AVR单片机原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:李晓锋 编

出品人:

页数:285

译者:

出版时间:2010-2

价格:39.00元

装帧:

isbn号码:9787564029715

丛书系列:

图书标签:

• AVR单片机
• 单片机原理
• 嵌入式系统
• C语言
• 电子工程
• 微控制器
• Arduino
• 开发板
• 实践应用
• 电路设计

《嵌入式系统设计与开发实战》 内容概要： 本书聚焦于当前嵌入式系统开发的核心技术与实践应用，旨在为读者构建一个全面、深入的嵌入式系统知识体系。全书围绕嵌入式系统的生命周期，从硬件选型、底层驱动编写，到操作系统移植、应用软件开发，再到系统调试与优化，提供了详细的理论讲解和丰富的实战案例。本书特别强调理论与实践的结合，力求让读者在掌握核心概念的同时，也能熟练运用相关工具和技术解决实际问题。 详细章节介绍： 第一部分：嵌入式系统基础 第一章：嵌入式系统概述 深入剖析嵌入式系统的定义、特点、分类及其在现代社会中的重要地位。 详细介绍嵌入式系统的基本组成，包括微处理器/微控制器、存储器、输入/输出设备、通信接口等，并分析它们在系统中的作用。 探讨嵌入式系统设计的关键考量因素，如功耗、成本、性能、实时性、可靠性等，并为读者建立起初步的系统设计思维。 介绍嵌入式系统的发展历程和未来趋势，帮助读者了解行业动态。 第二章：微处理器与微控制器原理 深入讲解现代微处理器和微控制器的核心架构，包括CPU、内存管理单元（MMU）、缓存、总线接口等。 详细阐述指令集架构（ISA）的概念，并以RISC-V和ARM Cortex-M系列为例，深入分析其指令集特性、流水线技术、中断机制、异常处理等。 介绍微控制器中常见的集成外设，如GPIO、定时器/计数器、ADC/DAC、PWM、UART、SPI、I2C、CAN等，并讲解它们的工作原理和应用场景。 探讨嵌入式系统中的存储器类型，包括SRAM、DRAM、Flash（NAND/NOR）、EEPROM等，以及它们的读写机制和特点。 第二部分：嵌入式软件开发 第三章：嵌入式C语言编程进阶 系统性地回顾和深化嵌入式C语言的关键特性，重点关注指针、内存管理、位操作、数据结构（链表、树、队列等）在嵌入式环境下的应用。 讲解C语言与硬件交互的技巧，包括寄存器访问、I/O端口操作、中断服务函数（ISR）的编写规范和注意事项。 引入嵌入式开发中常用的C语言特性，如`volatile`关键字、`const`关键字、内联函数、宏定义的高级用法等，并解释其在嵌入式系统中的重要性。 教授如何编写高效、可读性强的嵌入式C代码，包括代码风格、命名规范、错误处理机制等。 第四章：嵌入式Linux驱动开发 详细介绍嵌入式Linux系统的体系结构，包括内核、用户空间、设备树（Device Tree）等。 深入讲解Linux内核模块（LKM）的开发流程，包括模块的创建、加载、卸载，以及模块间通信机制。 重点阐述Linux设备驱动模型的概念，包括字符设备、块设备、网络设备驱动的编写框架和关键API。 以GPIO、UART、SPI、I2C等常用外设为例，提供详细的驱动开发示例，并讲解设备树的配置和使用。 介绍Linux内核常用的同步机制（如自旋锁、互斥锁）和并发控制技术，以及如何在驱动程序中安全地使用它们。 探讨电源管理、中断处理、DMA（Direct Memory Access）在驱动开发中的应用。 第五章：实时操作系统（RTOS）原理与应用 系统介绍实时操作系统（RTOS）的基本概念、核心功能（任务管理、任务调度、进程间通信、中断管理、定时器服务等）和分类。 深入分析常见的RTOS调度算法，如先占式优先级调度、时间片轮转调度、轮询调度等，并探讨其优缺点。 详细讲解RTOS提供的进程间通信（IPC）机制，如消息队列、信号量、互斥锁、事件标志组等，并提供它们在实际开发中的应用场景。 