计算机实时控制系统 (平装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:浙江大学出版社

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页数:0

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价格:9.9

装帧:平装

isbn号码:9787308007412

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• 实时系统
• 实时控制系统
• 计算机控制
• 嵌入式系统
• 控制工程
• 自动化
• 工业控制
• 系统设计
• 算法
• 传感器
• 电机控制

《嵌入式系统设计与应用》 本书深入探讨嵌入式系统的设计理念、开发流程与关键技术，旨在为读者构建一套扎实的嵌入式系统知识体系。全书共分为五个部分，系统性地涵盖了从基础理论到高级应用的各个层面。 第一部分：嵌入式系统基础 本部分是理解嵌入式系统世界的基石。我们首先从宏观视角剖析嵌入式系统的定义、特点及其在现代社会中的广泛应用，通过一系列生动的案例，让读者直观感受嵌入式系统如何渗透到我们生活的方方面面，例如智能家居、工业自动化、医疗设备、汽车电子等。接着，我们将深入介绍嵌入式系统的硬件构成，重点解析微控制器（MCU）和微处理器（MPU）的核心架构，包括CPU、内存、外围接口（如GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC等）的功能与工作原理。读者将了解到不同类型处理器的选择考量，以及存储器的种类（RAM、ROM、Flash）及其在嵌入式系统中的作用。此外，本部分还将详细阐述嵌入式操作系统的概念，介绍实时操作系统（RTOS）的独特优势，如任务调度、中断处理、进程间通信等，并对几种主流的嵌入式操作系统（如Linux、FreeRTOS、VxWorks等）进行初步的介绍和比较。 第二部分：嵌入式系统开发工具与方法 掌握高效的开发工具和方法是嵌入式系统开发的关键。本部分将聚焦于嵌入式软件开发的整个生命周期。我们将介绍常用的集成开发环境（IDE），包括如何配置交叉编译环境、设置调试器，以及进行代码下载和烧写。读者将学习到汇编语言和C语言在嵌入式开发中的重要性，并了解如何编写高效、可靠的嵌入式C代码，包括指针的正确使用、内存管理的技巧以及位操作。此外，我们还将深入探讨嵌入式系统的调试技术，包括使用仿真器（Emulator）、逻辑分析仪（Logic Analyzer）、示波器（Oscilloscope）等硬件调试工具，以及软件断点、单步执行、查看内存和寄存器等软件调试方法。版本控制系统（如Git）在团队协作中的应用也将得到强调，帮助读者掌握代码管理和协同开发的最佳实践。 第三部分：嵌入式系统硬件接口与驱动开发 硬件与软件的深度结合是嵌入式系统的核心。本部分将带领读者深入理解各种硬件接口的工作原理，并学习如何编写相应的驱动程序。我们将详细讲解数字输入/输出（GPIO）的配置与控制，如何通过GPIO控制LED、按键等外部设备。定时器（Timer）和计数器（Counter）的应用将被深入探讨，它们在PWM生成、脉冲测量、延时控制等方面的功能将通过实例得以展示。模数转换（ADC）和数模转换（DAC）的原理与应用，将帮助读者理解如何处理模拟信号。通信接口方面，UART（通用异步收发传输器）用于串行通信，SPI（串行外设接口）和I2C（集成电路总线）用于片上设备之间的通信，这些接口的通信协议、硬件连接和软件驱动编写将得到详尽的阐述。中断机制是嵌入式系统响应外部事件的核心，本部分将详细介绍中断的产生、响应和处理流程，以及如何编写高效的中断服务程序。 第四部分：嵌入式系统软件设计与高级技术 在掌握了基础的硬件接口和驱动开发之后，本部分将引导读者进入更高级的软件设计领域。我们将重点介绍嵌入式实时操作系统（RTOS）的深入应用。这包括任务（Task）的创建、管理、优先级调度、任务间通信（如信号量、互斥锁、消息队列、事件标志组等）的机制，以及如何利用RTOS来构建复杂的并发系统。中断与任务的协同工作，如何将中断处理与RTOS相结合，以提高系统的响应速度和实时性，也将是本部分的重点。嵌入式系统中的内存管理，包括堆（Heap）和栈（Stack）的分配与回收，以及如何处理内存碎片，是保证系统稳定性的关键。此外，我们将探讨嵌入式系统中的功耗管理技术，介绍低功耗模式、时钟门控等，以延长电池供电设备的工作时间。网络通信在现代嵌入式系统中日益重要，本部分将介绍TCP/IP协议栈在嵌入式设备上的应用，以及常见的通信协议（如HTTP、MQTT）的使用。 第五部分：嵌入式系统应用实例与项目实践 理论知识需要通过实践来巩固和提升。本部分将通过一系列精心设计的应用实例，帮助读者将所学知识融会贯通，并掌握实际的项目开发流程。我们将选择几个典型而具有代表性的应用场景，例如： 智能家居设备控制： 利用微控制器和无线通信模块，实现对家电的远程控制和状态监测。 工业传感器数据采集与传输： 结合各类传感器，通过实时操作系统和网络协议，将采集到的数据实时传输到上位机进行分析。 嵌入式设备固件升级（OTA）： 探讨如何设计安全的固件升级机制，保证设备的长期可维护性。 简单的机器人控制： 利用电机驱动、传感器反馈和任务调度，实现机器人的基本运动和感知功能。 在每个实例中，我们将从需求分析、硬件选型、软件架构设计、代码实现、调试测试等全流程进行讲解，引导读者独立完成一个小型的嵌入式项目。通过这些实践项目，读者将不仅能加深对嵌入式系统各个环节的理解，更能培养解决实际工程问题的能力，为未来从事嵌入式系统开发打下坚实的基础。 本书力求理论与实践相结合，语言通俗易懂，配以丰富的图示和代码示例，旨在成为嵌入式系统初学者和进阶者的理想参考读物。

