微型计算机系统原理及应用习题解答与实验指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:清华大学出版社

作者:周明德

出品人:

页数:200

译者:

出版时间:2007-1

价格:19.00元

装帧:

isbn号码:9787302141211

丛书系列:

图书标签:

• 清华教材
• 电气工程
• faef
• 微型计算机
• 系统原理
• 应用
• 习题解答
• 实验指导
• 计算机基础
• 电子技术
• 教材
• 教学
• 高等教育

《现代嵌入式系统设计与开发实战》 内容概述： 本书聚焦于现代嵌入式系统的设计、开发与应用，旨在为读者提供一套系统、深入的学习路径，从基础概念到高级技巧，覆盖嵌入式系统工程师在实际工作中所需的核心知识和实践技能。全书共分为六大部分，逻辑清晰，层层递进，确保读者能够扎实掌握嵌入式系统开发的全貌。 第一部分：嵌入式系统基础理论与硬件平台解析 本部分是整个嵌入式系统学习的基石，详细阐述了嵌入式系统的基本概念、特点、发展趋势以及典型的硬件组成。 嵌入式系统概述： 深入剖析了嵌入式系统与通用计算机系统的区别与联系，讲解了其在工业控制、消费电子、医疗设备、汽车电子等领域的广泛应用，并展望了物联网（IoT）、人工智能（AI）等新兴技术对嵌入式系统带来的革新。 微处理器与微控制器： 详细介绍了不同架构的微处理器（如ARM、MIPS、RISC-V）和微控制器（如AVR、PIC、STM32系列）的工作原理、指令集、寄存器结构、存储器管理单元（MMU）/内存保护单元（MPU）等核心概念。重点讲解了CPU流水线、中断机制、DMA控制器等对系统性能至关重要的硬件模块。 存储器系统： 深入探讨了嵌入式系统中常用的各类存储器，包括RAM（SRAM、DRAM）、ROM（Flash、EEPROM）、NOR Flash、NAND Flash等。详细讲解了它们的读写时序、接口方式、存储容量、速度与功耗的权衡，以及如何根据应用需求选择合适的存储器。 外围接口与通信协议： 全面介绍了嵌入式系统中常见的输入/输出接口，如GPIO（通用输入输出）、UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路总线）、CAN（控制器局域网）、USB（通用串行总线）、Ethernet（以太网）等。详细讲解了这些接口的工作原理、通信时序、数据格式以及在实际应用中的配置与调试方法。 典型嵌入式硬件平台分析： 以当前主流的嵌入式开发板（如树莓派、Arduino、STM32 Nucleo/Discovery系列）为例，对它们的硬件架构、核心芯片、关键外设、接口资源进行深入剖析，帮助读者建立直观的硬件认知。 第二部分：嵌入式软件开发环境与工具链 本部分为读者构建起完整的嵌入式软件开发流程，从开发环境搭建到高效的代码调试，提供详尽的指导。 交叉编译环境搭建： 详细讲解了如何搭建适用于不同目标平台的交叉编译工具链（如GCC for ARM），包括编译器的安装、配置以及常用的编译选项。 嵌入式操作系统（RTOS）入门： 详细介绍了实时操作系统（RTOS）的核心概念，如任务调度、进程间通信（IPC）、中断管理、内存管理、定时器等。重点讲解了FreeRTOS、RT-Thread等主流RTOS的API接口、使用方法和内核机制。 Bootloader与固件加载： 深入讲解了Bootloader在嵌入式系统启动过程中的作用，包括初始化硬件、加载操作系统或应用程序。介绍了几种常见的Bootloader实现方式（如U-Boot），以及固件的烧录与更新机制。 集成开发环境（IDE）与代码编辑器： 介绍并演示了主流嵌入式IDE（如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、VS Code结合PlatformIO/CMake）的使用技巧，包括项目创建、代码编辑、编译链接、下载调试等全过程。 版本控制系统（Git）： 强调了版本控制在团队协作和项目管理中的重要性，详细介绍了Git的基本命令、分支管理、代码合并等，帮助读者养成良好的代码管理习惯。 第三部分：嵌入式系统驱动程序开发实战 驱动程序是连接硬件与软件的桥梁，本部分将带领读者深入理解和编写各类嵌入式驱动。 GPIO驱动开发： 学习如何通过编程控制GPIO的输入输出功能，实现LED闪烁、按键检测等基本操作。 UART驱动开发： 掌握UART的串口通信原理，实现与其他设备（如PC、GPS模块）的数据交互。 SPI/I2C驱动开发： 学习如何通过SPI/I2C接口与外部传感器、存储器、显示屏等设备进行通信，编写相应的驱动程序。 定时器与中断驱动： 深入理解定时器的工作模式和中断处理机制，实现周期性任务、事件触发等功能。 ADC/DAC驱动开发： 学习如何使用模数转换器（ADC）采集模拟信号，以及使用数模转换器（DAC）输出模拟信号。 显示屏驱动开发： 重点讲解LCD（液晶显示器）和OLED（有机发光二极管）等显示屏的驱动原理，实现字符、图形的显示。 网络接口驱动（Ethernet/Wi-Fi）： 介绍嵌入式系统中的网络通信，讲解Ethernet MAC/PHY以及Wi-Fi模块的驱动开发，实现设备联网功能。 第四部分：嵌入式系统高级主题与优化 本部分将深入探讨嵌入式系统开发中的高级技术，以应对复杂应用场景和性能挑战。 嵌入式Linux系统移植与开发： 详细介绍嵌入式Linux的编译、移植（如Buildroot、Yocto）、根文件系统构建、内核配置与驱动开发。重点讲解Linux下用户空间与内核空间的交互方式。 