以FreeRTOS为例，详细演示RTOS在嵌入式系统中的移植、配置和应用开发，包括任务创建、调度、同步和通信的实现。 讲解RTOS在资源受限环境下的优化策略，以及如何平衡实时性和资源占用。 第三部分：嵌入式系统综合应用与实践 第六章：嵌入式系统通信协议栈 全面介绍嵌入式系统中最常用的通信协议，包括： 串行通信： UART、RS-232、RS-485的原理、接口标准和应用。 同步串行通信： SPI、I2C的原理、握手机制和典型应用。 网络通信： TCP/IP协议族的基本概念，HTTP、MQTT、CoAP等物联网常用协议的原理和实现。 无线通信： 蓝牙、Wi-Fi、LoRa等无线通信技术在嵌入式系统中的应用。 提供基于这些协议栈的通信应用开发示例，例如构建一个简单的网络服务器或传感器数据上传模块。 第七章：嵌入式系统硬件接口与外设扩展 深入讲解嵌入式系统与各类硬件接口的连接与交互，包括： ADC/DAC： 模拟信号的采集与生成，采样率、分辨率、量化误差等关键参数。 PWM： 脉冲宽度调制技术在电机控制、LED亮度调节等方面的应用。 USB接口： USB通信协议、设备类（HID、CDC、Mass Storage等）和主机模式的应用。 显示屏接口： LCD（TFT、OLED）、触摸屏的接口原理、驱动和显示控制。 传感器接口： 各种类型传感器（温度、湿度、加速度、陀螺仪、图像传感器等）的连接方式和数据读取。 提供丰富的硬件接口驱动开发和外设集成示例。 第八章：嵌入式系统调试与优化 介绍嵌入式系统开发过程中常用的调试技术和工具，包括： 在线仿真器（JTAG/SWD）： 硬件调试器的使用，断点设置、单步执行、变量监视、寄存器查看等。 逻辑分析仪和示波器： 硬件信号的捕获与分析，用于定位底层硬件问题。 串口调试： 通过UART输出调试信息，实现软件流程跟踪。 GDB/KGDB： 结合调试器进行程序调试。 讲解嵌入式系统性能优化的常用方法，包括代码优化、算法优化、内存管理优化、功耗优化等。 介绍嵌入式系统的可靠性设计和故障排查技巧。 第九章：案例分析与项目实践 提供多个贯穿全书的综合性项目案例，例如： 基于嵌入式Linux的智能家居控制系统。 基于RTOS的工业自动化数据采集与通信终端。 低功耗无线传感器节点设计。 这些案例将整合前面章节所学的知识，从需求分析、方案设计、硬件选型、软件开发到最终的系统集成和测试，提供完整的开发流程演示。 引导读者动手实践，鼓励读者在完成案例的基础上进行创新和扩展。 本书特色： 理论严谨，实践性强： 结合最新的嵌入式技术趋势，深入剖析核心原理，并提供大量可运行的代码示例和详细的实验指导。 覆盖全面，内容深入： 从基础概念到高级应用，涵盖了嵌入式系统开发的各个关键环节，适合不同阶段的读者。 注重实战，案例丰富： 通过多个贴近实际的案例分析，帮助读者将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。 技术前沿，紧跟时代： 涵盖了嵌入式Linux、RTOS、物联网通信等当前热门技术，具备较强的时效性。 结构清晰，循序渐进： 按照嵌入式系统开发的逻辑顺序组织内容，易于读者理解和学习。 通过学习本书，读者将能够独立完成嵌入式系统的软硬件设计、开发、调试和优化工作，为进入嵌入式开发领域或提升现有技能打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作者把AVR单片机用到的一些资源的基本概念解释得很清楚，读到SPI、USART这里就很明显了。有些书可能不是面向初学者，所以在谈到这些概念的时候，往往抄录一些历史就过。而本书在介绍这些资源之前，更像是帮非专业的人士先补了一堂基础课。

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好书，该讲的都讲清楚了

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