微型计算机控制技术实用教程

微型计算机控制技术实用教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:潘新民
出品人:
页数:315
译者:
出版时间:2006-1
价格:29.00元
装帧:
isbn号码:9787121020506
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

本书全面、系统地介绍了微型计算机在嵌入式系统中的各种应用技术。全书共分9章,主要内容有:微型计算机控制系统的组成及分类、A/D和D/A转换、键盘接口技术、LED及LCD显示、报警技术、串行通信及其接口总线(RS-232-C、SPI、I2C)、数字滤波、PID控制、模糊控制、微型计算机控制系统设计方法及实例等。全书以目前应用最多的MCS一51系列单片机为主,也兼顾一些其他型号的单片机。

  为了适应专业教学学时数逐渐减少的特点,本书在《微型计算机控制技术》一书的基础上,进行了大量的修订和删改,去掉了一些理论推导和原理性的论述,增加了一些更加实用的内容。

  本书可作为高等院校、职业技术学院的微型计算机应用、自动化、仪器仪表、电子、通信、机电一体化等专业的相关课程教材,也是广大从事微型计算机过程控制系统设计技术人员的一本实用参考书。

  本书全面、系统地介绍了微型计算机在嵌入式系统中的各种应用技术。该书以目前应用最多的MCS-51系列单片机为主,同时也兼顾其他类型的单片机,并将硬件与软件知识相结合,突出实用性,内容深入浅出,言简意赅。本书可作为高等院校、职业技术学院的微型计算机应用、自动化、仪器仪表、电子、通信、机电一体化等专业的相关课程教材,也是广大从事微型计算机过程控制系统设计技术人员的一本实用参考书。

《智能嵌入式系统设计与开发》 内容概要: 本书旨在为读者提供一套全面、系统的智能嵌入式系统设计与开发理论与实践相结合的指导。随着物联网(IoT)、人工智能(AI)以及各类嵌入式设备在现代生活中的普及,对具备高效率、低功耗、强大计算能力和智能化交互功能的嵌入式系统的需求日益增长。本书紧随行业前沿,深入剖析了智能嵌入式系统的核心技术,从硬件选型、底层驱动开发、实时操作系统(RTOS)应用,到高级算法集成与系统优化,为读者构建起一座通往嵌入式开发高级应用的桥梁。 核心内容详述: 1. 嵌入式系统基础架构与原理: 处理器体系结构: 详细介绍主流的嵌入式处理器架构,如ARM Cortex-M、ARM Cortex-A系列,以及RISC-V等。分析CPU的核心组成、指令集、流水线技术、中断机制以及内存管理单元(MMU)和内存保护单元(MPU)在嵌入式系统中的作用。 存储器技术: 阐述SRAM、DRAM、Flash(NOR Flash, NAND Flash)、EEPROM等嵌入式系统中常用存储器的特性、工作原理、读写时序及在嵌入式系统中的应用场景。 外围设备接口: 深入讲解各类嵌入式系统常用的通信接口和外设,包括UART、SPI、I2C、USB、Ethernet、CAN、GPIO等。分析其工作协议、时序和实际应用中的接口设计与调试方法。 2. 嵌入式软件开发流程与工具链: 开发环境搭建: 指导读者如何选择和配置交叉编译工具链(如GCC、Clang)、调试器(如GDB、JTAG/SWD调试器)以及集成开发环境(IDE,如VS Code with PlatformIO, Keil MDK, IAR Embedded Workbench)。 底层驱动开发: 详细阐述设备驱动程序的编写原则与方法,包括寄存器级操作、中断服务函数(ISR)的编写、DMA(直接内存访问)的使用以及驱动程序的模块化设计。 固件开发与烧录: 介绍固件生成、下载与烧录的不同技术,如JTAG/SWD接口烧录、Bootloader机制、OTA(Over-The-Air)升级等。 3. 实时操作系统(RTOS)在嵌入式系统中的应用: RTOS核心概念: 深入讲解RTOS的基本概念,如任务(Task)、线程(Thread)、任务调度(Scheduling)、互斥(Mutex)、信号量(Semaphore)、消息队列(Message Queue)、事件标志组(Event Flags)等。 主流RTOS介绍与实战: 以FreeRTOS、RT-Thread、Zephyr等主流RTOS为例,详细介绍其架构、API接口以及在实际项目中的应用。涵盖任务创建与管理、任务间通信与同步、中断处理、内存管理等关键技术。 RTOS在复杂系统中的应用: 探讨如何利用RTOS构建高实时性、高可靠性的复杂嵌入式系统,如工业自动化控制、汽车电子、医疗设备等。 4. 智能嵌入式系统关键技术: 嵌入式Linux系统开发: 介绍嵌入式Linux的构建流程(Buildroot, Yocto Project)、根文件系统设计、设备树(Device Tree)配置、内核移植与驱动开发,以及应用程序的开发与部署。 人工智能(AI)与机器学习(ML)在嵌入式设备上的部署: 讲解如何将轻量级的AI模型(如TensorFlow Lite, PyTorch Mobile)部署到资源受限的嵌入式设备上。涉及模型量化、模型优化、推理引擎的实现以及硬件加速器的使用(如NPU, GPU)。 物联网(IoT)通信协议与应用: 深入分析MQTT、CoAP、HTTP等IoT通信协议,并结合实际案例展示如何设计和开发支持这些协议的嵌入式终端设备和网关。 传感器融合与数据处理: 探讨如何从多种传感器(如IMU、GPS、摄像头、环境传感器)获取数据,并进行有效的融合与处理,以实现更精确的定位、姿态估计、环境感知等功能。 5. 系统调试、优化与可靠性设计: 嵌入式系统调试技术: 介绍多种调试手段,包括逻辑分析仪、示波器、JTAG/SWD调试器、串口调试、性能分析工具等,以及如何定位和解决常见的嵌入式系统问题。 系统性能优化: 讲解代码优化、内存管理优化、功耗优化、实时性优化等技术,确保嵌入式系统在性能、功耗和响应速度方面达到设计要求。 嵌入式系统可靠性设计: 讨论错误检测与处理机制、看门狗(Watchdog)的应用、异常处理、软件容错设计以及系统级的鲁棒性设计,以提高系统的稳定性和可靠性。 目标读者: 本书适合于电子信息工程、计算机科学与技术、自动化等相关专业的本科生、研究生,以及对嵌入式系统开发、物联网技术、嵌入式人工智能应用感兴趣的初学者和有一定基础的开发者。通过学习本书,读者将能够独立完成从硬件选型到软件实现,再到系统优化的完整智能嵌入式系统项目。

