嵌入式系统原理与应用

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出版者:第1版 (2006年9月1日)
作者:周根林
出品人:
页数:292
译者:
出版时间:2006-9
价格:28.00
装帧:平装
isbn号码:9787305048418
丛书系列:
图书标签:
  • 。。。
  • 嵌入式系统
  • 单片机
  • ARM
  • C语言
  • 硬件设计
  • 软件开发
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具体描述

本书系统介绍嵌入式系统的基本原理和应用技术。本书共十一章,第一章介绍嵌入式系统的基本知识;第二章剖析嵌入式微处理器内核的组成、功能和原理;第三章介绍微处理器芯片的构成及系统级处理器芯片的开发原理;第四章介绍嵌入式系统硬件平台的构成及各类外围部件的原理;第五章讲述嵌入式系统软件构成及嵌入式操作系统原理;第六章介绍嵌入式系统开发的原理、环境和开发工具;第七章介绍嵌入式系统软件和整机的开发进程;第八章介绍以PDA、手机为代表的移动智能终端设备构成原理;第九章为各类数码音视产品的构成原理;第十章讲解嵌入式系统在汽车、制造、医疗等产业界的应用;第十一章讲解嵌入式系统在企业、通信设备中的应用。本书是全面学习、了解嵌入式系统原理与应用的入门教材,可作为大学本科和高职院校计算机、电子、机械类专业高年级学生作“嵌入式系统”课程的教材,也可作为企业的工程技术人员自修提高的参考书。

