pcDuino开发实战

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出版者:机械工业出版社
作者:李潇海
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2014-6
价格:0
装帧:平装
isbn号码:9787111467038
丛书系列:
图书标签:
  • pcdunio
  • 嵌入式
  • 计算机
  • arduino
  • PCduino
  • 开发板
  • 嵌入式
  • ARM
  • Linux
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  • 教程
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具体描述

《pcDuino开发实战》共分为四篇,由浅入深地讲解pcDuino的开发使用。第一篇为基础篇,包括第1~3章,首先介绍了Arduino的基础知识,然后通过与Arduino类似的开发风格直接阐述pcDuino的编程方法,最后介绍了pcDuino作为Mini PC的使用方法。第二篇为编程语言篇,包括第4~6章,作为pcDuino开发方法的补充,依次介绍了使用Python、JavaScript语言以及在Android平台上对pcDuino进行编程的方法。第三篇为模块篇,包括第7~12章,从pcDuino的外设接口讲起,针对每个接口给出实际硬件和软件例子,让读者掌握接口的使用。之后根据传感器、显示输出、电机驱动、无线通信等不同应用介绍各种Arduino模块在pcDuino上的使用方法。第四篇为应用篇,包括第13~18章,涉及网络应用、图像处理、语音控制和集群等领域的应用,并遵循传统嵌入式开发流程,介绍Boot Loader、Linux Kernel和RootFS的制作方法,最后通过一个完整的工程应用,从硬件设计、控制接口到基于Qt的GUI开发,帮助读者熟悉完整的项目设计过程。