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目录信息

读后感

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用户评价

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对于我这样一个从事工业自动化多年,但对微型计算机控制技术只是略知一二的工程师来说,这本书的出现无疑是及时雨。我经常需要与各种嵌入式设备打交道,比如PLC、HMI,但很多时候,我只是按照供应商提供的说明书进行操作,对于其内部的工作原理和控制逻辑并不十分清楚。我希望这本书能够帮助我建立起对微型计算机控制系统更深层次的理解,特别是关于实时操作系统(RTOS)的应用,以及如何利用微控制器实现复杂的实时控制任务。我对书中是否会讲解中断处理机制、定时器应用、以及多任务调度等核心概念非常感兴趣,因为这些是实现高效、可靠控制的关键。此外,我也希望书中能提供一些关于嵌入式系统设计流程的介绍,包括硬件选型、软件架构设计、以及调试和测试方法。如果书中能包含一些关于工业现场总线通信协议,比如Modbus、CAN总线的实现细节,那就更完美了,这将极大地提升我在实际工作中解决问题的能力。

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初次拿到这本书,我抱着一种非常期待的心情,毕竟“微型计算机控制技术”这个主题本身就充满了神秘感和实用性,而且“实用教程”的字样更是让我相信这本书能为我打开一扇了解这个领域的大门。我是一名在校的电子信息工程专业的学生,对于单片机、嵌入式系统这些概念已经有所耳闻,也接触过一些基础的硬件实验,但总感觉像隔着一层纱,无法深入理解其精髓。这本书的封面设计简洁明了,没有过多的花哨装饰,这反而让我觉得它更偏向于内容本身,是那种厚重、扎实的学术书籍。我迫不及待地翻开第一页,首先吸引我的是序言部分,作者用一种非常平易近人的语言阐述了编写这本书的初衷,以及希望通过这本书帮助读者建立起对微型计算机控制技术的系统性认知,而不是碎片化的知识点堆砌。这让我感到非常亲切,仿佛作者是一位经验丰富的前辈,正在循循善诱地引导我入门。我尤其关注了书中是否能够提供清晰的电路图和详细的硬件接口说明,因为在我看来,理论知识必须与实践相结合,脱离了硬件的软件是空中楼阁。我也希望这本书能涉及当前主流的微控制器,比如STM32系列,因为它在工业界和学术界都有广泛的应用,如果能从这本书中学到如何使用它们进行项目开发,那就太有价值了。

