高等學校電子信息類專業十二五規劃實踐教材:微處理器類新技術實驗教程

高等學校電子信息類專業十二五規劃實踐教材:微處理器類新技術實驗教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

周佳社,石光明 等 著
圖書標籤:
  • 微處理器
  • 新技術
  • 實驗教程
  • 電子信息
  • 高等教育
  • 十二五規劃
  • 實踐教材
  • 單片機
  • 嵌入式係統
  • 數字電路
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齣版社: 西安電子科技大學齣版社
ISBN:9787560629490
版次:1
商品編碼:11201646
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2012-12-01
用紙:膠版紙
頁數:296
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

  周佳社、石光明等編著的《高等學校電子信息類專業十二五規劃實踐教材:微處理器類新技術實驗教程》包括微處理器導論及微機原理與接口技術實驗、PIC單片機原理與應用實驗、英飛淩單片機應用開發實驗、TI-DSP技術基礎實驗、嵌入式係統設計實驗等五門實驗課內容,每門實驗課為一章。每章開始均對該課程的知識要點及教學要求進行瞭總結,以便於學生對理論知識進行復習鞏固。在實驗內容安排上,既有基礎實驗,又有綜閤設計實驗,以夯實學生的基礎,培養學生綜閤設計與創新設計的能力。
  《高等學校電子信息類專業十二五規劃實踐教材:微處理器類新技術實驗教程》著眼於實驗技能與工程應用,通過學習與實驗,為微處理器應用及係統設計打下堅實的基礎。各實驗內容簡明扼要、深入淺齣,融入瞭作者的經驗與體會,便於學習和掌握。《高等學校電子信息類專業十二五規劃實踐教材:微處理器類新技術實驗教程》教程除可作為高校工科相關專業的實驗教材外,對於一般工程技術人員也有很好的參考價值。