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**第四段评价：** 我最近在研究《面向对象的软件工程方法论》，这本书给我的感觉是，它几乎完全脱离了传统的机电一体化思维定式。它试图用纯软件工程的视角来重塑对控制系统的认知，强调模块化、接口清晰和可维护性。书中大量使用了UML图和设计模式（如观察者模式、状态模式）来描述一个状态机的行为和数据流。这对于构建大型、分布式、需要频繁迭代升级的软件架构非常有帮助，比如现代的机器人操作系统（ROS）的架构思想就与此不谋而合。然而，对于那些主要工作在线性、时序严格的单回路控制现场（比如一些老旧的化工流程控制），这本书的抽象层次显得过高，甚至有些矫枉过正。它更像是一本高级软件架构设计指南，而非一本聚焦于“实时响应”的专业手册。

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**第五段评价：** 拜读了《过程仪表与测量技术》，这本书的内容非常贴近实际的生产环境，可以说是控制工程师的“工具箱”。它详尽地介绍了热电偶、压力变送器、流量计等各类现场仪表的选型标准、安装注意事项以及误差分析。作者对于测量误差的分类和校准方法的描述极其细致，特别是关于“漂移”和“滞后”的讨论，非常具有实战价值。我特别喜欢其中关于仪表选型流程图的部分，直接可以拿来当工作SOP（标准作业程序）。不过，这本书的侧重点明显偏向于“采集”和“显示”，对于采集到的信号如何进入上位系统进行“决策”和“执行”的环节，涉及较少，更像是一本优秀的仪表技术手册，而不是一套完整的控制系统搭建指南。如果能增加一些关于智能仪表（如基于HART协议的仪表）的配置和诊断内容，那就更完美了。

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**第一段评价：** 最近一口气读完了这本《现代工业自动化原理》，实在是让人耳目一新。作者对工业控制系统从基础概念到实际应用的阐述，可以说是深入浅出，尤其是在讲述PLC（可编程逻辑控制器）编程逻辑时，结合了大量的实际案例，让人很容易就能将理论知识与车间生产场景联系起来。书中对各种传感器和执行器的性能分析非常到位，对于初入这个领域的新手来说，无疑是一本极好的入门指南。不过，我个人觉得在网络化控制方面，比如工业以太网和SCADA系统的集成深度上，可以再增加一些前沿的探讨，毕竟现在“工业4.0”的概念越来越火热，未来的控制系统必然是高度互联的。整体来说，这本书的结构清晰，图表绘制精美，是技术人员案头必备的参考书，为理解复杂工业环境下的自动化决策机制打下了坚实的基础。

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**第三段评价：** 《数据结构与算法在优化问题中的应用》这本书，从一个完全不同的角度切入了工程控制的核心——如何“算得快”和“算得准”。这本书的重点完全不在于硬件接口或者现场总线协议，而是专注于如何使用先进的算法来求解那些传统PID控制难以应对的复杂优化问题，比如多变量耦合系统的解耦控制、模糊逻辑推理在非线性系统中的应用等。我特别欣赏作者在讲解遗传算法和粒子群优化时，清晰地指出了它们在收敛速度和全局最优解探索方面的优缺点。唯一的遗憾是，书中虽然提到了仿真验证的重要性，但对于如何将这些复杂的数学模型高效地部署到资源受限的嵌入式控制器中，缺乏实操指导，这使得理论和工程实践之间存在一个不小的鸿沟。这本书更适合那些有较强数学背景，希望从事控制理论研究或高级算法开发的人士。

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**第二段评价：** 我抱着极大的期望翻开了《嵌入式系统设计与实践》，但说实话，这本书的某些章节读起来有些晦涩。它似乎更侧重于底层硬件的寄存器操作和实时操作系统（RTOS）的内核剖析，对于如何在高层次上构建一个稳定可靠的控制算法流程，着墨不多。例如，在讨论中断处理和任务调度时，作者过多地引用了某个特定型号的微处理器手册中的细节，这使得对于那些使用其他平台的人来说，实用性大打折扣。我希望书中能提供更通用的设计模式和设计哲学，而不是仅仅局限于特定硬件的“教科书式”讲解。尽管如此，如果你需要深入研究实时操作系统的时间约束和资源管理机制，这本书还是能提供一些硬核的干货，但对于希望快速上手构建一个完整控制应用的设计者来说，可能需要搭配其他更偏向应用层面的书籍一起阅读。

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