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我是一名对硬件仿真和模型预测控制(MPC)有浓厚兴趣的研究生。在我的研究工作中,我发现很多先进的控制算法,例如模型预测控制,往往需要强大的计算能力和实时的数据处理能力,而微控制器正是实现这些功能的理想平台。我希望这本书能够提供关于微型计算机如何实现复杂数学模型和控制算法的详细指导,特别是关于如何将MATLAB/Simulink生成的代码移植到微控制器上,以及如何进行代码的优化和嵌入式部署。我非常关注书中是否会介绍一些关于数字信号处理(DSP)在微控制器上的应用,比如滤波、FFT等,因为这些技术对于处理传感器数据和实现高级控制算法至关重要。如果书中还能提供关于硬件加速器、FPGA与微控制器协同工作的设计思路,那将极大地拓宽我的研究思路,为我未来的科研工作提供宝贵的参考。

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我是一名对DIY电子项目和创客文化充满热情的设计师。我喜欢将各种创意的想法通过电子设备实现出来,但经常在硬件接口和软件编程方面遇到瓶颈。我一直觉得,微型计算机控制技术是连接创意和现实的桥梁。我希望这本书能够以一种非常直观和易于理解的方式,展示微型计算机控制技术的强大之处。我非常看重书中是否能提供一些富有启发性的项目案例,这些案例最好能涵盖不同的应用领域,比如智能家居、可穿戴设备、艺术装置等。我希望书中能提供详细的步骤指南,包括电路设计、元器件选型、以及代码编写和调试的全过程。如果书中还能介绍一些关于人机交互的实现方法,比如如何利用按钮、显示屏、触摸屏等与微控制器进行交互,那将大大提升我项目的用户体验。我渴望通过学习这本书,能够将我的设计理念转化为真实的、能够与人互动的智能产品。

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我是一名来自电子技术爱好者的小白,一直对那些能够让“智能”设备动起来的微小芯片充满了好奇。我经常在网上看到各种各样的DIY项目,比如智能小车、自动化灌溉系统、甚至是智能家居的控制中心,这些都离不开微型计算机控制技术。但是,当我尝试去了解的时候,发现各种资料碎片化严重,概念也比较抽象,很难找到一个系统性的学习路径。这本书的出现,让我看到了希望。我非常看重“教程”这两个字,因为它意味着这本书会从基础讲起,一步步引导我学习。我希望它能详细介绍微型计算机的基本组成,比如CPU、内存、I/O端口等,以及它们是如何协同工作的。更重要的是,我希望这本书能提供丰富的代码示例,而且这些代码要易于理解和修改,最好是针对初学者设计的。如果书中还能介绍一些常用的开发工具和调试方法,那更是锦上添花了。我希望通过学习这本书,能够真正掌握编写微型计算机程序的技巧,并能独立完成一些简单的控制项目,体验创造的乐趣。

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我是一名对物联网(IoT)领域充满憧憬的技术爱好者,一直想深入了解如何将各种传感器和设备连接起来,构建一个智能的互联世界。我了解到,微型计算机控制技术在物联网的各个环节都扮演着至关重要的角色,从传感器的数据采集到边缘计算,再到网络通信,都需要微控制器的支持。我非常希望这本书能够从物联网应用的视角来讲解微型计算机的控制技术,特别是如何利用微控制器连接各种无线通信模块,比如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等,并实现设备之间的数据交互。我也希望书中能介绍一些关于低功耗设计和电池管理的知识,因为这对于部署在偏远地区的物联网设备至关重要。如果书中能包含一些关于MQTT、CoAP等物联网通信协议的实现细节,或者介绍一些常用的物联网平台和云服务的接入方法,那将是对我最有价值的补充。我渴望通过学习这本书,能够掌握构建和管理物联网设备的核心技术。

