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《高职高专"十一五"规划教材•80C51单片机及接品技术》主要内容：第1、2章介绍微机的基础知识与80C51单片机的组成，第3、4章介绍80C51单片机的指令系统及汇编语言程序设计方法。第5章介绍了当今较为流行KeilC51编译器及其应用。第6章介绍了单片机的中断系统及80C51单片机定时计数器。第7章讲述串行通信。第8、9章介绍并行、串行扩展技术。第10章重点介绍了单片机输入输出技术。第11章介绍应用系统设计。《高职高专"十一五"规划教材•80C51单片机及接品技术》共安排了9个实训项目，穿插于不同章节。为保证教材的通用性，《高职高专"十一五"规划教材•80C51单片机及接品技术》中设计的实训、实验项目一般高职高专院校都有条件完成，这也是为适应高职高专的教学改革要求，以便于采用“任务驱动”、“问题驱动”式教学方法。
《嵌入式系统设计与实践：基于ARM Cortex-M4的深入探索》 第一部分：现代嵌入式系统基础与架构 本书旨在为读者提供一套全面、深入的嵌入式系统设计与实践知识体系，尤其侧重于当前工业界主流的Cortex-M系列微控制器。我们避开了对早期8位和16位处理器的传统叙述，而是直接聚焦于高性能、低功耗的32位架构所带来的设计范式转变。 第一章：嵌入式系统的演进与核心概念重塑 本章首先梳理了嵌入式系统从简单控制器到复杂物联网终端的演变路径，强调了实时性、功耗优化和安全性在当代设计中的核心地位。我们将深入解析冯·诺依曼与哈佛结构在现代SoC（片上系统）中的混合应用，以及缓存一致性、流水线深度对程序执行效率的具体影响。不同于侧重简单I/O操作的传统教材，本章将系统性地介绍实时操作系统（RTOS）的基本原理，包括任务调度算法（如固定优先级抢占式、轮转时间片等）如何影响系统响应时间，并引入关键性能指标（KPIs）的度量方法。 第二章：ARM Cortex-M4处理器架构深度解析 这是本书技术核心的奠基部分。我们将详细剖析Cortex-M4内核的流水线结构、寄存器集（通用寄存器R0-R15、堆栈指针SP、连接寄存器LR、程序计数器PC）的功能和操作模式（线程模式与处理中断模式）。重点讲解NVIC（嵌套向量中断控制器）的配置机制，包括中断优先级分组、挂起与唤醒流程，以及如何利用硬件中断延迟最小化技术来满足苛刻的实时约束。此外，浮点单元（FPU）的单精度和双精度运算能力及其对DSP算法加速的意义将被详尽讨论，并结合汇编指令层面对这些特性的调用进行实例演示。 第三章：内存管理与总线通信协议 本章聚焦于系统性能的瓶颈所在——内存访问。我们将跳过对简单并行总线的冗余描述，直接深入研究AHB-Lite（高级高性能总线）和APB（低功耗外设总线）的仲裁机制和时序要求。对于支持MMU（内存管理单元）或MPU（内存保护单元）的Cortex-M4实现，我们将详细讲解内存映射、地址转换过程、TLB（转换后援缓冲器）的作用，以及如何通过配置保护域来提高系统的健壮性。同时，DMA（直接内存访问）控制器的高级配置，如链式传输、循环模式和突发传输的优化策略，将作为提升数据吞吐率的关键技术进行深入剖析。 第二部分：高级外设接口与驱动开发 本部分侧重于如何高效地利用片上资源与外部世界进行高速、可靠的交互。 第四章：高速数据采集与转换技术 本章不再满足于简单的ADC/DAC读写。我们将深入探讨Σ-Δ（Sigma-Delta）和SAR（逐次逼近寄存器）型ADC在不同应用场景下的适用性。内容包括：欠采样技术、抗混叠滤波器的数字实现、增益误差与偏移误差的校准流程。对于DAC，我们将研究其在波形生成中的应用，如如何通过高速查找表配合定时器/PWM生成精确的正弦波或任意波形。系统将强调如何利用DMA将连续采集的数据流无缝导入内存，避免CPU干预，实现高频数据记录。 第五章：工业通信与网络集成 现代嵌入式系统离不开可靠的通信。本章将系统地介绍CAN FD（Controller Area Network Flexible Data-Rate）协议的帧格式、仲裁机制及其在分布式控制系统中的应用。针对嵌入式以太网，我们将重点讲解MAC层和PHY层的接口标准（如RMII/MII），以及如何配置TCP/IP协议栈，实现基本的Socket编程和服务发现。对于短距离无线通信，我们将涵盖低功耗蓝牙（BLE）的连接建立过程、服务和特征（GATT）模型的构建逻辑，强调数据包的广播与扫描策略优化。 第六章：图形用户界面（GUI）的嵌入式实现 随着显示技术的发展，嵌入式设备对人机交互的要求越来越高。本章将详细介绍嵌入式图形库（如LVGL、emWin）的移植与优化。内容涵盖帧缓冲区管理、像素格式（RGB565, ARGB8888）的选择与转换、硬件加速（如果可用）的利用方法，以及触控屏（电容式与电阻式）的I2C/SPI接口驱动与坐标校准算法。我们将通过一个完整的项目示例，演示如何构建一个响应快速、资源占用低的动态用户界面。 第三部分：系统级优化与可靠性设计 第七章：实时操作系统的深度调优与性能分析 本章将超越RTOS的基本使用，转向性能瓶颈分析。我们将详细讲解任务优先级反转的危害及使用互斥量（Mutex）、信号量（Semaphore）和消息队列（Message Queue）来安全共享资源的最佳实践。关键内容包括：Jitter（抖动）的测量与降低方法、中断服务程序（ISR）的长度控制原则、以及如何使用系统追踪工具（如Percepio Tracealyzer）对任务切换开销进行量化分析。 第八章：固件安全与OTA升级机制 在互联设备日益普及的背景下，安全性至关重要。本章将介绍嵌入式设备的物理安全措施，如熔丝位（Fuse Bits）的配置与防篡改机制。重点阐述固件加密（如AES/SHA算法在引导加载程序中的应用）和安全启动（Secure Boot）流程。对于系统维护，我们将详细设计一个可靠的Bootloader，实现基于双备份分区的A/B方案OTA（Over-The-Air）固件升级流程，确保在升级失败时系统仍能回滚到稳定版本。 第九章：低功耗设计与能效管理 针对电池供电设备，本章提供了从硬件到软件的全栈式功耗优化策略。我们将解析Cortex-M内核的各种低功耗模式（Sleep, Stop, Standby），并结合具体的外设（如时钟门控、电源域管理）进行动态功耗调节。内容将深入到代码级，讨论如何优化循环结构、减少内存访问延迟，以及如何配置Systick/RTC（实时时钟）以实现精准的唤醒定时，从而最大化设备的续航时间。 附录：高级调试与硬件验证工具 附录部分介绍JTAG/SWD调试接口的高级用法，包括断点设置、数据观察点的使用，以及对逻辑分析仪和示波器在嵌入式系统问题诊断中的应用技巧。 本书内容面向具有一定C语言基础，希望快速掌握现代32位嵌入式平台（特别是ARM Cortex-M系列）的高级设计与工程实践的工程师和高年级学生。它强调的是架构理解、性能优化和系统级可靠性，是迈向专业嵌入式软件/固件工程师的进阶参考书。
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