微型计算机原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:范立南

出品人:

页数:377

译者:

出版时间:2004-2

价格:36.00元

装帧:

isbn号码:9787810545877

丛书系列:

图书标签:

• 微型计算机
• 计算机原理
• 计算机应用
• 微机原理
• 汇编语言
• 数字电路
• 计算机组成原理
• 电子技术
• 单片机
• 嵌入式系统

《嵌入式系统设计与开发》 内容简介： 本书是一本面向嵌入式系统设计与开发领域的专业技术书籍，旨在为读者提供系统、深入的学习材料，帮助读者掌握嵌入式系统的基本原理、关键技术和实际应用。本书内容涵盖了嵌入式系统的硬件平台、软件开发、实时操作系统、通信协议以及典型应用案例等多个方面，力求全面、细致地展现嵌入式技术的核心内容。 第一章 嵌入式系统概述 本章将首先阐述什么是嵌入式系统，以及它在现代科技和日常生活中的广泛应用。我们将探讨嵌入式系统的定义、特征（如高可靠性、实时性、低功耗、小体积等）以及与通用计算机系统的区别。通过分析嵌入式系统的发展历程和当前的市场趋势，读者将对嵌入式技术有一个宏观的认识。本章还会介绍嵌入式系统的基本构成，包括嵌入式处理器、存储器、输入/输出设备、通信接口等，并初步介绍不同类型的嵌入式处理器（如ARM、MIPS、x86等）及其在嵌入式系统中的作用。 第二章 嵌入式硬件平台 本章将深入讲解嵌入式系统的硬件基础。我们将详细介绍嵌入式处理器（CPU）的架构、指令集和工作原理，重点关注ARM Cortex-M系列等在嵌入式领域占据主导地位的处理器。此外，本书还将全面介绍嵌入式系统中常见的存储器类型，包括RAM（SRAM、DRAM）、ROM（Flash Memory, EEPROM）等，并阐述它们的功能、特性和选型原则。针对嵌入式系统特有的输入/输出（I/O）接口，我们将深入剖析GPIO、ADC、DAC、PWM等基本I/O接口的工作原理和编程方法。同时，本章还将详细介绍各种通信接口，如UART、SPI、I2C、CAN、USB、Ethernet等，讲解它们的通信协议、时序和应用场景。对于嵌入式系统中的时钟、复位、中断等关键硬件机制，也将进行详细的阐述，为后续的软件开发打下坚实基础。 第三章 嵌入式软件开发环境与工具 本章着重介绍嵌入式软件开发所需的各项技术和工具。我们将详细介绍交叉编译器的概念、工作流程及其在嵌入式开发中的重要性，并介绍常用的交叉编译工具链，如GCC for ARM等。针对嵌入式系统的调试工作，我们将深入讲解调试器（Debugger）的原理和使用方法，包括硬件调试器（如J-Link, ST-Link）和软件模拟器，以及断点设置、单步执行、变量监视等调试技巧。本书还将介绍集成开发环境（IDE）在嵌入式开发中的作用，并推荐一些主流的嵌入式IDE，如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、VS Code with PlatformIO等。此外，我们还将探讨代码编辑器、版本控制系统（如Git）等辅助开发工具的使用。 第四章 嵌入式软件编程技术 本章将聚焦嵌入式软件编程的实际技能。