下的系统设计策略方面,例如在物联网设备、车载电子、医疗仪器等领域,书中都提供了相应的案例和设计思路,这对于我们工程师在面对不同项目需求时,能够快速定位和选择最合适的解决方案非常有帮助。书中的许多论点都非常有启发性,例如关于软件代码的模块化和可重用性,以及如何构建健壮的错误处理机制,这些都是在实际项目开发中至关重要的环节,而这本书提供了非常好的指导。

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这本书简直是为我量身打造的!我是一名初入嵌入式领域的学生,一直觉得理论知识零散,实践起来更是摸不着头脑。当我翻开《嵌入式微处理器原理、系统设计与应用》这本书时,就好像在茫茫大海中找到了一座灯塔。书里对微处理器的基本原理讲解得非常透彻,从最底层的硬件结构到指令集的设计,再到流水线、缓存这些高级概念,作者都用通俗易懂的语言进行了阐释,还配上了大量的图示,让我这个初学者也能快速理解。更重要的是,这本书不仅仅停留在理论层面,它还深入探讨了如何将这些原理应用到实际的系统设计中。从接口电路的设计,到外设的驱动编写,再到软件的优化,每一个环节都写得详细具体,仿佛一位经验丰富的老师在手把手地教我。尤其是关于实时操作系统(RTOS)的章节,它详细介绍了RTOS的任务管理、内存管理、中断处理等核心机制,并且通过实际代码示例演示了如何在嵌入式系统中实现这些功能,这对我来说简直是打开了新世界的大门。我一直认为,学习嵌入式不光要懂原理,更要能动手实践,这本书在这方面做得非常出色,让我能够将学到的知识快速转化为实际能力。

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我一直认为,要真正掌握一门技术,必须深入理解其底层的原理,并且能够将其应用于解决实际问题。《嵌入式微处理器原理、系统设计与应用》这本书,恰好满足了我对这种深度学习的需求。作者在讲解微处理器原理时,并没有止步于表面的概念,而是深入到了其内部的执行机制、时序控制、信号处理等细节,并辅以大量的示意图和时序图,让我对微处理器的工作流程有了前所未有的清晰认知。更难能可贵的是,这本书将理论与实践紧密结合,详细阐述了如何根据具体应用需求,选择合适的微处理器,如何进行嵌入式系统的硬件搭建,以及如何进行软件的开发与调试。我特别喜欢书中的一部分内容,它详细介绍了不同类型存储器(如SRAM、DRAM、Flash)的特性、接口方式以及在嵌入式系统中的应用,并且还涉及了如何对存储器进行时序优化以提升系统性能,这对于我来说是非常宝贵的经验。此外,书中对嵌入式操作系统(RTOS)的选择、移植和应用开发也进行了深入的探讨,为我今后进行复杂的嵌入式项目开发提供了坚实的理论基础和实践指导。

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