目錄

第一章 微處理器導論
1.1 微處理器的發展曆程
1.2 單片機
1.3 嵌入式係統
1.4 數字信號處理器(DSP)
1.5 基於FPGA的模型機
1.6 微處理器的共性及新技術實驗
本章參考文獻
第二章 微機原理與接口技術實驗
2.1 微機原理與接口技術課程主要知識點總結
2.2 匯編語言程序設計上機方法
2.2.1 匯編語言程序設計上機實驗步驟
2.2.2 源程序的匯編、連接與調試方法
2.3 匯編語言程序設計實驗
實驗1 8086/8088尋址方式練習實驗
實驗2 分支程序設計實驗
實驗3 循環程序設計實驗
實驗4 子程序設計實驗
實驗5 匯編語言程序設計綜閤實驗
2.4 實驗平颱簡介
2.4.1 係統安裝與使用
2.4.2 匯編語言程序設計實驗開發集成環境
2.4.3 PCI 9054配置寄存器
2.5 接口技術基礎實驗
實驗1 I/O地址譯碼實驗
實驗2 基I/O端口設計實驗
實驗3 可編程並行接口8255實驗
實驗4 可編程定時器/計數器8253實驗
實驗5 8位存儲器讀寫實驗
實驗6 中斷應用程序實驗
2.6 接口技術綜閤設計實驗
實驗1 ADC 0809 A/D模數轉換實驗
實驗2 DAC 0832 D/A轉換實驗
實驗3 競賽搶答器綜閤設計實驗
實驗4 數字式溫度測量綜閤設計實驗
實驗5 鍵盤顯示控製綜閤設計實驗
實驗6 16×16 LED中文字幕移動實驗
本章附錄A PCI BIOS函數
本章附錄B PCI9054D集成操作軟件使用說明
本章附錄C Turbo Deblagger調試器的使用
本章參考文獻
第三章 PIC單片機原理與應用實驗
3.1 PIC單片機主要知識點總結
3.2 PIC單片機資源介紹
3.2.1 8/16/32位PIC單片機介紹
3.2.2 PIC單片機開發工具資源介紹
3.3 MPLAB集成開發環境軟件的使用介紹
3.3.1 安裝
3.3.2 使用介紹
3.4 ICD 2在綫調試器的使用介紹
3.4.1 MPLAB ICD2係統組件
3.4.2 模塊接口連接
3.4.3 調試模式
3.4.4 ICD2的安裝、配置和使用
3.5 APP009實驗闆介紹
3.6 基礎實驗
實驗1 I/O端口實驗
實驗2 外部中斷實驗
實驗3 定時器實驗
3.7 綜閤實驗
實驗1 輸入捕捉實驗
實驗2 輸齣比較實驗
實驗3 UART/SPI串行通信接口實驗
實驗4 10位A/D轉換器實驗
本章參考文獻
第四章 英飛淩單片機應用開發實驗
4.1 英飛淩單片機課程的知識點總結
4.2 英飛淩單片機應用開發方法
4.3 英飛淩單片機基礎實驗
實驗1 通用I/O接口實驗
實驗2 通用定時器實驗
實驗3 異步串行接口通信實驗
實驗4 脈寬調製(PWM)實驗
實驗5 ADC轉換實驗
實驗6 CAN協議通信實驗
4.4 英飛淩單片機綜閤應用實驗
實驗1 串口定時器中斷綜閤實驗
實驗2 電子時鍾設計實驗
實驗3 可調亮度LED實驗
實驗4 CAN協議組網通信實驗
附錄A 英飛淩單片機集成開發環境使用
附錄B 英飛淩單片機基本實驗DAvE軟件配置
本章參考文獻
第五章 TI-DSP技術基礎實驗
5.1 實驗係統概述
5.1.1 實驗係統構成
5.1.2 TMS320C5402 DSK開發闆
5.1.3 DSK開發闆信號處理框架
5.2 實驗部分
實驗1 CCS的使用及I/O口和中斷仿真實驗
實驗2 C54x外中斷編程實驗
實驗3 C54x定時器實驗
實驗4 C54x存儲器及FLASH應用編程實驗
實驗5 C54x多通道緩衝串口應用實驗
實驗6 C54x異步通信接口UART實驗
本章參考文獻
第六章 嵌入式係統設計實驗
6.1 嵌入式係統設計知識要點及難點
6.1.1 嵌入式係統設計硬件係統相關知識點
6.1.2 嵌入式係統設計係統軟件相關知識點
6.1.3 嵌入式係統設計應用軟件相關知識點
6.2 嵌入式係統體係結構綜述
6.2.1 常用嵌入式處理器體係結構
6.2.2 ARM體係結構
6.2.3 Linux操作係統體係結構
6.3 嵌入式開發平颱及開發方式
6.3.1 嵌入式開發平颱概述
6.3.2 嵌入式係統開發方式
6.4 嵌入式係統實驗
實驗1 嵌入式開發平颱的搭建實驗
實驗2 嵌入式係統內核及文件係統鏡像的定製實驗
實驗3 綜閤實驗(1)
實驗4 綜閤實驗(2)
本章參考文獻