《微控制器嵌入式系统设计进阶》 本书旨在为读者提供一套系统且深入的微控制器嵌入式系统设计指南,特别关注那些已经具备基础嵌入式开发知识,并希望进一步提升设计能力和掌握更高级技术的研究者、工程师及高级爱好者。本书摒弃了对基础概念的重复讲解,直接切入核心技术和实际应用,力求为读者打造一个扎实而全面的进阶学习平台。 核心内容概览: 本书的结构设计遵循从理论到实践,从系统到优化的脉络,涵盖以下几个关键领域: 1. 高性能嵌入式系统架构解析: 多核与异构计算: 深入剖析现代高性能嵌入式处理器中的多核架构(如ARM Cortex-A/R/M系列组合)和异构计算(CPU、GPU、DSP、FPGA等)的协同工作原理。我们将详细讲解任务在多核间的调度策略,如何利用异构单元加速特定计算任务,以及相关的编程模型(如OpenMP、OpenCL在嵌入式端的应用)。 内存管理与优化: 探讨复杂的嵌入式内存体系结构,包括缓存一致性、TLB(Translation Lookaside Buffer)机制、DMA(Direct Memory Access)控制器的高效利用,以及如何通过内存对齐、数据局部性优化、预取等技术,最大化内存带宽,降低内存访问延迟。 总线与互连技术: 详细介绍AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)等主流嵌入式互连协议,如AXI(Advanced eXtensible Interface)的高性能特性,以及TileLink、CXL(Compute Express Link)等新兴互连技术在高性能嵌入式系统中的应用前景。理解这些协议对于设计高效的系统级通信至关重要。 2. 实时操作系统(RTOS)深度探究与高级应用: RTOS内核机制剖析: 不仅仅局限于常用的FreeRTOS、RT-Thread等,本书将深入分析RTOS的核心调度算法(如优先级抢占、时间片轮转、混合调度),任务间的同步与通信机制(信号量、互斥锁、事件标志、消息队列)的底层实现原理。 实时性保障与性能调优: 讲解如何分析和消除实时系统的抖动(Jitter),如何利用中断延迟分析、CPU负载监控等工具进行性能瓶颈定位。我们将讨论如何通过RTOS配置优化、线程优先级设置、中断服务程序(ISR)编写规范等方式,最大化系统的实时响应能力。 RTOS与硬件的深度集成: 探讨如何将RTOS的组件(如内存管理器、文件系统)与特定硬件(如SDRAM控制器、闪存控制器)进行高效集成,实现资源的最佳利用。 3. 驱动程序开发与硬件交互艺术: Linux内核驱动模型精讲: 深入讲解Linux内核的模块化驱动开发框架,包括字符设备、块设备、网络设备驱动的编写流程。我们将重点解析I/O模型、中断处理、DMA在驱动程序中的应用,以及如何编写健壮的设备树(Device Tree)描述。 用户空间与内核空间通信: 详细介绍字符设备驱动中的`ioctl`接口设计,以及更高级的`mmap`、`poll`/`epoll`等机制,实现高效的数据传输和事件通知。 FPGA/SoC与MCU协同设计: 针对包含FPGA或专用ASIC的SoC系统,讲解如何设计高效的硬件接口(如SPI、I2C、UART、PCIe),并编写相应的驱动程序,实现软硬件的无缝协作。 4. 嵌入式系统性能分析与优化策略: 性能瓶颈定位工具: 介绍并演示使用Gprof、Valgrind、perf等工具进行代码性能分析,识别CPU密集型函数、内存泄漏等问题。 代码级优化技巧: 讲解汇编语言在关键路径优化中的作用,SIMD(Single Instruction, Multiple Data)指令集的应用,以及如何通过算法改进、数据结构选择等方式实现代码性能的飞跃。 功耗管理与优化: 探讨嵌入式系统中功耗的关键因素,如CPU频率调整、电源门控(Power Gating)、时钟门控(Clock Gating)等技术,以及如何在保证性能的同时最大限度地降低系统功耗。 5. 网络通信与嵌入式应用: TCP/IP协议栈深度解析: 深入理解TCP/IP协议栈的内部机制,特别是在资源受限的嵌入式环境中如何高效实现网络通信。我们将关注UDP、TCP协议的特点,以及HTTP、MQTT、CoAP等应用层协议在嵌入式IoT场景下的实现。 低功耗无线通信技术: 探讨Wi-Fi、Bluetooth (BLE)、LoRa、NB-IoT等无线通信技术在嵌入式设备中的应用,以及相应的协议栈和驱动开发。 网络安全基础: 简要介绍嵌入式设备在网络通信中可能面临的安全风险,以及TLS/SSL等安全协议的应用。 6. 嵌入式系统测试与调试进阶: 硬件调试工具: 深入讲解JTAG/SWD调试接口的使用,示波器、逻辑分析仪等常用硬件调试设备的原理与应用。 软件调试技巧: 掌握GDB等调试器的进阶用法,断点设置、单步执行、变量查看、内存检查、表达式求值等。 自动化测试: 探讨如何构建自动化测试框架,进行单元测试、集成测试,以及系统级的功能回归测试。 本书特色: 理论与实践并重: 本书的讲解不仅停留在理论层面,更强调实际操作和案例分析。通过大量的代码示例和实验,读者可以亲手验证和应用所学知识。 面向高级读者: 假定读者具备C/C++编程能力,熟悉至少一种微控制器平台和基本的嵌入式开发流程。 技术前沿性: 关注当前嵌入式领域的热点技术和发展趋势,为读者提供前瞻性的指导。 系统性与深度: 结构清晰,内容深入,旨在帮助读者构建一个完整的嵌入式系统设计知识体系。 本书适合于希望从初级嵌入式开发者转型为高级工程师,或者正在从事复杂嵌入式系统研发工作的专业人士。通过本书的学习,读者将能够独立设计、开发和优化高性能、高可靠性的嵌入式系统。

