具体描述
《C语言程序设计基础教程》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材（高职高专教育）。《C语言程序设计基础教程》以培养学生结构化程序设计的基本能力为主线，采用由浅入深、循序渐进的教学策略进行讲解，主要内容包括C语言程序设计概述、顺序结构程序设计、分支结构程序设计、循环结构程序设计、数组与字符串、函数、编译预处理、指针、结构体与共用体、文件以及位运算等内容，非常适合初学者使用。教材编排时充分考虑了教师组织教学的需要，各章均提供了教学目标、本章小结及丰富的例题、习题，还可以为用户提供各章的源程序代码、教学建议、习题参考答案等教学资料。
《C语言程序设计基础教程》可作为应用性、技能型人才培养的各类教育相关专业的教学用书，也可供各类培训、计算机从业人员和爱好者参考。
《嵌入式系统开发实战指南：从原理到应用》 本书简介 在信息技术飞速发展的今天，嵌入式系统已渗透到我们日常生活的方方面面，从智能家电到工业控制，再到物联网（IoT）的每一个角落。然而，要真正驾驭这一复杂且快速迭代的技术领域，需要的不仅仅是理论知识，更需要扎实的实践经验和对底层硬件的深刻理解。《嵌入式系统开发实战指南：从原理到应用》正是为此目的而编写的一本全面、深入、注重实践的参考手册。 本书旨在为有志于从事嵌入式系统设计、开发和维护的工程师、学生以及技术爱好者提供一条清晰、可操作的学习路径。我们假设读者已经具备基本的计算机科学知识，了解基本的编程概念，但对嵌入式开发的具体细节和挑战可能尚不熟悉。本书将引导读者逐步深入，从宏观的系统架构到微观的寄存器操作，实现理论与实践的完美结合。 --- 第一部分：嵌入式系统核心基础与硬件选型（奠定基石） 本部分将构建读者对嵌入式系统的整体认知框架，重点介绍构成嵌入式系统的基本要素及其相互关系。 第一章：嵌入式系统概览与发展趋势 深入剖析嵌入式系统的定义、特点及其在现代科技中的定位。我们将探讨实时性、功耗、成本和体积这四大核心约束如何塑造嵌入式系统的设计决策。内容涵盖了从传统的8位微控制器到现代32位多核处理器的演变历程，并前瞻性地分析了边缘计算、人工智能（AIoT）对未来嵌入式开发提出的新要求。 第二章：微控制器（MCU）与微处理器（MPU）深度解析 这是理解嵌入式“大脑”的关键章节。我们将详细对比MCU和MPU的架构差异、性能指标和适用场景。重点分析ARM Cortex-M系列（如M0/M3/M4/M7）的流水线、中断机制和内存保护单元（MPU）。每一类核心的优缺点及其在不同功耗等级产品中的实际应用案例将被详尽阐述。 第三章：存储器系统与总线架构 嵌入式设备的性能瓶颈往往出现在数据传输和访问上。本章将系统讲解片上存储器（SRAM、Flash/EEPROM）的工作原理、访问时序，以及外部存储器的接口标准（如SDRAM、eMMC）。同时，详细介绍片上总线结构（如AHB、APB），以及DMA（直接内存存取）控制器如何解放CPU，实现高效的数据吞吐。 第四章：系统时钟、复位与电源管理 一个可靠的嵌入式系统离不开稳定可靠的时钟源和电源管理策略。本章将讲解晶振选型、PLL（锁相环）的配置与倍频原理，以及看门狗（Watchdog Timer）在保证系统稳定运行中的作用。此外，电源管理单元（PMU）的低功耗模式（睡眠、深度睡眠、唤醒源管理）的配置方法将作为重点内容进行实战演示。 --- 第二部分：底层硬件接口与驱动开发（直击硬件） 本部分是本书的核心实践环节，专注于如何通过软件与各种外设进行高效通信。 第五章：通用输入/输出（GPIO）编程与中断系统 掌握如何精确控制I/O端口的输入、输出、上拉/下拉配置，以及复用功能的选择。重点剖析中断系统的优先级管理、向量表设置、中断服务程序（ISR）的编写规范，以及如何处理中断嵌套和抖动问题。 第六章：串行通信协议精讲与实战 全面覆盖嵌入式开发中最常用的几种串行通信协议： UART/USART： 波特率计算、奇偶校验、流控（RTS/CTS）的软件实现。 