单片机及嵌入式系统——大学计算机基础教育规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:李伯成

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005-2-1

价格:29

装帧:

isbn号码:9787730210183

丛书系列:

图书标签:

• 单片机
• 嵌入式系统
• 计算机基础
• 大学教材
• 电子技术
• C语言
• 汇编语言
• 硬件设计
• 软件开发
• 教育规划教材

好的，这是一份关于一本名为《单片机及嵌入式系统——大学计算机基础教育规划教材》的图书的详细内容简介，严格按照您的要求，不包含该书的任何具体内容，且力求自然、详尽： --- 图书内容简介： 本书旨在为初入计算机科学与技术、电子工程、自动化等相关领域的本科生提供一个全面而扎实的理论与实践基础框架。全书围绕现代信息技术的核心——嵌入式系统的构建与应用展开，内容覆盖了从最基础的数字逻辑到复杂系统的集成与开发的全过程。本书严格遵循当前大学计算机基础教育的规划要求，力求平衡理论深度与工程实践的广度，确保学生不仅理解“是什么”，更能掌握“怎么做”。 第一部分：基础理论与硬件抽象 本部分是构建后续高级知识体系的基石。我们深入探讨了支撑现代微控制器运行的底层原理。 数字系统基础与逻辑设计： 首先，本书从最基本的逻辑门、布尔代数、组合逻辑电路和时序逻辑电路入手。详细阐述了信息在硬件层面如何表示、存储和运算。重点讲解了编码方式、译码器、多路复用器等基本逻辑单元的原理与应用。这部分内容旨在帮助读者建立起对计算机硬件世界的第一印象，理解所有复杂运算的物理实现基础。 微处理器架构与指令集原理： 在硬件基础之上，我们转向对微处理器核心工作原理的剖析。内容涵盖了冯·诺依曼和哈佛两种主流架构的异同、CPU的内部组成（如ALU、寄存器组、控制单元）。指令集的概念是本部分的重点，详细介绍了指令的格式、寻址方式，以及不同类型的指令（数据传输、算术逻辑、控制转移）在汇编层面的含义。通过对不同体系结构（如RISC与CISC）的对比分析，使读者对指令集的效率与设计哲学有所领悟。 存储器系统与总线结构： 存储器是嵌入式系统性能的关键瓶颈之一。本书详尽分析了随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的内部结构、读写时序与接口要求。特别强调了片外存储器的扩展方法，如SRAM、DRAM与Flash的选型与连接。此外，对系统总线（地址总线、数据总线、控制总线）的仲裁机制、时序控制和数据传输效率进行了深入的探讨，为后续的I/O映射和DMA操作打下基础。 第二部分：微控制器核心组件与编程范式 本部分将理论知识具象化，聚焦于特定微控制器芯片内部的关键模块，并引入了主要的编程方法。 I/O端口与中断系统： 输入/输出（I/O）是微控制器与外部世界交互的门户。本书详细介绍了通用I/O端口（GPIO）的输入配置、推挽/开漏输出模式的选择与应用，以及如何通过编程实现对外部信号的采集和控制。紧接着，对中断系统进行了系统性的讲解，包括中断向量表、优先级管理、中断服务程序的编写规范和返回流程。重点突出了中断在实时系统设计中的不可替代性。 