USB应用开发技术大全 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:人民邮电

作者:薛园园

出品人:

页数:766

译者:

出版时间:2007-8

价格:89.00元

装帧:

isbn号码:9787115161994

丛书系列:

图书标签:

• programming
• USB接口
• 1
• USB
• 开发
• 技术
• 嵌入式
• 驱动程序
• 硬件
• 接口
• 协议
• 应用
• 电子工程
• 编程

《精通嵌入式系统设计：从原理到实践》 内容梗概： 本书是一本深入浅出的嵌入式系统设计指南，旨在为读者构建扎实的理论基础，并提供丰富的实践经验。本书内容涵盖了嵌入式系统设计全方位的知识体系，从最基础的硬件组成原理，到复杂的软件架构设计，再到实际的开发工具链应用，力求为读者提供一条清晰的学习路径。全书结构严谨，逻辑清晰，理论阐述深入透彻，实践案例贴近实际应用，适合嵌入式系统初学者、从业人员以及对嵌入式技术感兴趣的广大学子。 第一部分：嵌入式系统基础理论 第一章：嵌入式系统概述 本章将带您走进嵌入式系统的世界，阐述其基本概念、核心特点以及广泛的应用领域。您将了解到嵌入式系统与通用计算机系统的本质区别，理解其“嵌入”于特定设备，“面向”特定应用，“软硬件结合”的特点。我们将深入剖析嵌入式系统设计中的关键要素，包括实时性、功耗、成本、可靠性、体积等，并探讨这些要素如何相互影响，构成嵌入式系统设计的核心挑战。通过丰富的案例分析，例如智能家居、汽车电子、医疗设备、工业控制等，让您直观感受嵌入式系统在现代科技生活中扮演的不可或缺的角色。 第二章：嵌入式微处理器与微控制器 本章将聚焦嵌入式系统的“大脑”——微处理器和微控制器。我们将从核心架构入手，详细介绍不同类型的微处理器（如ARM、MIPS、RISC-V等）的指令集、流水线、缓存机制等工作原理。在此基础上，我们将深入讲解微控制器的组成，包括CPU、内存（RAM、ROM/Flash）、I/O接口、定时器、中断控制器、ADC/DAC等外设模块。通过对比分析不同系列微控制器（如STM32、ESP32、AVR等）的优缺点，帮助读者理解如何根据项目需求选择最合适的处理器。我们将详细讲解总线结构、中断响应机制、DMA（直接内存访问）等关键技术，为后续的硬件接口设计打下坚实基础。 第三章：嵌入式硬件接口与通信协议 本章将深入探讨嵌入式系统中常见的硬件接口设计与通信协议。您将学习如何连接各种传感器、执行器、显示器、存储设备等外部组件。我们将详细介绍串行通信接口，如UART（通用异步收发器）的原理、波特率设置、数据帧格式，以及如何通过RS232、RS485等标准实现设备间的通信。同时，我们将深入讲解并行接口的结构与应用。对于更高级的通信需求，本章将详述I2C（集成电路总线）和SPI（串行外设接口）的工作原理、主从设备通信方式、数据传输时序等，并提供实际应用场景的示例。此外，本章还将触及CAN（控制器局域网）、USB（通用串行总线）等更复杂的总线协议，为理解工业自动化和消费电子设备的互联互通提供理论支撑。 第四章：嵌入式存储器技术 本章将系统性地介绍嵌入式系统中使用的各类存储器技术。您将了解RAM（随机存取存储器）的静态（SRAM）和动态（DRAM）原理，以及它们在不同嵌入式系统中的应用。我们还会深入探讨非易失性存储器，包括ROM（只读存储器）、EEPROM（电可擦可编程只读存储器）和Flash存储器（NOR Flash和NAND Flash）的工作原理、擦写机制、读写速度和耐用性等关键指标。本章还将介绍NOR Flash和NAND Flash在嵌入式存储器中的不同定位和应用场景，例如用于存储程序代码、配置参数、用户数据等。理解存储器的特点对于优化嵌入式系统的性能、功耗和成本至关重要。 第五章：嵌入式实时操作系统（RTOS） 本章将系统地讲解嵌入式实时操作系统（RTOS）的原理与应用。您将理解RTOS的核心概念，包括任务（线程）管理、任务调度（固定优先级、轮转、优先级继承等）、任务间通信（消息队列、信号量、互斥锁等）以及中断处理机制。