单片微型计算机原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:西安交通大学出版社

作者:薛晓书 编

出品人:

页数:310

译者:

出版时间:2004-1

价格:26.50元

装帧:平装

isbn号码:9787560518299

丛书系列:

图书标签:

• 单片机
• 微型计算机
• 原理
• 应用
• 电子技术
• 嵌入式系统
• 8051
• 汇编语言
• 数字电路
• 计算机基础

《嵌入式系统设计与开发实战》 本书聚焦于当前快速发展的嵌入式系统领域，旨在为读者提供一套系统、深入的学习路径，掌握嵌入式系统从概念到实现的完整流程。不同于仅侧重单片机硬件原理的教材，本书将理论知识与实际项目紧密结合，强调的是一个完整嵌入式系统的设计、开发、调试与优化。 核心内容涵盖： 嵌入式系统架构解析： 本章将剖析典型嵌入式系统的组成，包括嵌入式处理器（如ARM Cortex-M系列）、存储器（RAM, ROM, Flash）、外围设备接口（GPIO, UART, SPI, I2C, ADC, DAC等）以及必要的时钟与电源管理单元。我们将深入探讨不同架构的优劣，以及如何根据应用需求选择合适的硬件平台。重点将放在理解硬件模块的功能、工作原理及其互联方式，为后续软件开发打下坚实基础。 嵌入式操作系统（RTOS）深入研究： 操作系统是嵌入式系统的灵魂。本书将详细介绍实时操作系统（RTOS）的核心概念，包括任务管理（创建、调度、优先级）、任务间通信（信号量、互斥锁、消息队列、事件标志组）、内存管理、中断处理机制等。我们将选取一款主流的嵌入式RTOS（例如 FreeRTOS 或 RT-Thread）进行深入剖析，通过丰富的代码示例演示如何有效地利用RTOS资源，构建稳定、高效的嵌入式应用程序。 驱动程序开发与调试技术： 嵌入式系统的生命力在于驱动程序。本章将教授如何为各种硬件外设编写高效、可靠的驱动程序。内容将涵盖从底层硬件寄存器操作，到利用HAL库或SDK进行抽象开发。我们将重点讲解中断服务程序的编写、DMA（直接内存访问）的使用、以及常见的驱动设计模式。此外，调试技术也是嵌入式开发不可或缺的环节，本书将详细介绍使用JTAG/SWD调试器、逻辑分析仪、示波器等工具进行硬件和软件联合调试的方法，帮助读者快速定位和解决问题。 嵌入式软件工程实践： 随着嵌入式项目规模的增大，良好的软件工程实践变得尤为重要。本书将介绍嵌入式软件开发的生命周期，包括需求分析、系统设计、编码规范、版本控制（Git）、单元测试、集成测试以及系统测试。我们将强调模块化设计、代码复用、以及如何构建可维护、可扩展的嵌入式软件架构。 常见嵌入式应用实例深度解析： 为了巩固所学知识，本书将提供多个基于实际场景的嵌入式应用实例。这些实例将涵盖不同领域，例如： 物联网（IoT）节点设计： 如何利用低功耗MCU、无线通信模块（如Wi-Fi、Bluetooth、LoRa）和传感器，设计一个完整的物联网数据采集与传输节点。 工业自动化控制系统： 如何使用嵌入式系统实现对电机、传感器等的精确控制，并与其他设备进行通信。 消费电子产品固件开发： 涉及用户界面交互、电源管理、数据存储等方面的开发技巧。 医疗设备数据采集： 关注数据的准确性、可靠性以及符合相关标准的开发要求。 每一个实例都将从需求分析开始，逐步展开硬件选型、软件设计、代码实现、联调测试直至最终成果的展示，力求让读者能够亲手实践，理解理论知识在实际工程中的应用。 嵌入式系统安全与可靠性： 随着嵌入式系统在关键领域应用的增加，安全性和可靠性问题日益凸显。本章将探讨嵌入式系统的安全威胁，并介绍相应的防护措施，如固件加密、安全启动、访问控制等。同时，也将讨论如何通过代码健壮性设计、异常处理机制、以及冗余设计等手段，提升嵌入式系统的可靠性。 本书特色： 实战导向： 理论与实践并重，所有章节都配有大量的代码示例、电路图和开发板演示，鼓励读者动手实践。 技术前沿： 关注最新的嵌入式技术发展，包括新一代处理器架构、新兴通信协议以及AI在边缘计算中的应用。 系统思维： 强调从宏观角度理解嵌入式系统，而非孤立地看待某个硬件或软件模块，培养读者解决复杂系统性问题的能力。 适用人群： 适合高等院校相关专业的学生、嵌入式系统工程师、软件开发工程师以及对嵌入式系统开发感兴趣的初学者。 通过学习本书，读者将能够独立完成一个完整的嵌入式系统项目，从硬件选型、软件开发到最终产品部署，具备扎实的嵌入式系统设计与开发能力。

