PIC单片机典型模块设计实例导航 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电出版社

作者:求是科技编

出品人:

页数:436

译者:

出版时间:2005-6

价格:48.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787115127174

丛书系列:

图书标签:

• PIC单片机
• 单片机应用
• 模块设计
• 实例教程
• 嵌入式系统
• 电子制作
• DIY
• 硬件开发
• C语言
• Proteus

嵌入式系统开发与应用前沿探索 本书导览：从理论基石到前沿实践的深度聚焦 本书旨在为广大电子工程、自动化、计算机科学领域的专业人士、高级学生以及热衷于嵌入式系统开发的实践者，提供一份聚焦于当代嵌入式系统设计、应用及前沿技术发展的前瞻性指南。我们摒弃了对特定微控制器平台的细致讲解，转而着眼于构建高效、可靠、智能的嵌入式系统的通用方法论、核心技术栈以及未来发展趋势。 第一部分：现代嵌入式系统设计哲学与架构 本部分深入探讨了嵌入式系统设计的宏观视角。我们首先回顾了过去十年间，嵌入式系统如何从单纯的“控制器”演变为复杂的“智能节点”。重点分析了影响当前系统架构选择的关键因素：功耗预算、实时性需求、安全等级以及可扩展性。 异构计算平台的崛起： 详细剖析了从传统的冯·诺依曼结构向多核、异构计算（CPU/GPU/FPGA/DSP协同工作）模式演进的必然性。讨论了如何在资源受限的环境下，科学地进行任务划分与调度，以最大化系统吞吐量和响应速度。 系统级设计（SoC/SiP）的优化策略： 阐述了现代SoC（System-on-Chip）设计中，总线结构（如AXI、NoC）的选择对系统性能的影响。探讨了如何通过合理的片上内存层次结构设计（缓存一致性、TLB管理）来缓解数据搬运的瓶颈。 固件与硬件协同设计方法论： 强调了在设计初期就应将硬件抽象层（HAL）与上层应用逻辑解耦的重要性。介绍了基于模型的设计（Model-Based Design, MBD）方法，如何利用仿真工具提前验证硬件接口的时序和逻辑正确性，从而缩短迭代周期。 第二部分：实时操作系统（RTOS）的深度解析与优化 实时性是嵌入式系统可靠性的核心。本部分不再局限于介绍某一特定RTOS的API，而是深入剖析了实时内核的设计原理、性能瓶颈及优化技术。 内核调度算法的权衡取舍： 对优先级继承协议（PIP）、优先级天花板协议（PCP）等并发控制机制进行了对比分析，重点讨论了在抢占式内核中，如何管理和消除优先级反转（Priority Inversion）带来的不确定性。 低延迟中断处理与上下文切换优化： 探讨了零开销抽象（Zero-Overhead Abstraction）在RTOS中的应用，包括如何精简中断服务程序（ISR）的执行时间，以及在不同架构上实现高效的上下文切换，例如如何利用硬件特性（如特定寄存器组预存）来减少切换的CPU周期消耗。 内存管理在实时系统中的挑战： 区别于通用操作系统的虚拟内存管理，我们重点研究了固定分区、伙伴算法以及 slab 分配器在嵌入式环境中的适用性与性能表现。分析了内存碎片化对长期运行系统的潜在风险及缓解措施。 第三部分：嵌入式系统安全与可靠性工程 随着物联网（IoT）的普及，嵌入式设备的攻击面急剧扩大。本部分聚焦于构建具备内在安全性和高可靠性的嵌入式产品。 硬件信任根（RoT）与安全启动链： 详细介绍了可信启动（Trusted Boot）的完整流程，从上电复位（POR）到操作系统加载，每一步如何利用硬件加密模块（如OTP、eFuses）来验证固件的完整性与真实性。讨论了安全启动在不同供应链环境下的实现变体。 运行时安全机制： 探讨了内存保护单元（MPU）和内存管理单元（MMU）在隔离恶意代码或错误进程中的作用。分析了数据加密（AES/ChaCha20）在嵌入式硬件加速器上的高效实现，并讨论了侧信道攻击（Side-Channel Attacks）的原理及防御策略，如时序攻击和功耗分析的应对。 故障注入与容错设计： 讲解了如何通过软件冗余（如N-Version Programming）和硬件冗余（如双核锁步）来提高系统对随机硬件错误的抵抗能力。介绍了错误检测与恢复（EDAC）机制在存储器和通信链路中的应用。 第四部分：前沿连接性与数据处理范式 现代嵌入式系统很少是孤立的。本部分关注于系统如何高效地接入网络、处理数据流并实现智能化。 低功耗广域网（LPWAN）与边缘计算协同： 比较了LoRaWAN、NB-IoT等协议在功耗、带宽、覆盖范围上的差异，并指导读者如何根据应用场景选择合适的通信技术。阐述了边缘计算（Edge Computing）中数据预处理和模型推理如何在资源受限的边缘设备上部署。 传感器融合与信号处理基础： 重点介绍了卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波（EKF）等状态估计算法在多传感器数据融合中的数学原理和嵌入式实现注意事项。分析了数字信号处理（DSP）指令集在加速滤波和特征提取中的优势。 面向数据流的编程模型： 介绍了如Actor模型或数据流编程范式在构建复杂、并发处理系统中的优势。探讨了如何使用现代工具链（而非传统的顺序C语言）来描述数据在系统中的流动与转换过程，从而提高代码的可维护性和并行性。 结语：构建下一代智能终端的蓝图 本书致力于提供一个不受限于具体芯片型号的、面向未来的嵌入式系统设计框架。通过对底层原理、安全实践和前沿技术的全面覆盖，读者将能够掌握设计出具有高可靠性、强实时性、高安全性的新一代嵌入式产品的核心能力。

