逻辑电路与单片机基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:胡建人

出品人:

页数:358

译者:

出版时间:2006-11

价格:33.00元

装帧:

isbn号码:9787308050050

丛书系列:

图书标签:

• 逻辑电路
• 单片机
• 数字电路
• 电子技术
• 基础
• 入门
• 微控制器
• 嵌入式系统
• 电路分析
• 实践

好的，这是一份针对您所提及的《逻辑电路与单片机基础》以外的图书的详细简介。为了确保内容不与您的原书主题重叠，我将聚焦于一个既有深度又不同方向的技术领域。 --- 图书简介：《高级嵌入式系统实时操作系统与物联网集成设计》 定位与目标读者： 本书定位于深度解析现代嵌入式系统架构中的核心要素——实时操作系统（RTOS）的应用、原理与物联网（IoT）通信协议的集成实现。它旨在服务于具备一定C/C++编程基础、了解基本微控制器原理（但不深入于特定MCU架构细节，例如单片机指令集或底层逻辑门电路设计）的工程师、高级技术人员，以及希望从传统裸机编程迈向复杂多任务、网络化嵌入式应用开发的专业学生。 本书假设读者已经熟悉基本的电子元件和数字逻辑概念，但不会深入讲解晶体管、逻辑门（与、或、非）的物理实现原理，也不会详细展开MCU的寄存器级编程或汇编语言。我们的核心关注点在于软件架构的抽象层和系统级的互联互通。 核心内容纲要： 本书分为四大核心模块，层层递进，构建起一个完整的现代嵌入式物联网系统设计框架。 模块一：实时操作系统（RTOS）原理与内核机制深入剖析 本模块是理解复杂嵌入式软件行为的基石。我们着重于RTOS提供的抽象能力，而非底层硬件驱动。 1. 任务管理与上下文切换的奥秘： 详细解析任务（Task）的生命周期、状态转换模型（就绪、运行、阻塞、挂起）。重点讲解内核如何通过上下文切换（Context Switching）机制，实现多任务的并发执行表象。我们将使用汇编语言的伪代码（而非特定MCU的实际汇编指令）来演示寄存器组的保存与恢复过程，着重于概念的理解。 2. 调度算法的工程实践： 深入比较不同的调度策略，包括固定优先级抢占式调度、轮转调度（Round Robin）、优先级继承（Priority Inheritance）与优先级天花板（Priority Ceiling）协议，用于解决经典的优先级反转（Priority Inversion）问题。书中将通过仿真案例展示不同调度策略对系统最大延迟（Jitter）的影响。 3. 任务间同步与通信（IPC）： 系统地介绍多种IPC机制的优缺点和适用场景：信号量（Semaphore，计数与二值）、互斥锁（Mutex）、消息队列（Message Queue）、事件标志组（Event Flags）以及软件邮箱。特别强调在多核或异构系统中，如何安全、高效地使用这些工具，避免死锁（Deadlock）和竞争条件（Race Condition）。 4. 时间管理与中断处理： 阐述RTOS如何管理系统时钟节拍（Tick），以及如何设计高效、低延迟的中断服务程序（ISR）。重点在于ISR与任务间的安全数据传递机制，以及如何将大部分耗时操作剥离出ISR，交由特定任务处理（Deferrable Interrupt Processing）。 模块二：嵌入式系统内存管理与资源隔离 在资源受限的嵌入式环境中，高效的内存管理至关重要。本模块探讨操作系统层面对内存的抽象和保护。 1. 内存池与动态分配的陷阱： 分析传统`malloc/free`在实时系统中的不确定性（内存碎片化和最坏执行时间预测困难）。介绍基于内存池（Memory Pool）和固定块分配器的设计思路，以及如何确保内存操作的确定性。 2. 虚拟内存与保护（针对高级RTOS）： 虽然许多小型MCU不使用MMU，但针对运行Linux或更复杂OS的嵌入式平台（如ARM Cortex-A系列），本章将介绍内存管理单元（MMU）或内存保护单元（MPU）的基本概念，如何为不同任务提供地址空间隔离，增强系统的健壮性。 3. 堆栈溢出检测与防护： 介绍在系统启动时设置“看门狗”栈（Guard Stack）的技术，以及运行时如何监控任务堆栈的使用情况，预防因递归或大数据结构导致的系统崩溃。 模块三：面向物联网（IoT）的嵌入式网络通信栈 本模块将嵌入式设备从孤立的控制器升级为网络节点，重点关注TCP/IP协议栈在资源受限环境下的实现与优化。 1. 轻量级TCP/IP协议栈选型与裁剪： 对比LwIP、FreeRTOS+TCP等主流轻量级协议栈的架构特点。讨论如何根据设备功能，对协议栈进行裁剪和配置，以最小化内存占用。 2. 关键IoT通信协议深度解析： MQTT协议： 详细讲解QoS等级（0, 1, 2）的含义、心跳机制、遗嘱消息（Last Will and Testament）的应用。提供在RTOS任务中封装MQTT客户端的实例代码。 CoAP协议： 针对资源极度受限的传感器节点，深入CoAP的请求/响应模型（Confirmable/Non-Confirmable）及其与RESTful架构的差异。 安全传输层（TLS/DTLS）： 介绍在嵌入式设备上集成mbedTLS或其他嵌入式安全库的挑战，包括证书管理、握手过程的资源消耗分析。 3. 低功耗广域网（LPWAN）接口概述： 对NB-IoT、LoRaWAN等技术进行高层次的介绍，重点说明它们与IP层之上协议（如MQTT-SN）的结合方式，以及嵌入式应用如何管理无线模块的休眠/唤醒周期以延长电池寿命。 模块四：系统级调试、诊断与可靠性工程 本书的最后一部分强调构建工业级、高可靠性的嵌入式系统。 1. 确定性调试技术： 探讨传统调试工具（JTAG/SWD）的局限性。重点介绍非侵入式调试（Non-Intrusive Debugging）技术，如系统日志（Syslog）的结构化设计、事件追踪宏（Trace Macros）的嵌入，以及如何利用RTOS的内核感知工具进行运行时分析。 2. 看门狗与故障恢复机制： 设计多层看门狗系统（内部硬件看门狗、外部独立看门狗），以及软件层面的“心跳包”机制。详细阐述系统从硬故障（如电源噪声）或软故障（如死锁）中安全恢复的策略。 3. 固件空中升级（OTA）： 讲解实现安全、可靠OTA更新的系统级架构，包括双备份分区（A/B Partitioning）、原子性切换机制、以及如何设计回滚（Rollback）策略以应对升级失败的情况。 本书特色： 本书的重点在于“如何用软件工程的思维来驾驭复杂的实时环境”，而不是停留在电子学或微处理器体系结构的初级层面。所有代码示例均采用现代C++11/14标准（用于抽象和封装），并严格遵循MISRA C/C++的部分编码规范，确保代码的可移植性和工业级健壮性。书中提供大量架构图示和性能对比分析表格，帮助读者快速掌握不同设计选择的工程权衡。 ---

