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出版者:

作者:陈志旺 编

出品人:

页数:359

译者:

出版时间:2009-8

价格:39.00元

装帧:

isbn号码:9787111278153

丛书系列:

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《嵌入式系统设计与开发实战》 本书旨在为读者提供一个全面深入的嵌入式系统设计与开发实践指南。内容涵盖从基础理论到高级应用的广泛领域，力求帮助读者掌握嵌入式系统从硬件选型、软件编程到系统调试的完整流程。 核心内容概览： 1. 嵌入式系统基础理论： 什么是嵌入式系统： 详细阐述嵌入式系统的定义、特点、应用领域以及与通用计算机系统的区别。 微处理器与微控制器： 深入介绍嵌入式系统中常用处理器的架构（如ARM、MIPS等）和微控制器的核心概念、指令集、存储器接口、中断机制等。 嵌入式硬件组成： 涵盖CPU、存储器（RAM, ROM, Flash）、I/O接口（GPIO, SPI, I2C, UART, USB, Ethernet）、外围设备（ADC, DAC, 定时器, PWM）以及总线技术等硬件知识。 实时操作系统（RTOS）： 介绍RTOS的基本概念，如任务管理、进程间通信、同步与互斥、内存管理、中断处理等。深入剖析几种主流RTOS（如FreeRTOS, RT-Thread, uCOS）的设计原理和应用。 嵌入式Linux： 讲解嵌入式Linux的组成，包括引导加载程序（Bootloader）、内核（Kernel）、根文件系统（Root Filesystem）以及用户空间应用程序。详细介绍交叉编译环境的搭建、设备树（Device Tree）的概念与使用。 2. 嵌入式软件开发技术： C/C++语言在嵌入式开发中的应用： 重点讲解C/C++语言在嵌入式系统中的特性，如指针、位操作、内存管理、嵌入式汇编混合编程等。 嵌入式开发工具链： 详细介绍交叉编译工具链（GCC, Clang）、调试器（GDB, JTAG/SWD）、仿真器、逻辑分析仪、示波器等开发常用工具的使用方法。 驱动程序开发： 学习编写各种硬件驱动程序，包括GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC、定时器、PWM等，以及如何与操作系统进行交互。 嵌入式通信协议： 深入理解和实现常用的嵌入式通信协议，如TCP/IP、UDP、HTTP、MQTT、CAN总线、RS485等，用于设备间的通信和网络连接。 GUI界面开发： 介绍嵌入式图形用户界面（GUI）的开发技术，包括使用GUI库（如Qt for Embedded, LVGL）创建用户交互界面。 固件（Firmware）开发： 讲解固件的生命周期，包括编写、编译、链接、下载和更新。 3. 嵌入式系统项目实战： 项目案例分析： 通过多个不同领域的典型项目案例，展示嵌入式系统设计的完整流程。案例涵盖： 智能家居设备： 如基于Wi-Fi/Bluetooth的智能灯控制、环境监测传感器节点。 工业自动化控制： 如基于CAN总线的电机控制系统、数据采集模块。 物联网（IoT）应用： 如传感器数据上传云平台、远程设备控制。 嵌入式Linux应用： 如基于Raspberry Pi的媒体播放器、小型服务器。 开发流程详解： 每个项目案例都将遵循标准的嵌入式系统开发流程：需求分析、硬件选型、原理图设计、PCB设计、嵌入式软件设计、编码实现、单元测试、集成测试、系统调试、性能优化和部署。 问题排查与调试技巧： 提供丰富的实际开发中遇到的问题及解决方案，传授高级调试技巧，帮助读者快速定位和解决软件和硬件问题。 4. 嵌入式系统进阶主题： 嵌入式系统安全： 探讨嵌入式系统的安全威胁、安全设计原则、加密解密技术、安全启动、固件更新安全等。 低功耗设计： 讲解嵌入式设备如何实现低功耗运行，包括硬件选型、软件优化、休眠模式等。 性能优化： 介绍提高嵌入式系统运行效率的各种方法，包括代码优化、算法选择、硬件加速等。 嵌入式操作系统移植： 学习如何将RTOS或嵌入式Linux移植到新的硬件平台上。 嵌入式硬件加速： 了解FPGA、GPU等硬件加速技术在嵌入式系统中的应用。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 讲解深入浅出，理论知识扎实，同时提供大量实际项目案例和代码示例，让读者能够边学边练。 面向实际开发： 内容紧贴当前嵌入式技术发展趋势和实际工程应用需求，力求让读者学到真正有用的技能。 由浅入深： 循序渐进，从基础概念讲起，逐步深入到高级技术和复杂项目。 丰富的案例资源： 提供的项目案例覆盖了多种应用场景，为读者提供宝贵的参考和实践机会。 强调问题解决能力： 注重培养读者的独立思考和问题解决能力，通过分析实际问题和提供解决方案，帮助读者成为合格的嵌入式工程师。 本书适合对嵌入式系统开发感兴趣的初学者，以及希望系统性提升嵌入式开发技能的在职工程师。通过本书的学习，读者将能够独立完成嵌入式系统的设计、开发和调试工作，胜任各类嵌入式项目。