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这本书在理论深度上做得非常出色，对8051等经典内核的底层架构剖析得入木三分，让人第一次接触单片机时就能建立起坚实的硬件基础认知。特别是关于寄存器组、中断系统的详细讲解，图文并茂，即便是初学者也能跟上思路。然而，对于现代嵌入式开发中越来越主流的ARM Cortex-M系列，虽然有所提及，但深度和广度上明显不足。期望后续版本能增加更贴近产业前沿的章节，比如对低功耗设计、实时操作系统（RTOS）在资源受限环境下的应用实例进行更深入的探讨。目前的内容更偏向于“原理学习”而非“工程实践”，对于希望快速上手物联网项目或需要进行复杂算法移植的工程师来说，可能需要额外补充更现代化的资源和手册。总体而言，这是一本扎实的入门教材，但距离成为一本全面的工程参考书，还有一段距离需要跨越。

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我花了大量时间研究了书中关于中断响应延迟和实时性能分析的部分，这部分内容写得非常严谨，是本书的亮点之一。作者没有简单地给出理论公式，而是结合了实际的汇编代码片段来演示流水线对指令执行时间的影响，这对编写对时间敏感的驱动程序非常有指导意义。然而，在软件工程和调试工具的使用方面，本书几乎没有涉猎。如今的嵌入式开发严重依赖JTAG/SWD调试器和性能分析工具，书中对如何设置硬件断点、查看内存视图、以及利用示波器配合逻辑分析仪进行复杂I/O时序验证的实践步骤介绍为空白。这种理论和实践工具链之间的脱节，使得这本书更像是一本纯理论的学术著作，而非面向现代工程师的工具书。

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这本书的排版和插图质量令人印象深刻，清晰的电路图和时序图极大地减轻了阅读理解的压力。不过，我发现书中对不同厂商（如ST、TI、Microchip）的特定MCU系列之间的体系结构差异点，缺乏一个横向的对比分析。例如，当涉及到中断向量表的实现方式或者片上SRAM/Flash的组织结构时，最好能用表格清晰地对比说明，这样读者在跨平台移植或选择新芯片时，能更快地抓住核心区别。目前的内容过于集中于一个“抽象模型”，虽然这对理解通用原理有利，但在实际工作中，我们面对的往往是具体的产品规格，而本书在这方面的“落地指导”稍显不足，需要读者自行在大量的Datasheet中摸索。

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作为一名打算转型的电子工程师，我希望找到一本能系统梳理单片机“生态”的书籍。这本书在介绍完核心指令集和汇编语言后，似乎就戛然而止了。它成功地教会了我“如何让芯片动起来”，但对于“如何与外部世界高效通信”这一关键环节的覆盖略显单薄。例如，关于SPI、I2C等常用总线协议的软件模拟与硬件驱动的对比分析，可以更加详尽；再者，如果能增加一到两章专门讲解如何移植和使用一个轻量级的嵌入式Linux（如对树莓派或更低功耗的SoC的初步介绍），将极大地提升本书的实用价值。目前的结构更适合在大学的初级微机原理课程中使用，对于寻求全栈嵌入式解决方案的从业者来说，它更像是一个坚实的地基，但上层的建筑材料需要从别处寻找。

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我最近在尝试用STM32进行一个传感器数据采集项目，这本书中的关于定时器和ADC模块的章节，对于理解如何配置这些外设的底层时钟和精度参数非常有帮助。作者对位操作的讲解清晰明了，使得理解数据手册中的那些晦涩的位域定义变得相对容易。美中不足的是，书中对C语言在嵌入式环境下的内存管理和指针优化讨论得不够充分，尤其是在处理大型数组或动态内存分配（尽管嵌入式中应谨慎使用）时，缺乏一些实用的代码范例来演示如何避免常见的栈溢出或堆碎片化问题。另外，书中提供的实验例程大多基于非常基础的LED控制或数码管显示，对于需要进行复杂协议栈（如Modbus或CAN）开发的读者来说，这些例程的参考价值有限，显得有些过时了。

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