前言/序言


《高校電子信息類專業“十二五”規劃實踐教材:微處理器類新技術實驗教程》—— 深入探索微處理器技術前沿,賦能信息時代工程師 前言: 在信息技術日新月異的今天,微處理器作為現代電子信息係統的“大腦”,其重要性不言而喻。從智能手機到大數據中心,從物聯網設備到人工智能係統,微處理器無處不在,並以前所未有的速度演進。為瞭滿足新時代對高素質電子信息人纔的需求,培養具備紮實理論基礎和突齣實踐創新能力的工程師,《高校電子信息類專業“十二五”規劃實踐教材:微處理器類新技術實驗教程》應運而生。本書旨在為高校電子信息類專業學生提供一套係統、前沿、實用的實驗教程,引導讀者深入理解微處理器類新技術的核心概念、工作原理,並通過豐富的實驗項目,動手實踐,掌握相關技術在實際應用中的開發和調試能力,為未來的科技創新和産業發展奠定堅實基礎。 教材定位與特色: 本書是根據教育部提齣的“十二五”期間高等教育教學改革精神,緊密結閤電子信息類專業教學大綱和行業發展趨勢而編寫的。它不僅是對傳統微處理器知識的補充和拓展,更是對當前及未來發展方嚮的重點關注。本書的編寫遵循“理論與實踐相結閤”、“循序漸進”、“能力導嚮”的原則,力求讓學生在掌握基礎知識的同時,能夠快速適應新技術的發展,具備解決復雜工程問題的能力。 本書的鮮明特色體現在以下幾個方麵: 1. 聚焦前沿技術: 不同於市麵上已有的通用型微處理器實驗教材,本書重點關注當前及未來幾年內具有發展潛力的新型微處理器技術。這包括但不限於: 高性能嵌入式處理器: 深入剖析ARM Cortex-M/A係列等在移動設備、物聯網、車載電子等領域廣泛應用的處理器架構,重點關注其流水綫、緩存、多核等高性能特性。 低功耗微控製器: 針對物聯網、可穿戴設備等對功耗要求極高的應用,介紹低功耗設計理念、電源管理技術以及相應的微控製器特性。 特種應用處理器: 如數字信號處理器(DSP)、現場可編程門陣列(FPGA)與微處理器協同工作等,探討其在信號處理、圖像識彆、高性能計算等領域的應用。 異構計算與SoC設計: 介紹集成瞭CPU、GPU、DSP等多種處理單元的係統級芯片(SoC)的組成和開發方式,以及異構計算的優勢和挑戰。 人工智能(AI)芯片與加速器: 探討專用於AI計算的芯片架構,如神經網絡處理器(NPU)、張量處理單元(TPU)等,以及如何利用這些硬件加速AI算法的實現。 安全與信任根(Root of Trust)技術: 隨著物聯網設備數量激增,設備安全變得至關重要。本書將涉及硬件安全模塊(HSM)、安全啓動(Secure Boot)、加密協處理器等技術。 2. 強調實踐操作: 本書的核心價值在於其豐富的實驗設計。每個實驗都圍繞一個或幾個新技術點展開,力求讓學生親自動手,通過編程、調試、硬件連接等環節,深刻理解理論知識。實驗項目設計具有梯度,從基礎的裸機編程、外設驅動開發,到復雜的RTOS應用、SoC集成、AI模型部署,逐步提升學生的實踐能力。 3. 仿真與實物結閤: 為瞭兼顧實驗的靈活性和成本效益,本書鼓勵結閤仿真工具(如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、Vivado仿真器等)和實物開發平颱(如STM32係列開發闆、ESP32開發闆、樹莓派、FPGA開發闆等)。仿真可以幫助學生快速驗證算法和程序邏輯,而實物實驗則能讓學生接觸真實的硬件環境,理解硬件約束和接口特性。 4. 引導自主創新: 除瞭提供標準實驗項目,本書還鼓勵學生進行拓展性實驗和創新性設計。通過提供一些開放性的課題和思路,激發學生的學習興趣和創新潛能,培養他們解決未知問題的能力。 5. 與行業接軌: 本書在內容選擇和實驗設計上,充分考慮瞭當前電子信息産業的技術需求和發展趨勢。通過學習本書,學生將能夠更快速地適應企業的工作要求,為從事相關領域的研發、設計、測試等工作打下堅實基礎。 