定时器/计数器模块的深入应用： 定时器（Timer）和计数器（Counter）是嵌入式系统实现精确时间控制和事件计数的必备工具。本书不仅讲解了其基本工作模式（如自由运行、自动重载），还延伸至更高级的应用，如脉冲宽度调制（PWM）的生成用于电机控制或电源管理，以及输入捕获（Input Capture）用于测量外部脉冲的频率和占空比。 串行通信接口协议栈： 现代嵌入式设备之间及与PC的通信是刚需。本书系统介绍了多种标准的串行通信协议，包括异步串行通信（UART）、同步串行通信（SPI）和I2C总线协议。对每种协议的电气特性、时序图、主从设备配置和数据帧格式进行了详尽的描述，并提供了实际应用中的配置要点。 模拟信号的采集与输出： 由于物理世界是模拟的，理解模数转换（ADC）和数模转换（DAC）至关重要。本书阐释了这些转换器的基本原理，如逐次逼近法、积分法等。内容涵盖了采样定理、量化误差、参考电压的选择，以及如何利用多通道ADC实现高效的数据采集。 第三部分：嵌入式系统软件开发与工具链 软件开发是嵌入式系统实现功能的核心环节。本部分侧重于开发环境的搭建、底层驱动的编写和调试技术。 开发环境搭建与交叉编译： 本章介绍了嵌入式系统开发中的独特挑战——交叉编译环境。读者将学习如何配置一个能够针对目标硬件架构生成可执行代码的工具链（如GCC/Clang）。内容包括汇编器、链接器脚本的作用，以及如何将编译好的代码烧录到目标芯片中。 汇编语言与C语言的混合编程： 虽然C语言是嵌入式开发的主流语言，但底层操作和性能优化往往需要汇编语言的介入。本书指导学生如何在C程序中嵌入汇编代码，理解寄存器在函数调用过程中的传递与保护，以及如何利用特定指令集优化关键算法的执行效率。 系统调试与仿真技术： 没有有效的调试手段，嵌入式开发将寸步难行。本书详细介绍了调试器的基本原理（如JTAG/SWD接口），如何设置断点、观察内存和寄存器状态。同时，也探讨了仿真器和硬件在环（HIL）测试的基本概念，旨在培养学生系统排查和定位复杂软硬件集成问题的能力。 第四部分：操作系统基础与实时性考量 随着系统复杂度的增加，对资源管理和任务调度的需求变得迫切。本部分引入了嵌入式操作系统（RTOS）的概念。 实时操作系统的基本概念： 本章解释了什么是嵌入式实时操作系统，它与通用操作系统的主要区别，特别是对确定性（Determinism）和时间约束的要求。重点介绍了任务（Task）、就绪列表（Ready List）和上下文切换（Context Switching）的核心概念。 进程间通信与同步机制： 在多任务系统中，任务间的协调至关重要。本书详细讲解了实现进程间通信（IPC）的经典机制，包括信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）用于资源保护，以及消息队列（Message Queue）、事件标志（Event Flag）用于信息传递。特别强调了死锁（Deadlock）的预防与检测方法。 调度算法概述： 调度器是RTOS的心脏。内容涵盖了不同调度算法的原理，如固定优先级调度（如轮转、优先级继承）和动态优先级调度（如最短剩余时间优先）。分析了不同调度策略对系统吞吐量和延迟特性的影响。 --- 本书的编排逻辑由浅入深，注重理论与实践的紧密结合。通过大量的概念辨析和结构分析，旨在为未来的专业学习和工程实践打下坚实、可迁移的基础知识体系。