《现代通信原理与技术》 图书简介 本书全面深入地探讨了现代通信系统所依赖的基本理论、关键技术及其在当前及未来通信网络中的实际应用。全书内容覆盖了从信息论基础到先进的编码调制技术,再到多址接入和现代无线信道传播特性的完整知识体系,旨在为读者构建一个坚实而系统的通信工程知识框架。 第一部分:通信系统的基础理论 本部分首先回顾了通信系统的基本构成,重点阐述了信息论在通信中的核心地位。详细介绍了香农的信源编码定理和信道编码定理,分析了信息熵、互信息等核心概念的工程含义。随后,深入剖析了随机过程理论在通信分析中的应用,特别是高斯过程和宽平稳过程,为后续的噪声分析和信号建模奠定了数学基础。接着,本书对线性系统理论进行了必要的复习与深化,特别关注了带宽、群延迟失真等对信号传输质量至关重要的参数。在基带传输方面,本书详细讨论了匹配滤波器的设计原理,并引入了最佳接收器的概念,如维特比算法(Viterbi Algorithm)的数学推导和实际应用场景。 第二部分:模拟与数字调制技术 本部分是全书的核心内容之一,系统梳理了从模拟调制到先进数字调制的演进过程。 在模拟调制方面,详细分析了调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)的原理、频谱特性及其抗噪声性能的优劣对比。重点阐述了噪声对不同模拟调制系统的影响机理,并引入了预加重和去加重技术来改善信噪比。 进入数字调制领域,本书采用了严谨的数学方法,对线性调制技术进行了详尽的分析,包括二进制相移键控(BPSK)、四相相移键控(QPSK)以及高阶的MPSK。本书不仅推导了它们的星座图、眼图,更重要的是,精确计算了误码率(BER)性能随信噪比的变化曲线,并与理想性能进行对比。随后,本书将讨论幅度与相位联合调制的优势,深入剖析了M星正交幅度调制(M-QAM)的构造、功率效率和频谱效率之间的权衡取舍,并探讨了在实际非理想信道中M-QAM性能下降的机制。 此外,本书还专门辟章介绍了数字连续相位调制(CPM)系列,如高斯频移键控(GFSK)和最小频移键控(MSK),强调了其恒包络特性在功率放大器设计中的重要意义。 第三部分:信道编码与扩频技术 为了对抗信道带来的干扰和衰落,信道编码是必不可少的环节。本部分首先从理论上介绍了信道编码的性能界限。随后,系统地讲解了代数编码技术,包括分组码(如汉明码、BCH码、Reed-Solomon码)的编码器和译码器的具体实现方法。特别关注了有限域代数的运算规则及其在构建高性能编码方案中的作用。 在卷积码方面,本书详细阐述了其编码结构和使用维特比算法进行软判决和硬判决译码的过程,并展示了其与分组码在不同应用场景下的适用性。 为了进一步提高系统抗干扰能力和实现多址接入,本书深入研究了扩频通信技术。重点讲解了直接序列扩频(DSSS)的原理,包括伪随机序列(PN序列)的生成、自相关和互相关特性。详细分析了扩频系统中的抗窄带干扰和多址干扰的能力。同时,也对跳频扩频(FHSS)的工作机制和同步问题进行了探讨。 第四部分:多址接入与多用户系统 现代移动通信系统的核心在于有效共享有限的频谱资源。本部分专注于多址接入(MA)技术。 首先,详细对比了频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)的原理、优缺点以及频谱利用效率。 在CDMA部分,本书深入分析了正交伪随机序列(如Walsh码)的特性,并解释了如何利用序列的正交性实现用户隔离。本书还探讨了准正交序列在实际非理想同步条件下的性能损失,并引入了功率控制和负载均衡在CDMA系统中的关键作用。 对于OFDM(正交频分复用)技术,本书从傅里叶变换的角度推导了OFDM的信号和频谱结构,强调了其在对抗频率选择性衰落方面的巨大优势。同时,详尽分析了OFDM系统面临的挑战,如对定时和频率偏移的敏感性,以及循环前缀(CP)的设计和对峰均功率比(PAPR)的抑制技术。 第五部分:现代无线信道与系统性能分析 无线信道的复杂性是通信系统设计的最大障碍。本部分旨在提供对无线传播环境的深刻理解。 本书首先从电磁波传播的角度,解释了自由空间传播、反射、绕射和散射等现象。随后,重点分析了衰落信道,包括平坦衰落(Rayleigh/Rician)和频率选择性衰落的统计特性。本书提供了相应的概率密度函数和功率延迟剖面的数学模型。 针对多径效应,本书深入探讨了扩展频谱技术(如CDMA)和OFDM如何有效应对信道时延扩展。在系统性能评估方面,本书介绍了快衰落信道下的平均误码率计算方法,并引入了分集技术(如空间分集、频率分集)和信道均衡技术(如迫零均衡、最小均方误差均衡)在提升系统可靠性方面的工程实践。 结语 本书结构严谨,理论与实践紧密结合,配有大量的数学推导和性能曲线分析,适合通信工程、电子信息工程等相关专业的高年级本科生、研究生及从事通信系统设计、研发和调试的工程师作为专业参考书目。通过对全书内容的学习,读者将能够掌握现代通信系统的全貌,并具备分析和设计下一代通信系统的理论基础。

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说实话,我更欣赏这本书在实践应用上的侧重点。很多理论书籍读完后,总觉得缺少一个将知识串联起来的桥梁,光知道原理,实际操作起来还是手忙脚乱。这本书的编排思路明显考虑到了这一点。它在介绍完微控制器架构后,紧接着就引入了大量基于特定开发板的实例项目。我特别喜欢其中关于传感器数据采集与处理那一章,它没有停留在简单的数据读取,而是细致地讲解了如何利用DMA(直接内存存取)来优化数据传输效率,以及如何利用定时器精确控制采样频率。这部分的讲解非常细致,代码示例不仅完整而且注释清晰,基本上是“手把手”地带着你走。我按照书上的步骤搭建了自己的一个小系统,跑起来的时候那种成就感是无可比拟的。最让我印象深刻的是,它还讨论了一些常见的工程问题,比如功耗优化和抗干扰设计,这些是教科书里很少会深入提及的“软知识”,但对于实际产品开发至关重要。这本书的作者显然不是关在象牙塔里的学者,而是真正下过工厂、解决过实际问题的工程师。