作者简介

目录信息

推荐序
前言
基 础 篇
第1章 开源硬件先驱arduino 2
1.1 arduino介绍 2
1.2 arduino的生态圈 5
1.3 arduino开发方法 7
1.3.1 arduino开发环境搭建和使用 7
1.3.2 实例:hello arduino——用arduino控制led 13
1.4 arduino的局限性 17
第2章 pcduino快速开发入门 18
2.1 pcduino硬件平台介绍 18
2.1.1 pcduino系列板卡介绍 18
2.1.2 pcduino接口及外设 22
2.2 使用arduino ide编写pcduino程序 24
2.3 命令行下的c/c++开发方式 30
2.3.1 建立c语言开发环境 30
2.3.2 命令行方式的sketch设计 33
2.3.3 pcduino下的代码调试 34
第3章 玩转mini pc 37
3.1 pcduino操作系统安装指南 37
3.1.1 ubuntu和lubuntu 37
3.1.2 安装ubuntu操作系统 39
3.1.3 安装android操作系统 41
3.2 在pcduino上使用ubuntu系统 42
3.3 通过usb接口扩展pcduino功能 46
3.3.1 使用usb无线网卡连接wifi 47
3.3.2 使用usb蓝牙适配器连接蓝牙设备 50
3.3.3 使用usb声卡输入、输出声音 52
编程语言篇
第4章 基于python的开发方法 56
4.1 python开发环境搭建及使用 56
4.2 实例:web页面控制gpio 59
第5章 基于javascript的开发方法 63
5.1 javascript开发环境搭建及使用 63
5.2 使用cloud9 ide 66
第6章 android系统下的开发方法 68
6.1 使用命令行方式进行开发 68
6.2 使用qt for android进行开发 70
模 块 篇
第7章 pcduino外设编程攻略 78
7.1 uart 78
7.1.1 uart接口原理 78
7.1.2 uart程序设计:通过usb-to-uart模块与pc通信 79
7.2 i2c 82
7.2.1 i2c接口原理 82
7.2.2 i2c程序设计:操作rtc模块 83
7.3 spi 88
7.3.1 spi接口原理 88
7.3.2 spi程序设计:操作spi flash 89
7.4 pwm 91
7.4.1 pwm原理 91
7.4.2 pwm程序设计:pwm呼吸灯 91
7.5 adc 93
7.5.1 adc接口原理 93
7.5.2 adc程序设计:电位器的使用 95
7.6 外部中断 97
7.6.1 中断控制原理 97
7.6.2 外部中断程序设计:中断按键操作 98
第8章 基础i/o模块 100
8.1 输入模块 100
8.1.1 电容式触摸按键 100
8.1.2 倾斜开关 103
8.1.3 adc按键 105
8.1.4 joystick 106
8.2 输出模块 109
8.2.1 继电器 109
8.2.2 蜂鸣器 111
8.2.3 大电流驱动、电平转换 114
第9章 显示模块 117
9.1 七段数码管 117
9.2 点阵式led 120
9.3 点阵式lcd 124
9.4 tft lcd 126
第10章 电机控制 128
10.1 mos管驱动直流电机 128
10.2 h桥驱动直流电机 130
10.3 舵机控制 136
10.4 步进电机控制 138
第11章 传感器 142
11.1 温湿度传感器 142
11.2 红外热释电传感器 145
11.3 超声波传感器 148
11.4 九轴运动传感器 150
11.4.1 三轴加速度传感器 152
11.4.2 三轴陀螺仪传感器 155
11.4.3 三轴磁阻传感器 159
11.4.4 气压传感器 162
11.5 光照传感器 167
11.6 气体传感器 168
11.7 利用dust sensor测量pm2.5 170
第12章 无线模块 175
12.1 gps模块 175
12.2 nfc/rfid模块 178
12.3 gprs/gsm模块 182
12.4 zigbee模块 187
应 用 篇
第13章 pcduino网络应用 196
13.1 wifi ap及3g无线路由器 196
13.2 网络家庭气象站 200
第14章 pcduino下使用opencv 207
14.1 opencv环境搭建及使用 207
14.2 实例:使用opencv进行人脸识别 209
第15章 pcduino上实现siri语音控制 212
15.1 siri proxy安装及使用 212
15.2 通过自定义插件控制硬件 214
第16章 pcduino上实现hadoop集群应用 217
第17章 从零开始构建pcduino嵌入式系统 222
17.1 pcduino启动流程 222
17.2 为pcduino搭建交叉编译环境 224
17.3 编译并烧写u-boot 225
17.4 linux内核的配置与编译 227
17.5 制作根文件系统 229
第18章 pcduino心电监测仪 232
18.1 心电采集模拟前端设计 232
18.2 心电监测软件设计 236
18.2.1 在ubuntu系统上搭建qt环境 236
18.2.2 数据采集部分设计 241
18.2.3 qt gui设计 245
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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天呐,我最近入手了一本关于嵌入式开发的宝典,那叫一个爱不释手!说实话,我之前对这类技术书籍总是抱着一种敬而远之的态度,总觉得里面充斥着晦涩难懂的专业术语和复杂的电路图,能啃下来的估计都是天才。然而,这本书彻底颠覆了我的固有印象。它的排版设计非常人性化,色彩搭配得当,关键是那些理论知识点的讲解,简直是化繁为简的大师手笔。比如,书中对I/O口操作的讲解,不是干巴巴地罗列寄存器地址,而是结合了实际的LED闪烁案例,每一步的逻辑推导都清晰得仿佛有人在耳边手把手教你。我记得有一次,我被一个中断处理的问题困扰了好几天,翻遍了网络资料都没个头绪,结果在书中某个看似不起眼的角落里,找到了一个对比不同中断触发方式的表格,瞬间茅塞顿开!这本书的厉害之处就在于,它深谙初学者的痛点,总是能在最恰当的时机给出最精准的“助推器”。它不仅仅是告诉你“怎么做”,更重要的是解释了“为什么这么做”,这种对底层原理的深入剖析,让我感觉自己不再是简单地复制粘贴代码的“码农”,而是真正理解了硬件与软件交互的魔力。对于那些想从理论的云端真正落地到实践的硬核玩家来说,这本书绝对是不可多得的引路明灯,它构建的知识体系非常扎实,让你看了之后,再去看其他资料时,都有种“原来如此”的豁然开朗感。