我们将深入剖析RTOS的设计目标，如实时性、多任务并发、资源管理等，并分析不同RTOS（如FreeRTOS、RT-Thread、Zephyr等）的架构特点和优势。通过实际案例，例如使用RTOS实现一个简单的多任务控制系统，您将掌握如何在RTOS环境下进行应用程序的设计与开发，有效管理系统资源，提高系统的响应速度和稳定性。 第二部分：嵌入式软件开发 第六章：嵌入式C语言编程进阶 本章将重点关注在嵌入式环境下进行C语言编程的特有技巧与挑战。我们将深入探讨指针的深入应用，包括指针数组、函数指针、多级指针以及它们在内存管理和数据结构中的作用。您将学习如何高效地使用结构体和联合体来组织和访问硬件寄存器，以及如何进行位操作来直接控制硬件。本章还将详细讲解预处理器宏的强大功能，如条件编译、宏定义、函数宏，以及它们在嵌入式代码中的妙用。此外，我们还会涉及嵌入式开发中常见的内存模型、栈和堆的使用，以及如何避免内存泄漏和栈溢出等问题。 第七章：嵌入式汇编语言基础与应用 本章将为您揭示嵌入式系统底层运作的奥秘，通过介绍汇编语言。您将理解汇编语言与机器码的关系，学习汇编指令的格式、寻址方式以及常用的指令集（如ARM汇编）。本章将讲解如何利用汇编语言编写高效的启动代码、中断服务程序，以及进行底层硬件的直接控制，以达到极致的性能优化。通过实例演示，您将看到如何在C语言和汇编语言之间进行混合编程，解决纯C语言难以高效实现的特定场景。掌握汇编语言基础，将有助于您更深刻地理解处理器的工作原理，并能编写出对性能要求极高的关键代码段。 第八章：嵌入式Linux系统开发 本章将引导您进入功能强大的嵌入式Linux开发领域。您将学习嵌入式Linux系统的基本架构，包括内核、引导加载程序（Bootloader）、根文件系统等。我们将详细介绍交叉编译工具链的搭建与使用，以及如何编译和配置Linux内核以适应不同的硬件平台。您将掌握uboot、GRUB等常用Bootloader的工作原理，并学习如何烧写和配置它们。本章还将讲解如何构建根文件系统，包括使用BusyBox、Buildroot等工具。通过实际项目，您将学会如何在嵌入式Linux环境下开发应用程序，例如使用Linux系统调用、设备驱动程序开发基础。 第九章：嵌入式驱动程序开发 本章将深入探讨嵌入式系统中至关重要的驱动程序开发。您将理解驱动程序的概念及其在操作系统与硬件之间的桥梁作用。我们将以Linux系统为例，详细讲解字符设备、块设备和网络设备驱动程序的开发流程与关键技术。您将学习如何编写设备树（Device Tree）以描述硬件资源，以及如何使用I/O端口、内存映射、中断等机制与硬件进行交互。本章还将介绍用户空间驱动与内核空间驱动的区别，以及如何实现应用程序与驱动程序之间的数据交互。通过实际的LED、按键、ADC等驱动程序开发示例，您将逐步掌握驱动程序的设计与实现方法。 第十章：嵌入式应用程序设计模式 本章将为您介绍在嵌入式系统中常用的应用程序设计模式，以提升代码的可维护性、可扩展性和可重用性。您将学习到状态机模式在处理复杂逻辑和事件驱动系统中的应用。我们将深入讲解有限状态机（FSM）的设计原则、实现方式以及如何用它来管理设备的工作流程。此外，本章还将探讨发布-订阅模式在解耦系统组件、实现异步通信中的优势。您还将接触到面向对象编程（OOP）在嵌入式C语言中的应用，例如如何利用结构体和函数指针实现类和对象的概念。通过这些设计模式的应用，您的嵌入式应用程序将变得更加健壮和易于管理。 第三部分：嵌入式开发实践与进阶 第十一章：嵌入式开发工具链与调试技巧 本章将全面介绍嵌入式开发过程中常用的工具链以及高效的调试方法。您将学习如何搭建和使用交叉编译环境，理解GCC、Clang等编译器的使用。我们还将深入讲解Makefiles的编写，以自动化构建和管理复杂的嵌入式项目。对于调试，本章将详细介绍GDB（GNU Debugger）的强大功能，包括断点设置、单步执行、变量查看、内存监视等。