SPI： 主从模式配置、时钟极性/相位（CPOL/CPHA）的四种模式详解，以及高速数据传输的最佳实践。 I2C/TWI： 地址寻址、多字节读写、仲裁机制的底层驱动编写，以及如何处理总线挂起情况。 第七章：模拟世界与数字世界的桥梁：ADC与DAC 讲解模数转换器（ADC）的采样定理、分辨率、量化误差，以及多种触发模式（定时器触发、外部事件触发）的配置。对数模转换器（DAC）的输出平滑处理和电压基准的选择也将进行深入探讨。 第八章：定时器与脉冲宽度调制（PWM） 深入理解通用定时器（General Purpose Timer）的工作模式，包括输入捕获（Input Capture）和输出比较（Output Compare）。PWM在电机控制、LED调光中的应用将通过具体案例进行代码级分析，特别是如何利用硬件死区（Dead Time）生成高质量的驱动信号。 --- 第三部分：实时操作系统（RTOS）与高级主题（提升效率） 现代嵌入式应用对并发处理能力的要求越来越高，RTOS是解决复杂任务调度的关键工具。 第九章：实时操作系统（RTOS）核心概念 详细介绍RTOS的四大核心概念：任务（Task）、调度器（Scheduler）、信号量/互斥锁（Semaphore/Mutex）和消息队列（Message Queue）。我们将对比分析FreeRTOS和RT-Thread的架构特点，并重点阐述上下文切换的底层机制。 第十章：RTOS任务管理与同步机制实践 通过实际编程案例，展示如何创建、挂起、恢复任务，以及如何利用优先级反转机制（Priority Inversion）和优先级继承（Priority Inheritance）来规避死锁问题。重点讲解互斥量在保护共享资源时的正确使用方法，避免竞态条件。 第十一章：内存管理与动态分配 嵌入式系统中的内存管理与PC系统有显著不同。本章讲解堆（Heap）和栈（Stack）的划分，嵌入式系统中常见的内存泄漏检测方法，以及如何为资源受限的环境选择合适的内存分配算法（如简单的内存池）。 第十二章：设备驱动模型与固件升级（FOTA） 介绍成熟的驱动开发模式，如Linux下的字符设备框架思想如何映射到裸机和RTOS驱动设计中。最后，讲解固件空中升级（FOTA）的可靠性设计，包括双备份分区、CRC校验和原子性更新流程，确保系统在远程更新过程中的安全性。 --- 第四部分：项目集成与调试优化（走向产品化） 第十三章：系统调试与故障排查 调试是嵌入式开发的灵魂。本章集中介绍硬件级调试工具（如J-Link/ST-Link）的配置与使用，断点设置、硬件观察点、存储器查看等高级功能。重点讲解如何利用示波器、逻辑分析仪来验证底层通信的时序正确性，并分享常见的“幽灵”Bug排查技巧。 第十四章：功耗分析与性能优化 系统资源优化是嵌入式产品成功的关键。内容涵盖代码级的循环展开、指令集优化、编译器优化选项的选择。在功耗方面，将教授如何使用电流表和特定工具测量不同工作模式下的实际电流消耗，并提出切实可行的降低功耗的软件架构调整方案。 附录：常见数据手册解读与寄存器操作速查表 为读者提供一套实用的参考工具，包括如何快速定位和理解芯片数据手册中关于时钟、中断控制器和外设寄存器的关键信息，帮助开发者从零开始快速启动新的硬件平台。 --- 本书特色 本书的结构设计遵循“先搭建骨架，再填充血肉”的原则，所有理论讲解都紧密围绕实际芯片（如STM32系列、ESP32或特定厂商的Cortex-M平台）的代码示例展开。我们避免使用过于抽象的描述，而是通过大量的伪代码与真机操作步骤相结合，确保读者不仅“知道是什么”，更能“知道怎么做”。对于初学者而言，它是一本从零开始构建嵌入式知识体系的路线图；对于资深工程师而言，它是一本关于系统优化和复杂问题排查的深度参考手册。掌握本书内容，即意味着您已经具备了独立设计、开发和调试中小型嵌入式应用系统的核心能力。
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