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这本书在项目实战案例的选取上，展现出了极高的实用价值。它挑选的不仅仅是那些教科书上常见的、缺乏新意的入门项目，而是更贴近现代电子产品设计中常见的功能模块。比如，书中有一个关于如何利用片上资源实现低功耗睡眠唤醒的章节，分析得极其细致，不仅给出了代码，还详细解释了不同电源模式下的电流消耗对比，这对于做电池供电设备的同行来说，简直是宝贵的参考资料。另外，关于通信协议的实现部分，作者没有简单地复制粘贴标准协议栈，而是深入剖析了底层硬件如何配合软件来实现高效的串口（UART）收发，甚至还提到了如何优化中断处理流程以避免数据丢失。这种从底层硬件特性出发，去构建上层应用逻辑的讲解思路，让整个学习过程充满了“为什么”的答案，而不是简单的“怎么做”的操作手册。

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我对技术书籍的评价标准之一，是它对于“避坑指南”的重视程度。很多入门书籍往往只展示完美运行的代码，让人在实际操作中遇到一点点异常就束手无策。这本书在这方面做得非常出色。在介绍ADC转换时，作者专门开辟了一小节，详细说明了采样率与转换精度的内在矛盾，并给出了在特定精度要求下如何合理设置时钟源的建议。更不用说，在涉及到外部中断配置时，书中明确指出了几个经典的时序陷阱，比如初始化顺序错误导致的首次中断不响应问题。这种前瞻性的风险提示，极大地减少了读者在调试过程中可能浪费的时间。读这本书，感觉就像是有一个经验丰富的师兄在你身边手把手指导，提前帮你把那些“只有试错了才知道的坑”都标注出来了。这对于自学者来说，简直是无价的财富。

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这本书的排版和设计真是让人眼前一亮，完全不是那种传统技术书籍的枯燥模样。封面色彩搭配得很大胆，内页的字体选择也很有品味，阅读起来非常舒服，即使是长时间盯着屏幕或者纸张，眼睛也不会感到疲劳。特别值得一提的是，作者在图文排版上下了很大功夫，很多关键概念的示意图绘制得非常直观，完全跳脱了那种生硬的电路图和流程图的窠臼。比如，在讲解某个特定模块的工作原理时，作者会用一种近似于漫画或者流程图结合的方式来阐述，这对于初学者来说简直是福音。我记得有一次我被一个复杂的时钟配置卡住了，翻阅其他资料时总是一头雾水，但这本书里通过一个生动的比喻，一下子就把那个概念理顺了。这种对细节的关注，体现了作者不仅精通技术，更懂得如何将复杂的知识“包装”成易于接受的形式。而且，书中的示例代码块的格式也很规范，注释清晰但不冗余，阅读起来有一种赏心悦目的感觉，让人更有动力去敲代码实践。

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我作为一个从其他单片机平台转过来的工程师，对学习新平台的学习曲线总是心存顾虑。然而，这本书的叙事逻辑简直是教科书级别的流畅。它没有一上来就抛出一堆晦涩难懂的寄存器地址和位域定义，而是采取了一种由浅入深、循序渐进的引导方式。作者首先构建了一个宏观的认识框架，让我们理解这个微控制器在整个嵌入式系统中的定位和优势，然后再逐步深入到具体的硬件资源划分。最让我感到惊喜的是，它在介绍I/O操作时，并没有仅仅停留在“设置寄存器”的层面，而是巧妙地穿插了实际应用场景的分析，比如如何高效地进行按键去抖动，或者如何用最小的资源实现一个简单的LED流水灯效果。这种“理论结合实践，而非割裂”的处理方式，极大地加速了我的上手速度。感觉读完前三章，我已经对这个芯片有了一个相当扎实的“感觉”，而不是死记硬背的知识点堆砌。

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这本书的语言风格非常独特，它不像传统教科书那样板着面孔，也不像某些网络教程那样过于随意和口语化，而是在专业性和亲和力之间找到了一个绝妙的平衡点。作者似乎在用一种和你并肩作战的姿态来讲解复杂的概念。举个例子，当引入一个相对底层的定时器配置时，他会用一句“好了，现在我们来玩一玩时间的魔术，别担心，这比你想象的要简单”，这种鼓励性的语言能有效缓解初学者的紧张感。同时，在阐述完一个技术点后，作者常常会给出一些“拓展思考”的小贴士，比如“如果你想让这个功能更稳定，可以考虑增加一个看门狗定时器”，这些小小的提示，有效地将读者的思维从“完成任务”提升到了“优化系统”的高度。整体阅读下来，感觉学到的不仅仅是一门技术，更是一种面对新硬件时应该采取的系统性分析思路。

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