具体描述
本书主要介绍单片机的C51语言和汇编语言混合编程方法，大部分篇幅是针对单片机接口芯片的C51语言和汇编语言编程实例。依次介绍单片机接口芯片功能、与单片机连接电路图汇编语言程序、被调汇编语言程序、调用汇编语言的C51语言程序以及使用注意事项。
本书共12章，第1章是绪论，介绍混合编程的方法；第2～10章针对9种特殊芯片介绍混合编程；第11章介绍若干看门狗芯片的使用方法；第12章主要介绍单片机与单片机以及PC机与单片机的多机通信。
本书适用于C51高级语言和A51汇编语言的初学者。书中C高级语言和汇编语言的程序实例，为笔者多年工作积累所得，并全部经过实际调试。对于有一定基础的人，书中的模块可直接使用。本书既可供工程技术人员参考，也可作为各工科大、专院校和中等专业学校的单片机辅助或参考资料。
好的，这是一本名为《现代嵌入式系统设计与实践：基于Cortex-M微控制器的高级应用》的图书简介，旨在涵盖除您提到的“单片机C语言和汇编语言混合编程实例详解”之外的嵌入式系统开发前沿主题。 --- 现代嵌入式系统设计与实践：基于Cortex-M微控制器的高级应用 图书简介 在当今快速迭代的物联网（IoT）、工业自动化和消费电子领域，嵌入式系统正朝着更高性能、更低功耗和更强实时性的方向发展。本书《现代嵌入式系统设计与实践：基于Cortex-M微控制器的高级应用》正是在这一背景下应运而生，它专注于ARM Cortex-M系列微控制器（如STM32、NXP LPC、Silicon Labs EFM32等主流平台）在现代嵌入式软件架构、操作系统移植和高级外设驱动开发中的深度应用。本书旨在为具备一定微控制器基础知识的工程师和高级学生提供一条从传统裸机编程迈向专业、高效、可维护的嵌入式软件开发的进阶路径。 本书内容紧密围绕当前业界对嵌入式软件工程化、实时性要求和系统安全性的关注点展开，完全侧重于使用高级C语言、面向对象设计原则以及实时操作系统（RTOS）的实践应用，并辅以必要的硬件抽象层（HAL）设计理念，不涉及底层汇编语言的直接教学和混合编程的细节。 --- 第一部分：Cortex-M架构的高效C语言编程与软件工程 本部分旨在巩固和深化读者对Cortex-M内核（如M3/M4/M7）的理解，重点在于如何利用现代C语言特性和软件工程的最佳实践，构建健壮、可扩展的嵌入式应用。 1.1 Cortex-M内核架构的深入剖析与优化 详细解析Cortex-M的流水线结构、特权级别（Privileged/Unprivileged）和内存保护单元（MPU）的工作机制。重点探讨如何根据内核特性，编写出更高效、更符合流水线预取和缓存策略的C代码，包括函数调用约定、寄存器使用规范，以及堆栈帧的管理艺术。 1.2 结构化与面向对象在嵌入式C中的应用 本书倡导使用现代软件设计模式来应对日益复杂的嵌入式软件需求。我们将深入探讨如何在纯C语言环境中模拟面向对象的设计（如使用结构体指针、函数指针表实现多态性），设计可重用、易于维护的驱动模块。涵盖状态机设计、资源管理模式（如RAII思想在嵌入式C中的体现）等高级话题。 1.3 嵌入式C语言的严格规范与静态分析 讨论MISRA C:2012等行业标准在嵌入式项目中的应用，强调代码的可靠性和可移植性。介绍如何集成静态分析工具（如PC-Lint、Cppcheck）到嵌入式开发工作流中，实现对潜在错误和不安全编码习惯的早期捕获，确保代码质量达到工业级标准。 --- 第二部分：实时操作系统（RTOS）的精通与应用 实时操作系统是现代复杂嵌入式系统的核心。本部分将以FreeRTOS（或Zephyr/RT-Thread等主流RTOS）为主要载体，全面覆盖RTOS的配置、任务调度、同步机制和内存管理。 