MSC121X 系统级单片机原理与应用

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出版者:机械工业出版社
作者:邓宏彬
出品人:
页数:204
译者:
出版时间:2004-1
价格:21.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787111138556
丛书系列:
图书标签:
  • 单片机
  • 系统级单片机
  • MSC121X
  • 原理与应用
  • 嵌入式系统
  • 微控制器
  • 电子工程
  • 硬件设计
  • C语言
  • 实践教程
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具体描述

本书对基于8051内核的高性能系统级单片机MSC121X,介绍其可编程增益放大器、可编程滤波器、三倍速的8051内核等多项外围设备。

《智能传感器网络系统设计与实现》 本书深入探讨了智能传感器网络(SSN)的整体设计理念、关键技术及其在实际项目中的应用。从底层硬件平台的选择与搭建,到中层通信协议的解析与优化,再到上层数据处理与应用软件的开发,本书为读者构建了一套系统性的知识框架。 第一部分:智能传感器网络基础理论 传感器技术概览: 详细介绍各类常用传感器(如温度、湿度、光照、压力、加速度、气体等)的工作原理、技术参数、选型要点以及集成方法。重点阐述了MEMS(微机电系统)传感器在物联网领域的应用优势。 无线通信技术: 全面剖析低功耗广域网(LPWAN)技术,包括LoRa、NB-IoT、Sigfox等,分析其在SSN中的适用场景、优缺点及部署策略。同时,涵盖了Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等短距离无线通信技术的特点与融合应用。 数据采集与预处理: 探讨数据采集的同步与异步机制、采样率选择、量化误差分析。详细讲解数据预处理技术,如滤波(移动平均滤波、卡尔曼滤波)、去噪、归一化、缺失值处理等,为后续分析打下坚实基础。 网络拓扑与路由: 分析常见的SSN网络拓扑结构(星型、网状、树型、混合型)及其在不同场景下的优劣。深入讲解多跳路由协议(如AODV、DSR、RIP)的设计原理、性能评估指标以及在资源受限网络中的优化方法。 功耗管理与优化: 探讨SSN节点低功耗设计策略,包括硬件休眠模式、动态电压频率调整(DVFS)、间歇性通信、数据聚合等技术,旨在延长节点工作寿命,降低运维成本。 第二部分:智能传感器网络系统设计与实现 硬件平台构建: 指导读者如何根据应用需求选择合适的微控制器、传感器模块、无线通信芯片以及电源管理单元。重点介绍嵌入式系统开发环境的搭建,包括交叉编译工具链、调试器、仿真器等。 嵌入式软件开发: 教授嵌入式实时操作系统(RTOS)在SSN节点开发中的应用,如FreeRTOS、RT-Thread等。涵盖任务调度、进程间通信(IPC)、中断处理、内存管理等关键概念。 通信协议栈实现: 讲解TCP/IP协议栈在嵌入式设备上的移植与应用。重点介绍MQTT、CoAP等轻量级物联网通信协议的设计思想、报文格式、服务质量(QoS)等级以及在SSN中的应用场景。 数据存储与管理: 介绍面向嵌入式设备的数据库技术,如SQLite、Berkeley DB等。探讨云平台数据存储方案,包括时序数据库(InfluxDB、Prometheus)与关系型数据库(MySQL、PostgreSQL)的选型与集成。 应用层软件开发: 指导读者开发基于SSN的数据可视化应用。讲解Web前端技术(HTML、CSS、JavaScript)、后端开发框架(Python Flask/Django、Node.js Express)以及数据图表库(Chart.js、ECharts)的使用。 系统集成与调试: 详细阐述SSN系统的整体集成步骤,包括硬件连接、软件部署、网络配置、参数调试。强调单元测试、集成测试和系统测试的重要性,以及常用的调试工具和方法。 第三部分:智能传感器网络典型应用与案例分析 智慧农业: 介绍了利用SSN对土壤湿度、温度、光照等环境参数进行实时监测,实现精准灌溉、施肥,提高作物产量和质量的案例。 智能家居: 探讨了基于SSN的家庭环境监测、安防预警、家电智能控制等解决方案,提升居住舒适度和安全性。 工业物联网(IIoT): 分析了SSN在设备状态监测、生产过程优化、预测性维护等方面的应用,助力工业自动化和智能化升级。 智慧城市: 阐述了SSN在环境监测(空气质量、噪音)、交通流量监测、公共设施管理等领域的应用,构建高效、宜居的城市环境。 环境监测: 重点介绍了SSN在水质、空气质量、地质灾害预警等方面的应用,为环境保护和灾害预防提供数据支持。 本书适合物联网、电子工程、计算机科学等相关专业的学生、研究人员以及致力于智能传感器网络系统开发的技术工程师阅读。通过本书的学习,读者将能够掌握设计、实现和部署高性能、低功耗、高可靠性智能传感器网络系统的核心技能。