多线程与并发编程： 学习在RTOS或嵌入式Linux环境下进行多线程编程，掌握任务同步、互斥、信号量等并发控制机制，提高系统效率与响应速度。 嵌入式数据库应用： 介绍SQLite等轻量级数据库在嵌入式设备上的应用，讲解数据存储、查询、管理的方法。 嵌入式通信协议栈： 深入讲解TCP/IP协议栈在嵌入式系统中的应用，以及MQTT、CoAP等轻量级IoT通信协议的设计与实现。 电源管理与低功耗设计： 探讨嵌入式系统中低功耗设计的策略与技巧，包括CPU休眠模式、外设功耗控制、电池寿命优化等。 嵌入式系统安全： 介绍嵌入式系统的常见安全威胁，以及加密解密、访问控制、固件更新安全等安全加固技术。 第五部分：嵌入式系统应用案例分析与实战项目 本部分通过一系列贴近实际的案例，将理论知识转化为实践能力。 智能家居控制系统： 设计并实现一个基于Wi-Fi/Zigbee的智能家居中心，可以控制灯光、电器等设备。 工业自动化数据采集与监控： 构建一个基于CAN总线的工业数据采集节点，实现传感器数据的实时采集与传输。 嵌入式GUI应用开发： 使用LVGL等嵌入式GUI库，为嵌入式设备开发用户友好的图形界面。 嵌入式视觉与图像处理： 介绍OV系列摄像头等图像传感器，讲解图像采集、预处理及简单的图像识别应用。 物联网设备端开发： 结合上报传感器数据到云平台（如阿里云IoT、AWS IoT），完成一个完整的物联网设备端应用。 第六部分：嵌入式系统调试、测试与性能优化 本部分为读者提供了系统性的调试与优化方法，确保嵌入式产品的稳定性和高性能。 硬件调试技术： 详细介绍示波器、逻辑分析仪、JTAG/SWD调试器等常用硬件调试工具的使用方法，以及如何分析波形、信号时序。 软件调试方法： 讲解断点调试、单步执行、变量监视、内存查看等软件调试技巧，以及如何利用printf、日志系统进行问题定位。 嵌入式系统测试： 介绍单元测试、集成测试、系统测试在嵌入式开发中的应用，以及测试用例的设计与执行。 性能分析与优化： 讲解CPU占用率分析、内存泄漏检测、代码效率优化等技术，帮助读者提升嵌入式系统的运行效率和响应速度。 故障排查与问题定位： 提供一套系统性的故障排查流程，指导读者在遇到疑难问题时如何快速、有效地定位和解决。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 每章都提供了丰富的代码示例和详细的操作步骤，让读者在学习理论的同时，能够动手实践。 覆盖面广，内容深入： 从基础的硬件原理到高级的操作系统和网络应用，全面覆盖嵌入式系统开发的各个环节。 注重实战，案例丰富： 提供了多个贴近实际的开发案例，帮助读者将所学知识应用于解决实际问题。 技术前沿，紧跟趋势： 关注物联网、人工智能等新兴技术在嵌入式领域的应用，为读者未来的发展指明方向。 语言通俗易懂，逻辑清晰： 采用清晰的逻辑结构和生动的语言，降低了学习门槛，适合不同层次的读者。 目标读者： 高等院校计算机科学、电子工程、自动化等相关专业的学生。 有志于从事嵌入式系统开发、软硬件工程师、IoT开发者、产品经理等职业的初学者和在职人员。 对嵌入式系统技术感兴趣的爱好者。 通过学习《现代嵌入式系统设计与开发实战》，读者将能够系统地掌握嵌入式系统的核心技术，具备独立设计、开发和调试嵌入式应用的能力，为投身于蓬勃发展的嵌入式产业打下坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，仿佛完成了一次从宏观到微观的彻底探索之旅。它对指令集架构（ISA）的选择和设计哲学进行了深入探讨，这部分内容处理得极为细腻。作者没有简单地罗列指令，而是侧重于解释不同指令集（如RISC与CISC的演变趋势）背后的设计取舍和历史必然性。在分析特定指令的执行流程时，它深入到了寄存器状态和控制信号的层面，这对于希望进行底层汇编编程或者系统内核开发的人来说，提供了不可或缺的基石。这种从上层应用视角回溯到底层硬件实现的叙事结构，保证了读者既能掌握宏观的系统架构，又不至于在细节处迷失方向。它的逻辑衔接非常流畅，确保了知识点的递进关系是严密且无缝的。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的另一个深刻印象是它在实践指导方面的深度和广度。很多理论书籍往往止步于概念阐述，但这本书的配套实验指导部分，简直就是一本实战手册。它提供的不仅仅是简单的“如何搭建电路”的说明，更重要的是指导读者去思考“为什么这样设计会更有效率”。例如，在讲解内存管理单元（MMU）的实验部分，它没有仅仅停留在虚拟地址到物理地址的转换公式上，而是引导我们去模拟缓存的命中与未命中场景，直观地感受内存访问速度对系统性能的影响。这种强调动手操作和结果分析的学习方式，极大地提升了学习的趣味性和有效性。通过这些实验，那些曾经晦涩难懂的术语，如流水线延迟、中断处理时序等，都变得有血有肉，让人对系统性能优化有了更直观的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示质量，也为整体学习体验增色不少。在处理时序图和架构框图时，设计者显然投入了极大的精力，所有的线条、标记和颜色区分都清晰明了，有效降低了阅读复杂图表的认知负荷。我尤其欣赏它在解释异步通信协议时的插图，那种将数据包的发送、接收、确认过程绘制成动态流程图的方式，比纯文字描述要高效得多。此外，书中的术语表和索引做得非常详尽，当你在阅读后续章节时遇到不确定的概念，可以迅速回溯到首次出现的定义处进行核对。这种对细节的关注，体现了编者对读者学习体验的充分尊重，使得它成为了一本可以长期放在手边的参考工具书，而非仅仅是一次性的考试用书。