您还将学习使用JTAG/SWD接口配合硬件调试器（如ST-Link, J-Link）进行在线调试，以及如何通过串口进行日志输出和远程调试。掌握这些工具和技巧，将极大地提高您的开发效率和问题定位能力。 第十二章：嵌入式系统性能优化 本章将聚焦于提升嵌入式系统的性能，涵盖多个优化维度。您将学习如何通过代码优化，如算法改进、循环展开、函数内联等，来加速程序的执行。我们将深入探讨内存访问优化，包括缓存命中率的提升、数据结构的选择以及避免不必要的内存拷贝。此外，本章还将讲解如何通过功耗优化来延长设备的续航时间，例如低功耗模式的应用、硬件外设的精细控制等。最后，我们将触及实时性优化，包括中断延迟的缩短、任务调度的合理配置以及避免死锁和优先级反转等问题。 第十三章：嵌入式系统安全性设计 随着物联网的快速发展，嵌入式系统的安全性变得日益重要。本章将为您介绍嵌入式系统面临的安全威胁，并提供系统性的安全设计策略。您将学习硬件安全机制，如安全启动（Secure Boot）、硬件加密引擎、安全存储等。我们将深入讲解软件层面的安全措施，包括输入验证、防止缓冲区溢出、访问控制、加密通信（如TLS/SSL）以及安全固件升级（OTA）的实现。本章还将探讨认证和授权机制，以及如何应对常见的网络攻击，如DDoS攻击、中间人攻击等。通过学习本章内容，您将能够构建更加安全的嵌入式产品。 第十四章：嵌入式系统测试与验证 本章将系统性地介绍嵌入式系统的测试与验证方法，确保产品的质量和可靠性。您将学习单元测试、集成测试和系统测试的策略和技巧。我们将介绍如何使用单元测试框架（如Unity, CppUTest）来测试代码模块的正确性。对于集成测试，我们将探讨如何模拟外设和测试不同模块之间的交互。系统测试将侧重于整体功能的验证，包括性能、功耗、可靠性和安全性等方面的测试。此外，本章还将介绍自动化测试技术在嵌入式领域的应用，以及回归测试的重要性。 第十五章：物联网（IoT）与嵌入式系统 本章将探讨嵌入式系统在蓬勃发展的物联网（IoT）领域的应用。您将了解物联网的基本架构，包括感知层、网络层和应用层。我们将重点介绍嵌入式设备如何连接到云平台，以及常用的物联网通信协议，如MQTT、CoAP等。本章还将讲解如何利用Wi-Fi、蓝牙、LoRa等无线通信技术实现设备间的互联互通。通过实际案例，例如构建一个简单的智能家居控制系统，您将体验到嵌入式系统如何赋能物联网应用，并为构建智能化的未来做出贡献。 本书特色： 理论与实践相结合： 本书不仅深入浅出地讲解了嵌入式系统的理论知识，还提供了大量的实际代码示例和项目实践，帮助读者将理论知识转化为实际技能。 内容全面深入： 涵盖了从硬件基础到软件开发，再到系统优化和安全性的全方位内容，力求为读者构建完整的嵌入式技术知识体系。 语言通俗易懂： 避免使用过于晦涩的专业术语，采用清晰流畅的语言进行阐述，降低了学习的门槛。 案例丰富贴近实际： 所选案例均来源于实际应用场景，贴合工程开发需求，能够帮助读者更好地理解技术在实际项目中的运用。 面向读者广泛： 无论您是初次接触嵌入式系统的学生，还是有一定经验的开发工程师，本书都能为您提供宝贵的学习资源和实践指导。 通过阅读《精通嵌入式系统设计：从原理到实践》，您将能够系统地掌握嵌入式系统的设计、开发、测试和优化技术，为从事相关领域的工作奠定坚实的基础，并为您的技术生涯开辟更广阔的道路。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

驱动开发什么的太可怕了, 终究没读完

评分☆☆☆☆☆

这本书实际上就是拷贝cypress的技术文档，给了个中文翻译不知道作者是否真的对例子进行了实验，反正Cypress技术文档中的错误她是没能改正过来。而且对USB协议的解释也是思路不清晰

评分☆☆☆☆☆

驱动开发什么的太可怕了, 终究没读完

评分☆☆☆☆☆

这本书实际上就是拷贝cypress的技术文档，给了个中文翻译不知道作者是否真的对例子进行了实验，反正Cypress技术文档中的错误她是没能改正过来。而且对USB协议的解释也是思路不清晰

评分☆☆☆☆☆

这个纯粹是为了其中一章儿借的