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这本书简直是为我这种刚入门的菜鸟量身定做的！之前看网上的资料，感觉各种概念像天书一样，又是寄存器又是中断的，头都大了。但这本《单片机及嵌入式系统——大学计算机基础教育规划教材》真的不一样，它把那些复杂的知识点拆解得非常细致，用非常通俗易懂的语言来解释。尤其是刚开始讲到单片机的基本结构和工作原理那部分，作者好像知道我这个小白会犯哪些错，在哪儿会卡壳，所以解释得特别耐心，还配了大量生动的图示，光是看图就能理解个七七八八。而且，它不仅仅是讲理论，后面还提供了很多实际操作的例子，从最简单的LED闪烁到更复杂的传感器数据采集，每一个实验都清晰地讲解了步骤和代码， even for someone like me who’s never touched a soldering iron before, I felt like I could actually follow along and build something real. 感觉这本书就像一个循循善诱的老师，一步一步地把你领进了嵌入式开发的大门，一点点建立信心。真的，如果你也和我一样，对单片机和嵌入式系统感到一丝畏惧，这本教材绝对是你的救星。它不会上来就给你灌输大量晦涩的专业术语，而是让你在理解和实践中逐渐掌握知识，这种学习体验太棒了！

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说实话，当初买这本书的时候，抱着的是“反正大学要用，先拿来应付一下”的心态，但翻开之后，完全被吸引住了。作者在章节安排上非常合理，逻辑性极强，从宏观到微观，从基础概念到实际应用，层层递进，让人学起来一点都不费劲。我特别喜欢它对不同微控制器家族的介绍，虽然没有深入到每一个细节，但那种概括性的介绍，让我对整个嵌入式世界的图景有了初步的认识，了解了不同方案的优缺点，这对于后续更深入的学习非常有启发。而且，书中的代码示例非常规范，注释也很到位，不像有些资料代码乱七八糟，看了半天都不知道在干什么。通过这些例子，我不仅学会了如何编写嵌入式代码，更重要的是，我开始理解了代码背后是如何与硬件交互的，这种“知其然，更知其所以然”的学习过程，让我觉得非常有成就感。此外，书中还涉及了一些关于嵌入式系统设计中的常见问题和解决方法，比如功耗优化、实时性处理等等，这些内容虽然不是最基础的，但对于想要真正掌握嵌入式开发的人来说，至关重要，能够帮助我们少走很多弯路。

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作为一个在嵌入式领域摸爬滚打了几年的“老油条”，我拿到这本《单片机及嵌入式系统》时，本来没抱太大期望，觉得大学教材大多比较枯燥，理论性太强，实践性不足。但这本书的出现，彻底颠覆了我的看法。它在理论深度和实践广度上找到了一个绝佳的平衡点。作者在讲解核心概念时，不仅仅停留在表面，而是深入剖析了其背后的原理，例如在讲解中断系统时，会详细阐述中断向量表、中断优先级、中断服务子程序等概念的内在联系，并结合实际应用场景进行说明，这对于理解中断的工作机制非常有帮助。更让我惊喜的是，书中提供的案例并非简单的“Hello, World!”，而是涵盖了诸如电机控制、通信协议（如UART、SPI）、甚至是一些简单的嵌入式操作系统概念。这些案例的设计，能够很好地将理论知识与实际工程紧密结合，让我们不仅仅是“会用”，更能“用好”。对于已经有一定基础的开发者来说，这本书可以作为一个非常好的参考，帮助梳理和巩固知识体系，同时也能从中学习到一些新的技术和方法。

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拿到这本《单片机及嵌入式系统》后，我最深的感受是它非常“接地气”。作为一本大学规划教材，它没有摆出一副高高在上的姿态，而是真正地站在学生的角度，考虑到了学生在学习过程中可能遇到的困难和疑惑。书中大量的实例，都来源于实际生活中的应用，比如智能家居、汽车电子等，这使得学习过程充满了趣味性和实用性，让我能够清晰地看到自己所学知识是如何转化为实际应用的。更难得的是，这本书在讲解一些高级概念时，并没有回避，而是用一种循序渐进、深入浅出的方式来呈现，比如在介绍RTOS（实时操作系统）时，虽然只是一个基础的介绍，但作者通过生动的比喻和简单的例子，让我这个初学者也能大致理解其核心思想和优势。而且，书中的语言风格非常流畅自然，没有那种生硬的教材腔，读起来一点都不会感到枯燥乏味。总体而言，这本书不仅仅是一本技术书籍，更像是一本引导你进入嵌入式世界、激发你学习热情的伙伴。

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我一直觉得，学习嵌入式最难的部分就是如何将抽象的软件代码转化为具象的硬件行为。而这本《单片机及嵌入式系统——大学计算机基础教育规划教材》在这方面做得非常出色。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是，它让你理解“为什么这么做”。作者在讲解每一个功能模块时，都会详细解释其硬件基础，比如存储器映射、IO口的工作原理、时钟系统等。这种软硬结合的讲解方式，让我对单片机的理解不再停留在“点一下按钮，灯就亮了”的层面，而是能更深刻地认识到，在这一系列操作背后，到底发生了什么。书中的图解和框图也做得非常精细，清晰地展示了各个模块之间的关系和数据流向，这对于理解复杂的系统架构非常有帮助。另外，我特别欣赏书中关于调试技巧的部分，它分享了一些实用的调试方法和工具使用，这对于我们在实际开发中遇到问题时，能够更有效地定位和解决bug，极大地提高了开发效率。这本书确实是那种可以让你在阅读过程中，不断产生“原来如此”的顿悟感。

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