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我必须承认,在阅读这本书之前,我对特定硬件平台的学习往往感到非常受限,总觉得资料要么太官方、太晦涩,要么就是社区里零散且质量不一的小贴士。但这本书的出现,就像是为我手中的开发板解锁了全部的潜能。它对平台特性的挖掘简直到了“变态”的程度。很多官方文档里一笔带过的功能点,在这本书里都有非常详尽的实例和性能分析。比如,关于低功耗模式的管理,它不仅仅是介绍了进入和退出的命令,更细致地对比了不同待机模式下的功耗曲线和唤醒延迟,并给出了一个智能电源管理的算法示例,这个算法考虑到了负载的周期性和电池的健康状态。这让我意识到,开发一个靠谱的嵌入式设备,远不止于实现功能,更在于对资源(时间、电能、内存)的精细化控制。这本书提供的是一种“极致优化”的思路,它鼓励读者去挑战硬件的边界,去榨取每一毫瓦的能量效率。读完之后,我感觉自己像是从一个只知道走路的“行人”,瞬间升级成了一个懂得驾驶和维护飞机的“飞行员”,对整个系统的控制感和掌控感提升了一个量级。这本书无疑是一部集大成之作,对于追求卓越和深度优化的工程师来说,它是一笔宝贵的财富。