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读后感

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用户评价

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作为一名对新兴技术领域保持高度关注的开发者,我对《MSC121X系统级单片机原理与应用》这本书充满了期待,特别是它在汽车电子领域的应用前景。我深信,在这个日新月异的行业里,高性能、高可靠性的单片机扮演着至关重要的角色。我希望书中能够深入探讨MSC121X如何集成到现代汽车的各个子系统中,例如,在车身控制模块(BCM)中,它如何处理车灯、雨刷、门锁等众多功能;在车载信息娱乐系统(IVI)中,它如何驱动显示屏、处理音频和视频信号,以及与导航系统进行交互。我特别关注书中关于CAN总线和其他汽车通信协议(如LIN、FlexRay)的详细介绍和应用实例。在复杂的汽车网络中,这些通信方式是实现各ECU(电子控制单元)之间协同工作的关键。我希望书中能够提供关于如何利用MSC121X实现可靠的数据传输、诊断信息交换以及故障排除的实际方案。对于功能安全(Functional Safety)的要求,在汽车电子领域是极其重要的。我希望书中能够提及一些关于如何按照ISO 26262标准来设计和开发基于MSC121X的系统,例如,如何利用其硬件冗余特性、错误检测和纠正机制来满足ASIL(汽车安全完整性等级)的要求。此外,我也对MSC121X在动力总成控制、ADAS(高级驾驶辅助系统)中的应用感到好奇。例如,在发动机管理系统中,它如何进行精确的燃油喷射和点火控制?在ADAS系统中,它如何处理来自雷达、摄像头等传感器的海量数据,并进行实时决策?书中能否提供一些关于这些复杂应用场景下的硬件选型、软件架构设计和算法实现的案例分析?

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对于我这样一位在硬件开发领域摸爬滚打多年的工程师而言,一本深入讲解特定微控制器家族的书籍,尤其是在它被称为“系统级”时,总会激起我一探究竟的欲望。《MSC121X系统级单片机原理与应用》这本书名,让我对MSC121X的系统级设计能力产生了极大的兴趣。我希望书中能够超越单纯的指令集和寄存器讲解,而是深入剖析MSC121X如何作为一个完整的“系统”来运作。我尤其关注书中关于其内部总线架构、多级缓存机制、以及片上外设的协同工作原理的阐述。例如,它如何实现CPU、内存、I/O接口和各种加速器之间的无缝通信?对于需要处理海量数据的应用,例如高性能计算或信号处理,书中能否提供关于如何充分利用MSC121X的并行处理能力、SIMD(单指令多数据)指令集,以及其片上FPGA(现场可编程门阵列)或其他可编程逻辑资源的详细指导?我希望看到具体的代码示例,展示如何编写高效的代码来发挥这些硬件特性的优势。同时,我也对书中关于功耗管理和性能优化的策略感到好奇。在复杂的系统级应用中,如何平衡性能和功耗,是开发者必须面对的挑战。书中能否提供一些关于动态电压和频率调整(DVFS)、低功耗模式下的外设管理,以及如何通过软件手段来提升系统整体效率的先进技术?此外,对于复杂的嵌入式系统,调试是贯穿整个开发周期的重要环节。我希望书中能够提供关于如何利用MSC121X的高级调试接口(如JTAG/SWD)、逻辑分析仪,以及片上追踪(Trace)功能的详细指南,帮助我更有效地定位和解决复杂问题。

