具体描述
本书阐述通信电子电路的基本原理和分析方法，共包括10章内容，即绪论、小信号调谐放大器、高频调谐功率放大器、正弦波振荡器、振幅调制与解调、角度调制与解调、变频器、锁相环路及其他反馈控制电路、电噪声及其抑制、通信电子电路应用举例。书后附有习题参考答案及附录，附录介绍了调幅和调频信号的MATLAB仿真。
本书既重视理论的系统性与严密性，又注重内容的先进性与实用性。与本书配套的有教学参考书、实验指导书、电子教案、网络课件和试题库。该套教材可作为高等院校信息工程、电子科学与技术、通信与信息处理、无线电等专业本科生教材，也可供从事通信、电子技术及自动化等方面的工程技术人员及有关科研、教学人员参考使用。
现代嵌入式系统设计与应用 本书聚焦于当代嵌入式系统领域的前沿理论、关键技术及工程实践，旨在为读者提供一套全面、深入且注重实战的知识体系。不同于传统的单一侧重硬件或软件的教材，本书强调软硬件协同设计、系统级思维的培养，以及应对复杂工程挑战的能力。 第一部分：嵌入式系统基础与架构 本部分奠定读者理解现代嵌入式系统的理论基石。我们首先从系统定义、发展历史和应用领域切入，明确嵌入式系统的核心特征——专用性、实时性和资源受限性。 1.1 处理器核心选型与架构： 详细剖析主流处理器架构，包括ARM Cortex-M系列、RISC-V的生态崛起及其在低功耗和高性能场景中的适用性分析。重点讲解指令集、流水线、中断机制与内存管理单元（MMU/MPU）的工作原理，为后续的软件开发打下坚实基础。 1.2 片上系统（SoC）与硬件抽象层（HAL）： 深入探讨SoC的组成要素，包括CPU、内存层次结构（SRAM、Flash）、片上总线（如AXI/AHB）以及各类外设接口。着重讲解如何通过硬件抽象层（HAL）来屏蔽底层硬件差异，实现代码的可移植性和模块化设计。 1.3 实时操作系统（RTOS）原理与实践： 实时性是嵌入式系统的生命线。本章详细阐述RTOS的核心概念，包括任务调度算法（固定优先级、轮转、抢占式、时间片）、任务间同步与通信机制（信号量、互斥锁、消息队列、事件标志组）。通过对FreeRTOS或Zephyr等主流RTOS的源码分析和实际配置，指导读者掌握关键API的使用及性能调优技巧。 1.4 存储器系统与固件设计： 覆盖嵌入式系统中EEPROM、NOR/NAND Flash的存储特性、读写时序及寿命管理。重点讲解Bootloader的设计、固件的更新机制（OTA/FOTA）的安全性与可靠性设计，特别是分区管理和版本回滚策略。 第二部分：嵌入式系统的高级接口与通信协议 本部分将视角从单机系统扩展到互联系统，详述驱动现代物联网和工业控制所需的各类通信接口和协议栈的实现。 2.1 传感器接口与数据采集： 全面覆盖模拟与数字传感器接口。深入解析ADC/DAC的精度、采样率与量化误差。重点讲解串行通信协议如I2C、SPI、UART在高速数据传输中的应用、时序约束及错误处理机制。对于高精度应用，将深入探讨如何利用DMA（直接内存访问）来卸载CPU，实现高效、无阻塞的数据吞吐。 2.2 有线网络与工业现场总线： 探讨嵌入式设备在工业环境中的网络连接需求。详述Ethernet MAC/PHY的底层驱动、TCP/IP协议栈在资源受限设备上的移植与优化。对于工业控制领域，将详细介绍CAN总线、RS-485的物理层特性、报文帧结构、仲裁机制及错误检测机制。 2.3 无线通信技术栈： 涵盖低功耗广域网（LPWAN，如LoRa、NB-IoT）的接入原理与功耗优化策略。深入分析蓝牙（Classic/BLE）的连接建立、数据包结构与安全配对流程。针对Wi-Fi，侧重于嵌入式设备如何实现STA/AP模式，以及TLS/SSL在资源受限设备上的安全通信实现。 2.4 嵌入式Linux驱动开发进阶： 针对使用Linux作为操作系统的复杂嵌入式平台，本章提供专业的驱动开发指导。内容包括字符设备驱动、块设备驱动的框架理解，中断处理机制（软中断/下半部），以及如何使用设备树（Device Tree）来描述硬件拓扑，实现驱动的动态加载与管理。 第三部分：系统可靠性、安全与性能优化 现代嵌入式产品对可靠性、安全性和能效比的要求日益提高。本部分专门针对这些非功能性需求进行深入探讨。 3.1 嵌入式系统中的电源管理（PMIC）： 系统功耗是移动和电池供电设备的核心指标。详细解析电源管理集成电路（PMIC）的工作模式，包括睡眠模式、深度休眠模式的唤醒源配置。介绍动态电压与频率调节（DVFS）技术，以及如何通过软件算法智能地在性能与功耗之间取得平衡。 3.2 看门狗（Watchdog）与故障恢复机制： 探讨如何利用硬件看门狗、窗口看门狗以及软件看门狗来检测和处理系统死锁。构建健壮的系统级故障恢复流程，包括异常捕获、系统重启策略（冷启动与热启动）的实现与验证。 3.3 嵌入式安全基础（Security Primitives）： 面对日益严峻的网络威胁，本章介绍嵌入式安全的核心概念。包括安全启动（Secure Boot）的原理、固件认证流程。深入解析硬件加密加速器（如True Random Number Generator, TRNG）的使用，以及对称/非对称加密算法在设备身份认证和数据加密传输中的应用。 3.4 系统调试、测试与性能分析： 介绍先进的硬件调试工具，如JTAG/SWD接口、逻辑分析仪和示波器的专业使用方法。讲解如何利用RTOS的Trace工具和性能分析器（Profiler）来定位实时性瓶颈（如中断延迟、锁竞争），从而进行精确的系统级性能优化。 本书特色： 工程驱动： 每个理论模块后均附有基于真实硬件平台的实践案例，如实现一个基于RTOS的低延迟数据采集模块，或移植一个简化的网络协议栈。 架构视角： 不局限于特定厂商或芯片，强调跨平台的设计哲学和软件架构的通用性。 前沿追踪： 涵盖了RISC-V架构适配、工业物联网（IIoT）通信标准等最新发展方向。 本书适合对象： 电子工程、计算机科学与技术专业的高年级本科生、研究生，以及有志于从事嵌入式系统、物联网（IoT）产品研发、固件开发及系统集成的高级工程师。通过本书的学习，读者将能够独立设计、开发和调试具有高可靠性、高效率的新一代嵌入式智能系统。
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