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我是一名对机器人技术充满热情的学生,在学习过程中,我发现微型计算机控制是机器人运作的核心。无论是简单的运动控制,还是复杂的路径规划和传感器融合,都离不开微控制器强大的计算和控制能力。我一直认为,要想真正理解机器人,就必须掌握其“大脑”——微型计算机的控制技术。我希望这本书能够从机器人的角度来讲解微型计算机的控制原理,比如如何利用微控制器读取各种传感器的数据,如编码器、IMU、摄像头等,并根据这些数据来控制电机的运动,实现精确的定位和轨迹跟踪。我特别希望书中能包含一些关于运动控制算法的介绍,例如PID控制、前馈控制、甚至是一些基础的机器人学概念,如正逆运动学,以及它们如何通过微控制器来实现。如果书中还能提供一些关于机器人感知和决策的入门级知识,比如简单的图像处理或路径规划算法在微控制器上的实现,那将大大拓宽我的视野,帮助我更好地投入到机器人项目的研发中。

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我之所以选择这本书,是因为它在众多同类书籍中脱颖而出,它的“实用教程”定位让我相信它能提供切实可行的指导,而不是停留在理论层面。我是一名自动化专业的毕业生,在毕业设计中遇到了不少关于嵌入式系统控制的问题,特别是如何将理论模型转化为实际的控制算法,并将其移植到微控制器上。我一直觉得自己在硬件驱动和底层编程方面还存在一些欠缺,对各种传感器的接口方式、信号处理以及中断机制的理解不够透彻。这本书能否提供关于这些方面的详细讲解,是否会包含一些经典的控制算法在微控制器上的实现案例,比如PID控制、模糊控制等,这些都是我非常关心的问题。我希望书中能够提供不同类型传感器的接入方法,比如温度传感器、压力传感器、编码器等,以及相应的驱动程序编写要点。同时,我也希望能够看到一些具体的应用实例,例如如何利用微控制器实现电机的位置控制、速度控制,或者如何构建一个简单的自动化监控系统。这本书的目录结构看起来非常合理,涵盖了从微控制器基础知识到具体应用开发的全过程,这让我对它寄予了厚望。

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我是一名即将毕业的本科生,在进行毕业设计的时候,我遇到了一个棘手的问题,那就是如何高效地利用微控制器来处理复杂的实时数据流。我的项目涉及到对大量传感器数据进行实时采集、分析和决策,这对我现有的知识体系提出了巨大的挑战。我一直认为,在微型计算机控制领域,掌握高效的数据处理和算法实现是关键。我希望这本书能够深入讲解如何优化微控制器的性能,比如如何利用汇编语言编写关键的驱动程序,如何进行代码的低功耗优化,以及如何利用更高级的算法来提高控制精度和响应速度。我特别关注书中是否会介绍一些关于嵌入式Linux系统或实时操作系统(RTOS)在微控制器上的应用,因为我希望我的项目能够具备更强的实时性和多任务处理能力。如果书中能提供一些关于算法移植和优化的具体案例,并解释其背后的原理,那将对我毕业设计的完成有极大的帮助。

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我是一名有着多年嵌入式软件开发经验的程序员,虽然我熟悉C/C++语言,并且能够熟练使用各种IDE进行开发,但我总觉得自己在微型计算机的硬件层面理解不够深入,对底层驱动的编写和优化也存在一些不足。我希望这本书能够帮助我弥补这方面的短板,特别是关于微控制器架构的深入解析,比如CPU的流水线、指令集、存储器管理单元(MMU)等。我也非常希望书中能提供关于不同微控制器家族(如ARM Cortex-M、AVR、PIC等)的详细介绍,包括它们的特点、应用场景以及开发工具链。我特别关注书中是否会讲解如何编写高效的ADC/DAC驱动、GPIO配置、PWM输出等底层接口,以及如何利用中断和DMA来提升系统性能。如果书中还能介绍一些关于固件更新(OTA)、安全启动等嵌入式系统高级特性,那将进一步提升我的技术认知。

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