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对我而言,一本优秀的单片机书籍不仅要讲解原理,更要提供解决实际问题的思路。《MSC121X系统级单片机原理与应用》这本书名,让我对MSC121X在实际工程开发中的应用前景充满了好奇。我特别关注书中关于如何进行系统级设计的深度探讨。我希望看到书中能够提供关于如何根据具体应用需求,选择合适的MSC121X型号,以及如何进行硬件接口设计,包括电源、时钟、复位、调试接口等方面的详细指导。在软件开发方面,我希望书中能够提供关于如何构建高效、可维护的软件架构的建议,例如,如何合理组织代码、管理模块化设计,以及如何利用中间件来简化开发过程。我对于书中关于实时操作系统(RTOS)的选择和移植的介绍也抱有很大的期望,尤其是在需要处理多任务、优先级调度和资源管理的复杂系统中,RTOS是必不可少的。我希望书中能够提供一些关于如何选择合适的RTOS,以及如何对其进行配置和优化的实用技巧。此外,调试和测试是确保产品质量的关键环节。我希望书中能够提供关于如何利用MSC121X的调试工具,例如逻辑分析仪、示波器、逻辑探测器等,来对硬件和软件进行联合调试的详细案例。我也关注到关于软件单元测试、集成测试和系统测试的内容,希望书中能够提供一些关于如何设计和执行这些测试的有效方法。最后,对于产品量产前的EMI/EMC(电磁干扰/电磁兼容性)测试和优化,书中能否提供一些实用的指导和注意事项,帮助我避免在后期开发中遇到不必要的麻烦?

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这本书的封面设计给我一种沉稳而专业的印象,不禁让我对它所蕴含的知识产生了浓厚的兴趣。我特别希望能够在这个版本中找到关于MSC121X在工业自动化领域的应用深度解析。设想一下,在一个复杂的生产线上,一个可靠、高效的单片机系统是多么重要。我期待书中能够详细介绍MSC121X如何集成到PLC(可编程逻辑控制器)系统中,如何处理各种实时控制信号,以及如何通过CAN总线或其他工业通信协议与上位机进行数据交互。例如,对于实时性要求极高的运动控制,书中能否提供基于MSC121X的精确脉冲输出(PWM)生成和伺服电机控制的详细方案?或者,在数据采集方面,如何利用其ADC模块的高精度和高采样率来捕捉微弱的传感器信号,并通过片内存储器或外部接口进行存储和预处理?我对书中关于功耗优化策略的介绍也抱有很大的期望。在许多工业场景下,设备可能需要长时间运行,而功耗的降低直接关系到运行成本和设备的可靠性。书中能否提供一些低功耗模式的深入讲解,以及如何在不牺牲性能的前提下,最大化地延长电池寿命或者减少能源消耗?此外,我希望书中能够涵盖一些关于系统安全性设计的内容。在联网的工业系统中,防止未经授权的访问和数据泄露至关重要。如果MSC121X本身提供了一些硬件安全特性,如加密引擎或安全启动功能,我希望书中能够有清晰的介绍和示例。最后,对于开发过程中可能遇到的各种疑难杂症,例如EMI/EMC(电磁干扰/电磁兼容性)问题,书中能否提供一些实用的排查方法和解决方案,帮助我避免常见的陷阱?

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在我眼中,每一本深入讲解硬件架构的书籍都如同一次探索未知的旅程。《MSC121X系统级单片机原理与应用》这个书名,让我对MSC121X的内部架构和设计理念产生了浓厚的兴趣。我尤其想深入了解其底层硬件是如何实现“系统级”的。我渴望书中能够提供关于其核心处理单元(CPU)的详细架构分析,包括指令流水线、分支预测、缓存一致性协议等,以及这些特性如何影响其整体性能。对于需要进行大规模数据处理或复杂算法计算的应用,我希望书中能够详细介绍MSC121X是否拥有专门的硬件加速器,例如图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)或者AI推理引擎,以及如何通过API或特定的指令集来调用这些加速器。我对于其内存管理单元(MMU)的设计也抱有极大的好奇心,尤其是在涉及虚拟内存、内存保护和地址转换的复杂系统中,MMU起着至关重要的作用。书中能否提供关于如何配置和优化MMU以满足不同应用需求的详细说明?此外,对于高度集成的SoC(系统级芯片),I/O接口的设计和管理至关重要。我希望书中能够详细介绍MSC121X的I/O矩阵、中断控制器、DMA控制器等关键组件,以及它们是如何协同工作的,以实现高效的数据传输和低延迟的响应。我也关注到许多现代嵌入式系统需要支持多种操作系统。书中是否会涉及如何将实时操作系统(RTOS)或其他嵌入式操作系统移植到MSC121X上的技术细节,以及如何进行驱动程序的开发和优化?