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这本书的阅读体验,很大程度上取决于它的逻辑结构和语言风格。如果用一个词来形容,那就是“循序渐进,毫不拖沓”。作者的文字功底很扎实,用词精准,没有太多华丽的辞藻,就是那种非常理工科的、直击核心的表达方式。这一点对于我这种追求效率的读者来说非常友好。翻开任何一个章节,你都能立刻定位到核心知识点。比如在讲解通信协议栈时,它不是将TCP/IP协议簇一股脑地堆砌出来,而是先用清晰的框图展示了整个数据流向,然后分层深入,从物理层到应用层,每一步的协议头结构、数据封装和解封装过程,都分析得透彻到位。我发现很多我之前理解模糊的概念,比如IP地址冲突的排查,或者串行通信中的波特率设置,通过书中的图表和对比,瞬间就豁然开朗了。这种由宏观到微观的构建方式,极大地降低了学习复杂系统的认知负荷。

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这本书在深度和广度上取得了相当好的平衡,尤其是在涉及到现代嵌入式系统必备的模块化编程和软件工程实践时,表现得尤为突出。我惊喜地发现,它并没有将重点仅仅放在底层的C语言编程上,而是花了相当篇幅讨论了面向对象思想在嵌入式软件设计中的应用,以及如何使用设计模式来提高代码的可维护性和复用性。这一点对于我们这种需要长期维护大型嵌入式项目的人来说至关重要。书中对软件架构的讨论,比如分层架构和模块化设计,都有具体的代码案例支撑,而不是空洞的理论说教。举个例子,它展示了如何将硬件抽象层(HAL)与其他业务逻辑层解耦,即便未来更换不同的MCU芯片,核心算法也能保持不变。这种前瞻性的指导,让这本书的价值远远超出了单纯的技术手册范畴,更像是一本关于如何构建健壮、可扩展的嵌入式系统的“方法论”。

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这本书的排版和图示质量也值得称赞。在这个信息爆炸的时代,一本好的技术书籍,视觉呈现同样重要。这本书的印刷清晰,纸张的质量也很好,长时间阅读不会感觉眼睛疲劳。更关键的是,书中大量的流程图、时序图和硬件框图,都绘制得非常专业和规范。不像有些资料,图示模糊不清,或者关键信息标注缺失。特别是关于总线仲裁和并发访问控制的章节,如果缺少高质量的时序图,根本无法理解那个复杂的时序关系。这本书的图示设计得非常巧妙,能够有效地“消化”复杂的文字描述。我发现自己很多时候,只需要看一下对应的图,就能迅速掌握那个知识点的精髓。总而言之,这是一本从内容深度到外在呈现都体现出高度匠人精神的作品,它不仅仅是知识的载体,更是一份高质量的学习体验。

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这本书,拿到手里沉甸甸的,封面设计得很有质感,那种深邃的蓝色调,加上清晰的字体,一下子就给人一种专业、严谨的感觉。我本来是带着点将信将疑的心态去翻阅的,毕竟现在市面上讲嵌入式的书太多了,很多都是泛泛而谈,讲了一堆理论却抓不住重点。但是这本书,从一开始的基础概念讲起,就展现出了不同寻常的深度。比如在讲解中断处理机制时,作者并没有直接抛出复杂的汇编代码,而是先用生动的比喻把硬件中断的流程讲得清清楚楚,然后才逐步深入到寄存器级别的操作。特别是对于实时操作系统(RTOS)的那一部分,我感觉作者真的花了不少心思去梳理。它不像有的教材那样只介绍几个主流RTOS的API函数,而是深入剖析了任务调度算法的底层逻辑,什么优先级反转、死锁避免,这些曾经让我头疼的概念,在这本书里竟然变得可以理解和掌握了。对于我这种需要从底层硬件驱动开始写起的人来说,这种详尽的讲解简直是救星。我甚至觉得,如果能把它当成一本工具书来用,也绝对是物超所值。

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