我们将详细讲解C语言在嵌入式开发中的应用，包括指针、位操作、结构体、联合体等关键特性，并强调嵌入式C语言的特殊性，如对内存的直接访问和对硬件寄存器的操作。同时，本章还将介绍汇编语言在嵌入式开发中的作用，例如在启动代码、中断服务程序和性能优化等场景下的应用。我们将深入讲解嵌入式系统中常见的编程模式和设计原则，如状态机、中断驱动编程、多任务协同等。针对嵌入式设备的资源限制，我们将探讨如何进行高效的内存管理、代码优化和功耗管理。 第五章 实时操作系统（RTOS） 本章将系统介绍实时操作系统（RTOS）在嵌入式系统中的核心作用及相关技术。我们将首先定义什么是RTOS，并阐述其与通用操作系统的区别，重点在于其实时性、确定性和资源管理能力。本章将详细介绍RTOS的基本概念，包括任务（Thread/Task）、任务调度（Scheduling）、任务间通信（IPC，如消息队列、信号量、互斥锁）、中断处理和同步机制。我们将深入分析几种主流的RTOS，如FreeRTOS、RT-Thread、uC/OS等，介绍它们的特点、优势以及在不同应用中的选型考量。读者将学习如何在RTOS环境中创建和管理任务，实现任务间的有效通信和同步，并学会如何处理中断和资源竞争问题。 第六章 嵌入式系统通信协议 本章将全面介绍嵌入式系统中常用的通信协议，为构建互联互通的嵌入式设备提供支撑。我们将深入讲解串行通信协议，如UART（通用异步收发传输器）、SPI（串行外设接口）和I2C（集成电路总线）的工作原理、通信时序和应用场景。对于工业控制领域常用的CAN（控制器局域网）总线，我们将详细阐述其多主、多从的通信方式、总线仲裁机制以及在汽车电子和工业自动化中的重要应用。此外，本章还将介绍USB（通用串行总线）在嵌入式设备中的应用，包括设备类、通信模式和驱动开发。对于物联网（IoT）领域，我们将重点介绍TCP/IP协议栈在嵌入式设备上的实现，以及MQTT、CoAP等轻量级物联网通信协议。 第七章 嵌入式系统典型应用与案例分析 本章将通过具体的应用案例，帮助读者将理论知识应用于实践。我们将深入分析各种嵌入式系统的设计细节和开发流程，例如智能家居系统（如温湿度监测、智能照明）、工业自动化控制系统（如PLC、伺服系统）、汽车电子系统（如发动机控制单元ECU、车载娱乐系统）、消费电子产品（如智能穿戴设备、家用电器）以及医疗设备等。每个案例都将涵盖硬件选型、软件架构设计、关键技术实现和系统集成等方面的详细论述，并重点突出在实际开发中可能遇到的问题和解决方案。通过这些生动的案例，读者可以更直观地理解嵌入式技术如何解决现实世界中的各种挑战。 本书特色： 内容全面深入： 覆盖嵌入式系统从硬件到软件的各个关键环节，理论与实践相结合。 技术前沿性： 重点介绍当前主流的嵌入式处理器架构、RTOS和通信协议。 实践导向： 通过丰富的案例分析，帮助读者掌握实际开发技能。 易于理解： 语言通俗易懂，结构清晰，适合初学者和有一定基础的读者。 本书适合于电子信息工程、计算机科学与技术、自动化等专业的本科生、研究生，以及从事嵌入式系统开发、物联网应用开发、工业控制等相关领域的工程师和技术人员。通过学习本书，读者将能够独立完成嵌入式系统的设计、开发和调试工作，为在快速发展的嵌入式技术领域取得成功打下坚实基础。