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这本书的语言风格简直就像一位经验丰富的老前辈在茶余饭后与你闲谈,充满了生活气息和真诚的分享。它打破了传统技术书籍那种冰冷、板着的脸孔,读起来一点都不费劲,甚至有时候会忍不住会心一笑。比如,在描述某个底层驱动编写过程中遇到的“坑”时,作者会用一种近乎自嘲的口吻描述自己当初是如何被一个莫名其妙的Bug折磨得焦头烂额,然后娓娓道来自己是如何通过细致的排查最终找到症结所在。这种叙事方式,极大地拉近了作者与读者的距离,让我感觉我不是在阅读一个冷冰冰的说明文档,而是在跟一个真正经历过风雨的工程师交流经验。此外,书中对一些概念的引入,往往不是突兀地抛出定义,而是先设置一个场景或者引出一个实际问题,让读者带着“解决问题”的动机去学习这个新概念,这种以“问题驱动”的学习路径,极大地激发了我的学习主动性。它让我明白,技术学习的乐趣,往往来源于解决那些看似无解的难题,而这本书,巧妙地将这些难题包装成了有趣的挑战。每次合上书本,心里都涌起一股强烈的冲动:赶紧打开开发板,亲手试试书里说的这个技巧!

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从结构布局和逻辑递进的角度来看,这本书的设计简直是教科书级别的典范。它并没有采用那种简单的功能模块堆砌的方式,而是构建了一个非常清晰的、由浅入深的知识金字塔。开篇部分专注于环境搭建和最基础的硬件交互,为后续的复杂应用打下了坚实的地基。然后,它逐步引入了操作系统相关的概念,讲解了多任务调度和资源同步机制,这些内容通常是其他书籍中最容易让人迷失的部分,但在这本书中,作者通过巧妙的比喻和流程图,将这些抽象的并发概念可视化了。最让我印象深刻的是关于文件系统的章节,它不仅仅教你如何读写文件,还深入探讨了如何设计一个健壮的日志记录系统,考虑了断电保护和数据一致性的问题。这种对系统级思维的培养,远超出了普通入门手册的范畴。它强迫你从一个更宏观、更注重鲁棒性的角度去看待你的代码和设计,教会你如何构建一个能够长期稳定运行的“产品”,而不是一个只能在演示板上跑起来的“Demo”。这种系统化的知识构建,是真正区分“会用”和“精通”的关键所在。

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说实话,我对市面上那些“速成”类技术书籍一直抱持着怀疑态度,很多都像是把一堆API文档简单拼凑起来的“缝合怪”,读完后感觉自己好像学了一堆东西,但真到项目里却寸步难行。但这次的阅读体验完全不同。这本书最让我佩服的是它的实战深度和广度。它没有停留在“Hello World”的初级阶段,而是直接带你进入到一些相当有挑战性的应用场景中去。比如,关于网络通信模块的讲解,作者并没有简单地介绍TCP/IP协议栈的理论,而是直接给出了一个基于该平台的完整数据采集和远程监控的解决方案框架,从硬件选型到协议栈的定制化配置,步骤详尽到连我这种有点洁癖的完美主义者都挑不出大毛病。更值得称赞的是,书中很多示例代码都经过了充分的优化,注释清晰到让你能感受到作者写下每一行代码时的那种严谨和耐心。我尤其欣赏它对“性能瓶颈”的讨论,很多书会避开这些复杂的问题,但这本书却直面挑战,分析了在资源受限环境下,如何通过算法优化和内存管理技巧来榨取每一分系统的性能。这种“实战派”的作风,让我觉得手里拿的不再是一本书,而是一个经过无数次试错和打磨的“工程蓝图”。对于那些真正想把产品做出来,而不是仅仅停留在学习阶段的人来说,这本书的价值是无法估量的。

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还不错。虽然不深,但是涉及很广。很适合初学者读一读。

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本身pcduino并不复杂,知识点清晰,安卓部分太简略

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本身pcduino并不复杂,知识点清晰,安卓部分太简略

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还不错。虽然不深,但是涉及很广。很适合初学者读一读。

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本身pcduino并不复杂,知识点清晰,安卓部分太简略

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