MCS-51单片机原理及应用开发技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国铁道出版社

作者:钟睿主编

出品人:

页数:253

译者:

出版时间:2006-8

价格:26.00元

装帧:

isbn号码:9787113073268

丛书系列:

图书标签:

• MCS-51单片机
• 单片机原理
• 单片机应用
• 嵌入式系统
• C51
• 开发技术
• 电子工程
• 微控制器
• 硬件设计
• 实践教程

好的，以下是针对您的要求，为您构思的一份图书简介，该简介描述的是一本不包含《MCS-51单片机原理及应用开发技术》内容的图书，重点突出其自身特点，力求详细且自然。 --- 《嵌入式系统设计与Linux内核裁剪实践》图书简介 导言：迈向现代嵌入式开发的深水区 在当今信息技术飞速发展的浪潮中，嵌入式系统已不再是简单的微控制器应用，而是构筑万物互联（IoT）、人工智能边缘计算以及高可靠性工业控制的核心基石。传统的基于特定微控制器架构（如MCS-51、AVR等）的教学和实践，虽然奠定了数字逻辑和基础编程的根基，但已难以支撑现代复杂系统的需求。 本书《嵌入式系统设计与Linux内核裁剪实践》，正是在这一背景下应运而生。它将读者的视野从经典的8位或16位微控制器范畴，彻底导向当前主流的、功能更强大、更开放的基于ARM架构和嵌入式Linux平台的先进开发领域。我们深知，掌握实时操作系统（RTOS）的概念和Linux的深度定制能力，是成为合格的现代嵌入式工程师的必经之路。 第一部分：现代嵌入式系统架构的基石 本卷内容旨在为读者构建一个坚实的、面向当代主流硬件的认知框架。我们完全不涉及MCS-51系列单片机的具体指令集、内部寄存器结构或其汇编语言编程细节。 1.1 ARM处理器体系结构深度解析 我们聚焦于Cortex-A系列及Cortex-M系列的最新特性。内容涵盖ARMv8-A的64位架构基础，特权级（EL0到EL3）的划分与切换机制，内存管理单元（MMU）的工作原理，以及如何利用缓存一致性协议来优化性能。重点分析了流水线、分支预测等现代处理器设计对软件性能的实际影响，而非基础的指令执行周期计算。 1.2 硬件抽象层（HAL）与平台驱动模型 介绍现代嵌入式平台如何通过统一的硬件抽象层与上层应用解耦。深入探讨设备树（Device Tree）在系统启动中的核心作用，它如何描述非嵌入式BIOS的异构硬件资源。我们将详细演示如何编写和调试平台相关的初始化代码，这与在特定MCU上直接操作I/O寄存器的模式有着本质区别。 第二部分：嵌入式Linux的裁剪、编译与移植 这是本书的核心价值所在，它标志着从裸机或简单RTOS环境向复杂多任务、支持网络协议栈的完整操作系统的跨越。 2.1 编译工具链的构建与交叉编译 读者将学习如何使用Yocto Project或Buildroot等工具链生成平台专用的交叉编译环境。详细介绍C/C++标准库的移植（如glibc, uClibc, musl）及其对系统性能和内存占用的权衡。此部分内容完全侧重于工具链的配置和管理，与特定旧架构的编译器环境配置无关。 2.2 嵌入式Linux内核的精简与定制 我们花费大量篇幅讲解如何通过`make menuconfig`对Linux内核进行瘦身（Trimming）。内容包括： 内核配置哲学： 仅包含目标系统所需驱动和特性（如文件系统、网络协议栈模块的选择）。 驱动的模块化与内置化： 如何确定哪些驱动应该编译成模块（.ko），哪些必须直接编译进内核映像（vmlinuz），以优化启动时间和内存占用。 Bootloader（U-Boot）与内核的协同工作： 讲解如何配置U-Boot传递正确的设备树Blob（DTB）到内核，实现内核的成功解压和初始化。 2.3 根文件系统的构建与优化 不同于传统的仅包含少量程序的简单存储空间，现代嵌入式系统需要灵活的文件系统。本书详细阐述了CramFS、SquashFS等只读文件系统的优势，以及OverlayFS在系统更新和恢复机制中的应用。重点在于如何通过BusyBox等工具，定制一个最小化的用户空间，剔除所有不必要的Shell工具和库文件，以最大程度地减少系统占用。 第三部分：系统调试、驱动开发与性能分析 完成了基础的系统移植后，接下来的工作是确保系统的稳定性和效率。 3.1 驱动开发：面向Linux子系统的实践 本书专注于Linux驱动模型，而非底层硬件中断向量表的手动设置。内容包括： 字符设备驱动的框架： `file_operations`结构体的实现、`ioctl`的正确使用。 平台总线驱动： 如何将设备树中描述的硬件资源（I/O地址、中断号）安全地映射到内核空间。 中断处理的上下文分离： 区分顶半部（快速处理）和底半部（延时处理，如使用Tasklets或Workqueues）。 3.2 实时性分析与性能调优 针对需要低延迟的应用，我们介绍了Linux内核的实时性增强技术，如PREEMPT_RT补丁的引入和配置。此外，利用`ftrace`、`perf`等内核内置工具，对系统调用延迟、中断延迟进行精确测量和分析，指导读者定位性能瓶颈。这与早期嵌入式系统中通过简单计时器函数进行粗略测速的方法截然不同。 3.3 内存管理与内核调试 系统级调试是关键技能。我们将讲解kdump/kexec机制用于捕获内核崩溃（Kernel Panic）的场景，以及如何利用JTAG/SWD接口配合GDB对Linux内核进行远程调试。同时，深入探讨CMA（Contiguous Memory Allocator）在分配大块连续物理内存给驱动（如图形或DMA）时的重要性。 结语 《嵌入式系统设计与Linux内核裁剪实践》旨在将有志于从事高性能、高可靠性嵌入式产品开发的工程师，从基础的单片机编程思维中解放出来，直接对接业界主流的、复杂且灵活的嵌入式Linux开发流程。本书的每一个章节，都聚焦于现代复杂系统的抽象、定制和优化，为读者提供了一套完整的、面向未来十年的嵌入式开发能力体系。 --- (总字数约为 1550 字)

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