具体描述
深入探究现代微控制器架构与嵌入式系统设计 本书聚焦于当前主流嵌入式系统领域中，那些驱动着工业控制、消费电子以及物联网设备核心运作的先进微控制器技术。本书旨在为读者提供一个全面、深入且实践导向的学习路径，跨越理论基础到复杂系统集成，帮助工程师和技术人员构建下一代智能设备。 第一部分：现代微控制器核心技术解析 1. 高性能Cortex-M系列处理器内核详解 本书将详细剖析ARM Cortex-M系列内核的内部结构，重点介绍其流水线设计、指令集架构（Thumb-2）的效率优化，以及特权级别（Privilege Levels）的管理机制。我们将深入探讨嵌套向量中断控制器（NVIC）的配置与中断响应机制，阐明如何通过精确控制中断延迟和优先级，实现实时系统的苛刻要求。此外，还将对比分析Cortex-M0/M3/M4/M7在性能、功耗和功能集上的差异，指导读者根据应用需求选择最合适的内核。 2. 内存管理与保护单元（MPU）的实践应用 内存是嵌入式系统的生命线。本书将系统地介绍现代微控制器中SRAM、Flash存储器以及外部存储器接口（如QSPI、SDRAM控制器）的配置与访问优化。核心内容将围绕内存保护单元（MPU）展开，详细讲解如何利用MPU划分不同访问权限的内存区域，从而实现任务隔离和防止恶意代码或软件缺陷对关键系统的破坏。通过实际案例演示如何设置Region、访问权限和TLB（Translation Lookaside Buffer）策略。 3. 深度电源管理与低功耗设计策略 在电池供电和能效至关重要的应用中，电源管理是关键技术。本书将详尽阐述微控制器内部的电源域划分、时钟树的精细控制，以及各种低功耗模式（如Sleep、Stop、Standby）的触发条件、唤醒源配置和功耗特性分析。重点讨论如何结合外部PMIC（电源管理IC）和内部电源管理功能，实现毫瓦级甚至微瓦级的功耗目标，包括如何利用事件中断和低功耗定时器实现高效的周期性唤醒操作。 第二部分：先进外设接口与数据采集系统构建 4. 高速串行通信协议栈的实现与优化 本书将涵盖当前主流的串行通信接口，不仅仅停留在基础的UART和SPI配置上。我们将深入探讨I2C/SMBus在多主从架构下的仲裁机制、错误处理和时序要求。针对高速数据传输，重点讲解USB Device/Host协议栈的嵌入式实现，包括端点（Endpoint）的类型选择、数据包的打包与解包，以及DMA在加速数据传输中的关键作用。对于工业应用，CAN/CAN FD的报文过滤、错误计数器管理和网络拓扑构建也将进行深入探讨。 5. 信号调理与高精度模数/数模转换（ADC/DAC） 数据采集系统的精度直接决定了系统的性能。本书将详细分析集成式ADC的内部工作原理，包括采样定理、量化误差、有效位数（ENOB）的计算。重点讲解如何配置多通道扫描模式、窗口比较器、内部参考源的校准，以及如何利用DMA将采集数据高效传输至内存，避免CPU干预。同时，对高速DAC在波形生成和控制回路中的应用也将进行阐述。 6. 嵌入式实时操作系统（RTOS）的选型与深度应用 选择和部署一个合适的RTOS是复杂嵌入式项目成功的基石。本书将基于一个主流的、轻量级的RTOS内核进行深入教学，对比分析其任务调度算法（如优先级继承、时间片轮转）。核心内容包括：任务的创建、同步机制（信号量、互斥锁、消息队列）的正确使用与死锁避免策略。通过实际代码示例，展示如何构建一个多任务、高可靠性的嵌入式软件架构。 第三部分：嵌入式系统集成与可靠性设计 7. 固件的可靠性、更新与调试技术 在产品生命周期中，固件的可靠性和可维护性至关重要。本书将详细介绍固件的启动流程（Bootloader设计），包括如何实现安全的、支持回滚机制的OTA（Over-The-Air）或本地固件升级方案。调试方面，我们将深入探讨JTAG/SWD接口的工作原理，如何利用硬件调试器进行断点设置、内存观察以及实时追踪（Trace）功能来定位棘手的硬件/软件交互问题。同时，嵌入式系统中的Watchdog定时器配置与故障恢复机制将作为可靠性设计的重要一环进行讲解。 8. 嵌入式系统中的传感器融合与数据处理 现代嵌入式系统往往需要处理来自多个传感器的复杂数据流。本书将探讨如何利用微控制器强大的定时器和PWM模块来驱动伺服电机、步进电机或执行器。在数据处理方面，我们将侧重于滤波算法（如卡尔曼滤波器的简化应用）在嵌入式环境中的高效实现，以及如何利用硬件加速器（如果目标芯片具备）进行快速傅里叶变换（FFT）以实现更深层次的信号分析。 9. 嵌入式系统安全基础与硬件信任根（RoT） 随着物联网设备的普及，安全性已不再是可选项。本书将介绍嵌入式设备面临的主要威胁，并讲解基于硬件的安全机制。内容包括：安全启动（Secure Boot）流程的建立，利用OTP/eFuse保护私有密钥，以及数据在存储和传输过程中的加密（如AES加速器的使用）。重点介绍如何构建一个基本的硬件信任根（RoT）来确保固件的完整性和身份认证的可靠性。 本书的特点： 本书内容紧密围绕当前业界最前沿、最高效的32位微控制器平台展开，强调理论与实践的结合。每一章节都配备了大量的实战代码示例、配置截图和性能测试数据，旨在确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”以及“为什么这样做是最佳选择”。通过系统学习，读者将能够独立设计、实现和调试复杂的、高性能的嵌入式终端产品。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有