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**评价二：** 我主要关注的是这本书在实际应用案例引入上的深度与广度。我希望一本关于计算机原理的书籍不仅仅停留在理论的堆砌上，而是能真正将枯燥的晶体管、总线协议等概念，与我们日常接触到的硬件设备产生强烈的连接感。翻阅过程中，我发现作者在讲解CPU的流水线操作时，竟然穿插了一个关于现代智能手机SoC（系统级芯片）功耗优化的案例分析，这让我眼前一亮。这种从底层原理到前沿应用的无缝过渡，极大地提升了学习的动力和兴趣。书中对不同代际存储器（如DRAM到新兴的MRAM）的性能瓶颈分析也非常透彻，并且给出了业界正在探索的替代方案。不过，我个人觉得在某些嵌入式系统的实时性保证的章节里，对中断向量表的处理可以再增加一些具体的代码级示例，哪怕只是伪代码，也能帮助读者更直观地把握延迟的来源和规避方法。总的来说，它成功地架设起了一座理论与实践之间的桥梁，但某些环节的“脚手架”可以搭得更密实一些。

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**评价五：** 这本书对于现代计算范式的涵盖广度令人印象深刻，它显然是与时俱进的。我最欣赏的一点是，它没有将“微型计算机”的概念局限在传统的PC或服务器架构上，而是相当有前瞻性地辟出专门的章节来探讨异构计算的崛起。例如，书中详细对比了GPU并行计算模型与传统CPU串行模型的根本差异，并探讨了它们在深度学习推理加速中的各自优势和编程模型上的挑战，这部分内容提供了很多前沿的思考点。同时，书中对新兴的固态存储技术——特别是NVMe协议和存储介质的演变——的介绍也远超我预期的一般性描述，提供了底层命令集和队列深度相关的技术细节。这种对新技术趋势的捕捉和深入剖析，使得这本书不仅仅是一本“原理书”，更像是一部结合了历史回顾、当前架构解析和未来技术展望的综合性参考手册，确保了其内容的保质期更长久。

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**评价四：** 我特别留意了这本书在章节之间的衔接处理上是否自然流畅，毕竟复杂的系统知识往往需要层层递进才能被大脑有效吸收。我惊喜地发现，作者采用了类似“模块化”的编排方式，但这些模块之间却通过巧妙的引用和回顾机制相互串联起来，形成了网状的知识结构，而非简单的线性叙述。比如，在前几章讲解完基本的逻辑门和布尔代数后，后续立即通过一个小节回顾了这些基础如何被应用于构建一个简单的ALU（算术逻辑单元）雏形，这种即时反馈机制极大地巩固了前序知识点的应用价值。到了后半部分，当讨论到操作系统如何管理硬件资源时，作者又非常自然地回溯到前文关于缓存一致性和内存分段的底层机制，提醒读者这些高级操作的效率终究受制于物理层的设计。这种前后呼应的设计哲学，使得整本书读起来如同在体验一个精心构建的大型机械装置的各个部件如何协同运作，连贯性极佳，避免了知识点学习上的“孤岛效应”。

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**评价一：** 这本书的装帧设计颇为考究，封面采用了哑光纸张，触感温润，色彩搭配上选择了沉稳的深蓝与亮眼的橙色作为点缀，视觉上给人一种既专业又不失活泼的感觉。内页的纸张厚度适中，印刷清晰，字体的选择也相当人性化，排版疏密有致，即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳。初翻阅时，我特别注意到书脊部分的工艺处理，它似乎能更好地应对频繁翻阅的需求，预示着这是一本可以长期陪伴学习的工具书。书中的插图质量尤其值得称赞，那些复杂的电路图和系统架构图，通过高质量的彩色印刷得以精准呈现，线条锐利，细节丰富，对于理解抽象的硬件结构至关重要。此外，章节标题和目录的布局逻辑清晰，层级分明，使得快速定位所需知识点变得异常便捷。整体而言，从这本书的物理形态来看，它展现了一种对知识载体本身的尊重和匠心，让人在阅读内容之前，就已经对它的专业性和实用性抱有了很高的期待。

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**评价三：** 这本书的语言风格是极其严谨且富有学术气息的，这对于想要打下坚实基础的读者来说无疑是巨大的优势。作者在阐述每一个核心概念时，都力求定义上的精确无误，引用了大量的经典文献和行业标准作为支撑，这使得书中的论述具有很强的权威性。例如，在介绍I/O地址映射机制时，作者并没有简单地停留在“内存/I/O分离”和“统一地址空间”的对比上，而是深入探讨了这两种模式在不同指令集架构（如x86与ARM）下的具体实现差异和性能权衡，语言组织一丝不苟，逻辑链条紧密得几乎找不到任何可以被质疑的漏洞。对于那些希望通过阅读此书来准备高难度专业考试或进行深入研究的读者，这种高度浓缩和精确的表达方式是非常宝贵的“干货”。唯一的挑战在于，对于初学者，可能需要结合其他更入门级的辅助材料，因为作者在推进概念时，默认读者已经掌握了一定的预备知识。

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