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阅读这本书的体验，就像是跟随一位经验丰富的老师傅在车间里进行精细装配。每一个模块的设计都仿佛是经过了无数次试验和优化的最终成品，作者在其中倾注了大量的心血去打磨每一个细节。我特别关注了关于通信协议实现的那几个章节，它们详尽地描述了如何处理时序、如何应对各种异常情况，这在很多其他资料中是难以找到的深度。书中对硬件选型的考量也体现了作者的务实精神，他会解释为什么选择某个特定型号的PIC芯片，而不是简单地罗列参数。然而，我发现书中提供的代码示例在某些较新的编译器版本下，可能需要进行少量的语法修正才能顺利编译运行，这或许是技术发展太快导致的滞后，但对于读者来说，需要多花一些精力去适应和调整。如果能附带一个代码库的在线链接，并定期更新适配新工具链的版本，那将是极大的便利。这本书的价值在于其深厚的工程积累，而不是仅仅停留在理论层面。

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这本书的封面设计得非常有吸引力，色彩搭配和排版都显得专业而又富有科技感，让人一拿到手就对里面的内容充满了期待。我特别喜欢封面上那种模块化的设计元素，非常贴合“模块设计实例”这个主题，仿佛预示着里面蕴含着大量结构清晰、易于理解的实践案例。然而，当我翻开内页，发现内容似乎更偏向于理论的探讨，虽然对于理解底层原理很有帮助，但对于急于上手实践的工程师来说，可能需要花费更多时间去消化那些复杂的概念，缺少了那种“开箱即用”的直接感。我对书中对特定模块的深入剖析印象深刻，比如它对定时器和中断处理的阐述，细节丰富得令人赞叹，可以说是教科书级别的讲解。不过，在实例的选取上，我个人感觉可以更贴近当前工业界更普遍使用的一些新外设，或者增加一些物联网相关的应用背景，那样会使整本书的实用价值更上一层楼。总的来说，这是一本理论扎实的好书，但如果能增加更多前沿的、与时俱进的实践案例，那将是锦上添花。

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这本书给我最大的感受是其广度与深度的完美平衡，它似乎想覆盖PIC单片机能做的几乎所有重要应用领域，从基础的IO控制到复杂的数字信号处理，都有所涉及。作者的知识体系非常宏大，能够将不同领域的知识点巧妙地整合到具体的模块设计中去。例如，书中对A/D转换的描述，不仅讲解了采样率和量化误差，还结合了噪声抑制的滤波算法，这种跨学科的融合非常令人称道。遗憾的是，正因为内容涵盖面广，部分章节的讲解深度略显不足，比如在涉及实时操作系统（RTOS）的应用集成时，似乎只是触及了皮毛，对于如何管理任务间的同步与互斥等核心问题，篇幅显得有些仓促。这本书更像是提供了一个“导航”地图，标明了各个技术点的方位，但对于某些热门或前沿的“目的地”，如果能提供更详尽的“徒步指南”就更好了。总体而言，它是一份极具参考价值的工具书，适合希望全面了解PIC应用生态的工程师作为案头常备资料。

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这本书的语言风格非常严谨，用词准确，逻辑性极强，这对于学习像单片机这样需要精确控制的领域来说至关重要。作者在描述每一个电路连接和代码逻辑时，都力求做到无懈可击，几乎没有留下任何可能引起歧义的地方。我特别欣赏它在讲解复杂算法时的循序渐进，从基础的数学模型到最终的C语言实现，每一步都有清晰的推导过程。但是，这种极致的严谨性也带来了一个小小的挑战，那就是对于初学者而言，阅读起来可能会显得有些晦涩和吃力。我希望能看到一些更加口语化或者类比性的解释来辅助理解那些深奥的原理，比如用生活中的例子来解释中断的优先级管理，那样可以大大降低学习的门槛。另外，书中对图示的依赖性有点过高，虽然图表清晰，但有时我更希望看到一些并行的文字叙述来加深印象，尤其是在涉及跨页面的逻辑跳转时，查找起来略微不便。总而言之，它更像是一本为有一定基础的研究人员或资深工程师准备的参考手册，而不是面向小白的第一本入门读物。

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这本书的排版和印刷质量简直无可挑剔，纸张的质感很好，即使用眼长时间阅读也不会感到明显的疲劳，这对于需要长时间沉浸在技术细节中的读者来说，是一个非常重要的加分项。特别是那些电路原理图和PCB布局图的印刷，线条清晰锐利，即便是最小的元件标识也能辨认无误，这在调试硬件时提供了极大的帮助。不过，我在尝试复现书中一些高级的模块实例时，发现对外部支持库和底层驱动的依赖描述不够清晰。例如，当涉及到一些特定外设的配置寄存器时，书中仅给出了最终结果，而对于驱动库的来源和版本号的说明略显不足，这使得我不得不花费大量时间去追踪和确认这些外部依赖的兼容性。这本书的结构布局非常合理，从基础模块到复杂系统的递进关系处理得当，让人可以稳扎稳打地提升技能。如果能在每个模块的章节末尾，增加一个“常见问题与故障排除”的快速参考列表，那就更完美了，能有效减少读者在实际操作中遇到的挫折感。

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