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我一直认为，学习电子技术，最核心的就是要掌握硬件的逻辑和控制。所以，当我看到《逻辑电路与单片机基础》的书名时，我设想这本书会带我一步步学习二极管、三极管的原理，然后搭建基本的逻辑门电路，接着再过渡到单片机的微处理器核心和外设。但是，这本书的内容却给我带来了意想不到的惊喜。它并没有急于介绍具体的硬件搭建，而是先花了一章的篇幅，详细地讲解了信号的频谱分析和傅里叶变换。我看到了如何将时域信号分解为不同频率的正弦波，以及这些概念在信号滤波和调制解调中的重要作用。

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我一直对微控制器的实际应用充满好奇，想象着能够通过代码让硬件动起来，实现各种有趣的功能。这本《逻辑电路与单片机基础》在这一点上，似乎给我打开了一个全新的视角。它并没有立刻让我去学习AT89S52或者STM32的寄存器配置，而是先花费了相当多的篇幅，深入地讲解了冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构的演变过程，以及它们在不同时代背景下的优缺点。书中对CPU的工作原理进行了非常细致的剖析，从指令集的设计到流水线技术，再到缓存的引入，仿佛带我走了一遍计算机体系结构的“史前时代”到“近代史”。

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这本书的标题是《逻辑电路与单片机基础》，我拿到它的时候，抱着学习的态度，原本以为会是一本讲解数字逻辑门、布尔代数、时序逻辑以及简单单片机原理和C语言编程的入门读物。然而，当我翻开它，立刻被其广阔的视野和深入的探讨所吸引，这本书的内容远远超出了我的预期。它并没有直接切入数字电路的门电路图和真值表，而是从一个更宏观的角度，将计算机科学的底层逻辑与现代电子系统的设计哲学巧妙地结合在一起。书中大量篇幅用于探讨信息论的基础，例如熵的概念如何影响数据压缩的效率，以及信息编码的原理如何决定了数据传输的可靠性。我看到了关于香农定理的详细推导，以及它在通信系统中的实际应用。

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拿到《逻辑电路与单片机基础》这本书，我原本期待的是能够找到一份详实的、手把手的单片机开发指南，能够快速上手编写几个小程序，比如点亮LED、读取按键等。然而，这本书的内容却呈现出一种完全不同的风格。它更像是一本关于“思想”的书，而不是一本“操作手册”。书中花费了大量篇幅来阐述逻辑思维在解决复杂问题时的重要性，以及如何运用逻辑分析的方法来拆解和理解抽象的系统。我看到了对形式逻辑、命题逻辑以及谓词逻辑的介绍，并且通过一些有趣的例子，展示了这些理论在实际工程设计中的潜在应用。

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我对嵌入式系统一直有着浓厚的兴趣，尤其关注那些能够将强大功能集成到小巧体积中的技术。《逻辑电路与单片机基础》这本书，在我的想象中，应该会详细介绍各种类型的单片机芯片，它们的硬件特性、外设接口以及编程模型。然而，当我打开这本书时，我却发现它并没有直接进入对具体芯片的讲解，而是从更基础的层面，探讨了“计算”这个概念的本质。书中深入分析了图灵机模型，并将其与现代计算架构进行对比，我看到了关于计算复杂性理论的初步介绍，以及NP-Complete问题等概念的探讨，这让我对计算的极限和可能性有了更深层次的认识。

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