2.1 RTOS内核机制的原理与定制 深入剖析任务调度算法（如固定优先级抢占式、时间片轮转），事件组、信号量、互斥锁等关键同步原语的内部实现原理。指导读者如何根据特定应用场景定制内核配置，优化上下文切换开销。 2.2 跨任务通信与数据流设计 讲解队列（Queue）、消息邮箱（Message Mailbox）的正确使用，重点关注如何设计高效、无死锁的数据通信管道。讨论生产者-消费者模型在传感器数据采集与处理流程中的具体实现，确保数据完整性和实时性。 2.3 内存管理与堆栈溢出防御 RTOS环境下的内存碎片化是一个常见难题。本章将对比讲解内核提供的堆内存管理策略（如固定大小块分配器），并介绍如何通过运行时栈溢出检测机制和内存池技术，增强系统的鲁棒性，有效预防因堆栈使用不当导致的系统崩溃。 --- 第三部分：硬件抽象层（HAL）设计与高级外设驱动 为了实现代码的可移植性和架构解耦，建立清晰的硬件抽象层至关重要。本部分将聚焦于如何设计和实现跨平台的驱动框架。 3.1 统一的硬件抽象层（HAL）设计哲学 阐述HAL的层次结构（BSP层、驱动层、应用层），强调接口定义的稳定性和数据结构的清晰性。重点介绍如何设计一套通用的API，使得应用代码可以平滑迁移到不同供应商的Cortex-M芯片上。 3.2 高级通信协议栈的嵌入式实现 详细讲解如何基于中断和DMA机制，高效地实现复杂的通信协议栈，包括： TCP/IP协议栈移植与优化：在资源受限的微控制器上运行LwIP等轻量级协议栈，重点解决内存池的分配与网络数据包的处理效率。 USB设备/主机模式的驱动开发：讲解如何利用Cortex-M的USB控制器实现高吞吐量的数据传输，并遵循USB类规范。 3.3 驱动程序的异步化与DMA深度应用 彻底摆脱阻塞式I/O是提升实时性的关键。本章将指导读者如何将传统的轮询/中断驱动外设访问，转化为基于DMA（直接内存访问）的异步操作。深入分析ADC、SPI、USART等外设的DMA模式配置，以释放CPU资源，专注于上层算法的执行。 --- 第四部分：系统调试、性能分析与安全性基础 现代嵌入式开发离不开高效的调试手段和对系统性能的量化分析。 4.1 复杂系统调试与错误定位 介绍JTAG/SWD接口的高级调试技巧，如断点条件设置、数据观察点（Data Watchpoints）的使用，以及在RTOS环境中进行任务级调试的策略。重点讲解如何利用CoreSight架构的追踪功能，进行系统级的事件追踪（Tracing）。 4.2 性能分析与能效优化 教授使用性能分析工具（Profiling Tools）来识别代码中的热点区域。讨论如何量化分析任务切换时间、中断延迟（Latency），以及如何通过调整编译器优化级别和代码布局来达成能耗最小化目标，特别是在电池供电设备中的应用。 4.3 嵌入式系统基础安全实践 鉴于安全威胁日益增加，本书将介绍嵌入式系统面临的基本安全挑战，并提供基于Cortex-M特性的防御措施，例如：利用MPU（内存保护单元）隔离关键代码段和用户数据，防止非法访问；以及安全启动（Secure Boot）的基本概念和实现思路。 --- 总结 《现代嵌入式系统设计与实践：基于Cortex-M微控制器的高级应用》是一本面向实战、注重软件工程化的进阶指南。它将引导读者超越基础的硬件寄存器操作和简单的C/汇编混合调用，专注于构建高性能、高可靠性、易于维护的现代嵌入式软件系统。通过对Cortex-M架构的深入理解、RTOS的精湛运用以及先进的驱动设计理念的掌握，读者将能够胜任当前行业内对复杂嵌入式软件架构师的严格要求。
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