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随着物联网(IoT)时代的到来,我对能够连接和控制海量设备的单片机产生了浓厚的兴趣。《MSC121X系统级单片机原理与应用》这本书名,让我对MSC121X在物联网领域的应用充满了期待。我希望书中能够详细阐述MSC121X如何成为物联网设备的核心。我特别关注它在低功耗设计方面的表现。在众多物联网设备都需要长时间运行且电池供电的场景下,功耗是决定产品生命力的关键。书中能否提供关于MSC121X的各种低功耗模式的详细讲解,以及如何通过软件和硬件协同优化来最大化地延长电池寿命?我希望看到一些关于如何利用其片上电源管理单元(PMU)来精细控制不同外设的功耗的示例。此外,连接性是物联网的核心。我希望书中能够深入探讨MSC121X如何集成各种无线通信技术,例如Wi-Fi、低功耗蓝牙(BLE)、Zigbee、LoRa等,并且提供详细的通信协议栈实现和优化建议。我对于它如何与云平台进行数据交互也抱有浓厚的兴趣,例如,如何利用MQTT、CoAP等协议将设备数据安全地上传到云端,并接收来自云端的指令。在安全方面,物联网设备面临着严峻的挑战。我希望书中能够提及一些关于如何增强MSC121X在物联网设备中的安全性,例如,如何实现安全启动、数据加密、身份认证等功能。我也对书中关于传感器数据采集和处理的介绍感兴趣,例如,如何利用其ADC、DAC、I2C、SPI等接口来连接各种传感器,并对采集到的数据进行预处理和分析,以实现智能化的设备行为。

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初次翻开这本《MSC121X系统级单片机原理与应用》,我满心期待地希望能够深入了解MSC121X这款在嵌入式领域备受瞩目的微控制器。我尤其关注它在具体应用场景下的实战表现,比如它能否胜任实时操作系统(RTOS)的开发,在处理复杂的传感器数据融合方面是否表现出色,以及在低功耗设计上的潜力究竟有多大。毕竟,对于很多项目而言,功耗是决定成败的关键因素。我希望书中能够提供详实的案例分析,不仅仅是理论的堆砌,而是真正能够指导开发者如何将MSC121X的特性转化为实际的工程优势。例如,我希望看到它与各种常见外设(如SPI、I2C、UART、ADC、DAC等)的详细接口指南,甚至是更高级的通信协议,如CAN或Ethernet的实现细节。同时,对于中断系统的管理,不同优先级中断的处理机制,以及如何有效利用DMA(直接内存访问)来减轻CPU负担,这些都是我非常看重的技术细节。我期望书中能够提供深入的代码示例,最好是C语言或者汇编语言,并且能够解释清楚每一行代码的含义和目的。更重要的是,我希望书中能够包含一些调试技巧,以及如何利用MSC121X自带的调试工具(如果存在的话)来快速定位和解决问题。对于初学者而言,如何搭建开发环境,如何进行交叉编译,以及如何下载和运行程序,这些基础但至关重要的步骤,也希望能够有清晰的指导。总而言之,我期待这本书能够成为我开发基于MSC121X的项目的宝贵参考,能够在我遇到困难时提供及时有效的帮助,并且能够激发我对单片机开发的更多兴趣和创造力。