评分☆☆☆☆☆

这本关于微型计算机系统原理及应用的教材，从基础概念的引入到复杂的系统架构讲解，都展现出了非常扎实的理论功底。尤其是它对硬件与软件接口部分的深入剖析，对于理解现代计算机系统的工作机制非常有帮助。作者似乎非常擅长将抽象的数字电路原理转化为易于理解的逻辑流程，这一点在讲解CPU的工作周期和存储器层次结构时尤为突出。书中对不同类型的总线协议的对比分析也相当到位，清晰地勾勒出了数据如何在系统内部高效传输的路径。对于初学者来说，可能需要一些时间来消化其中的硬核技术细节，但对于有一定电子或计算机基础的读者而言，这是一本极佳的进阶参考书，能有效填补理论知识与实际应用之间的鸿沟。它不仅仅是知识的堆砌，更像是一张精细的系统蓝图，引导读者一步步看清微型计算机这个复杂机器的每一个核心部件是如何协同工作的。

评分☆☆☆☆☆

如果要对这本书的适用人群下一个精准的定位，我会说，它非常适合那些不满足于停留在应用层编程的工程师和学生。它迫使你跳出“调用函数”的舒适区，去直面计算机运行的底层真相。书中对固件（Firmware）与引导加载（Bootloading）过程的描述，虽然篇幅不占绝对多数，但其深度足以让人对操作系统启动机制产生全新的认识。它成功地架起了一座从硬件电路到高级操作系统之间的桥梁，使得抽象的软件概念能够找到坚实的硬件依托。对于那些正在为嵌入式开发或操作系统内核编写打基础的读者来说，这本书提供的“系统思维”，远比具体的代码示例来得宝贵和持久。它塑造的不仅是技能，更是理解计算科学本质的视角。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