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我一直以来都对微控制器在通信系统中的应用充满热情,因此,《MSC121X系统级单片机原理与应用》这本书名立刻吸引了我。我非常希望书中能够详细阐述MSC121X在网络设备中的应用。想象一下,在路由器、交换机或者物联网网关中,一个性能卓越、资源丰富的单片机能够承担多么重要的角色。我期望书中能够提供关于如何利用MSC121X实现高性能数据包处理的深入探讨,例如,如何高效地利用其DMA控制器来加速数据传输,以及如何通过其强大的中断机制来处理大量的网络请求。对于网络协议的实现,例如TCP/IP协议栈,书中是否会提供如何将其移植到MSC121X上的详细步骤和优化建议?我尤其关注其在处理高并发连接时的表现。在实际的网络环境中,设备需要同时处理成百上千甚至更多的连接请求,我希望书中能够提供一些关于如何优化MSC121X的资源分配,以及如何利用其多核处理能力(如果存在)来提升吞吐量和降低延迟的策略。此外,对于网络安全,书中是否会涉及一些关于如何在MSC121X上实现防火墙功能、入侵检测系统,或者加密通信(如SSL/TLS)的实现细节?在一些对安全性要求极高的通信设备中,这些特性是必不可少的。我也对书中关于MSC121X与各种通信接口(如以太网MAC、PHY接口、USB高速接口)的集成方案感兴趣,并且希望能够看到一些实际的电路设计和驱动开发的案例。最后,对于网络设备的固件更新和远程管理,书中能否提供一些相关的指导,帮助我理解如何实现安全的OTA(Over-The-Air)更新,以及如何通过SNMP(简单网络管理协议)等协议进行设备监控和管理?

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我一直对嵌入式系统充满了好奇,特别是那些能够驱动复杂设备运行的“大脑”。《MSC121X系统级单片机原理与应用》这本书名,让我对MSC121X这个特定的微控制器家族产生了浓厚的兴趣。我尤其关注它在消费电子产品中的应用潜力。比如,在智能家居设备中,如何利用MSC121X实现低功耗、高集成度的控制方案?我设想书中能够提供一些关于如何通过Wi-Fi、蓝牙或Zigbee等无线通信模块来扩展MSC121X的功能,实现设备之间的互联互通。对于智能家电,例如智能冰箱、洗衣机等,我希望看到书中能够有关于如何利用MSC121X处理用户界面交互(如触摸屏、按键)、驱动显示屏、管理电机和加热元件,以及进行复杂的算法处理(如图像识别或语音识别的初步处理)的案例。我对于它在数据安全方面的考量也很感兴趣,在涉及到个人信息或家庭安全的应用中,如何确保数据的传输和存储是安全的?书中能否提及一些加密算法的应用,或者硬件级别的安全机制?此外,我也关注到许多现代消费电子产品对用户体验的要求越来越高,例如流畅的动画效果、快速的响应速度等。我希望书中能够提供一些关于如何优化MSC121X的性能,提高代码执行效率,以及如何有效地利用其片内资源(如RAM、Flash)的技巧。对于需要与云端进行交互的智能设备,书中是否会介绍MSC121X与云平台的连接方式,以及数据同步的策略?总的来说,我希望能通过这本书,更深入地理解MSC121X如何在琳琅满目的消费电子产品中扮演至关重要的角色,并且掌握将其应用于创新产品设计的关键技术。

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我对各种嵌入式系统的发展趋势一直保持着敏锐的洞察,而《MSC121X系统级单片机原理与应用》这本书的出现,让我看到了MSC121X在特定领域内的巨大潜力。我尤其希望能够深入了解它在医疗器械领域的应用。在生命攸关的医疗设备中,可靠性、精度和安全性是至关重要的。我期待书中能够详细介绍MSC121X如何被集成到各种医疗设备中,例如,用于生命体征监测的设备,如心电图仪、血压计,或者用于诊断的设备,如超声波成像仪的控制部分。我希望书中能够提供关于如何利用MSC121X的高精度ADC模块来捕捉微弱的生理信号,以及如何通过其快速的DSP(数字信号处理)指令集来对这些信号进行实时滤波和分析的详细方案。在医疗器械的设计中,低功耗也是一个关键的考量因素,尤其是在便携式设备中。我希望书中能够提供关于如何利用MSC121X的低功耗模式,以及如何优化软件算法来延长电池寿命的实用技巧。此外,医疗器械的设计往往需要满足严格的法规要求,例如FDA(美国食品药品监督管理局)或CE(欧洲合格评定)认证。我希望书中能够提及一些关于如何确保基于MSC121X的系统设计符合相关医疗安全标准的内容,例如,如何进行严格的验证和确认(V&V),以及如何处理潜在的故障模式。对于需要进行复杂数据传输和通信的医疗设备,例如远程医疗设备,书中能否介绍MSC121X如何与各种无线通信模块(如Wi-Fi、蓝牙、LoRa)集成,以及如何确保数据传输的安全性?

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