內容構成與章節安排(示例): 本書內容涵蓋瞭微處理器類新技術的主要方麵,可以分為以下幾個主要模塊: 第一部分:高性能嵌入式係統開發 第一章:ARM Cortex-M係列處理器架構與編程模型 CPU核心介紹(Cortex-M0/M3/M4/M7等) 存儲器映射、總綫接口 中斷與異常處理機製 DMA控製器 低功耗模式 實驗一:GPIO接口控製與中斷響應 (學習基礎I/O操作和中斷優先級管理) 實驗二:UART通信協議實現 (掌握串行通信,用於設備間數據交換) 實驗三:ADC/DAC應用與信號采集 (實現模擬量與數字量的轉換) 第二章:實時操作係統(RTOS)在嵌入式係統中的應用 RTOS基本概念:任務、調度、同步、通信 FreeRTOS/RT-Thread等主流RTOS介紹 任務創建、管理與優先級調度 信號量、互斥鎖、消息隊列等同步與通信機製 實驗四:多任務並發設計與調度 (實現多個任務的協同工作) 實驗五:RTOS信號量/消息隊列通信 (學習任務間安全高效的數據交換) 第三章:片上係統(SoC)設計與FPGA協同開發 SoC的組成與優勢 FPGA簡介與硬件描述語言(Verilog/VHDL)基礎 將微處理器IP核集成到FPGA設計中 通過FPGA實現高速接口或定製硬件加速器 實驗六:基於FPGA的LED流水燈控製 (FPGA入門實驗) 實驗七:ARM+FPGA協同開發簡單通信模塊 (學習軟硬協同設計) 第二部分:麵嚮特定應用的新興技術 第四章:低功耗微控製器設計與優化 低功耗模式詳解(Sleep, Stop, Standby等) 功耗管理單元(PMU) 外部晶振與內部RC振蕩器選擇 RTC與低功耗傳感器集成 實驗八:低功耗模式下的傳感器數據采集 (實現定時喚醒采集數據) 實驗九:動態功耗分析與優化 (利用工具測量和分析功耗) 第五章:數字信號處理器(DSP)與實時信號處理 DSP架構特點(MAC單元、流水綫、指令集) 濾波器設計與實現(FIR/IIR) FFT算法應用 實驗十:語音信號的采集與頻譜分析 (利用DSP進行實時信號處理) 實驗十一:簡單的音頻濾波與播放 (實現音頻信號的預處理) 第六章:人工智能(AI)芯片與嵌入式AI應用 AI芯片(NPU/TPU)架構概述 嵌入式AI框架(TensorFlow Lite, PyTorch Mobile) 模型量化與優化技術 在嵌入式設備上部署簡單的AI模型(如圖像識彆、語音識彆) 實驗十二:在微控製器上實現手勢識彆 (部署輕量級AI模型) 實驗十三:利用AI芯片進行物體檢測 (探索高性能AI硬件能力) 第三部分:係統集成與高級應用 第七章:微處理器安全技術與可信執行環境 嵌入式係統麵臨的安全威脅 硬件安全模塊(HSM)功能 安全啓動(Secure Boot)與固件更新安全 加密協處理器與密鑰管理 實驗十四:實現安全啓動機製 (保護設備免受惡意固件侵害) 實驗十五:使用硬件加密加速器進行數據加解密 (提升數據安全性和處理效率) 第八章:物聯網(IoT)通信協議與設備連接 MQTT, CoAP, LoRaWAN等IoT通信協議 Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee等無綫連接技術 微處理器與IoT雲平颱(如AWS IoT, Azure IoT Hub)的對接 實驗十六:構建一個基於MQTT協議的智能傢居設備 (實現設備與雲平颱的通信) 實驗十七:利用BLE實現設備間的近場通信 (探索無綫通信的應用) 結語: 《高校電子信息類專業“十二五”規劃實踐教材:微處理器類新技術實驗教程》不僅僅是一本實驗指導書,更是通往微處理器技術前沿的鑰匙。通過本書的學習,學生將能夠: 深入理解 新型微處理器的架構、工作原理和核心技術。 熟練掌握 相關的開發工具、編程語言和調試方法。 具備獨立完成 嵌入式係統設計、開發和優化的能力。 培養 解決復雜工程問題和進行技術創新的思維方式。 我們相信,本書將成為電子信息類專業學生在探索微處理器技術廣闊天地中的得力助手,為培養具備國際競爭力的高素質信息技術人纔貢獻力量。通過理論與實踐的緊密結閤,同學們將在這個快速發展的技術領域中,發現機遇,迎接挑戰,成為未來的技術引領者。

用戶評價

評分

作為一名剛剛步入大學校門,對電子信息專業充滿好奇和憧憬的新生,我對這本書的期待很高。在老師的推薦下,我帶著一絲忐忑和更多的新鮮感開始瞭閱讀。坦白說,初次接觸“十二五規劃實踐教材”這樣的字眼,我以為會是一本枯燥乏味的理論書。但當我真正沉浸其中時,我發現我的想法完全錯瞭。這本書的語言非常生動,盡管涉及的知識點很多,但作者善於用類比和實例來解釋復雜的概念,讓我這個初學者也能較容易地理解。我尤其喜歡書中關於微處理器發展曆史的章節,它就像一部引人入勝的故事,讓我瞭解瞭從最初的簡單計算器到如今高性能處理器的演變過程,深刻體會到科技進步的神速。實驗部分的設計更是讓我驚喜。書中的實驗器材雖然有些是我第一次見到,但配有詳細的步驟說明和圖示,讓我即使是獨立操作也能感受到成功的喜悅。例如,有一個實驗是搭建一個簡單的嵌入式係統,讓我親手將編寫的代碼下載到微處理器中,並觀察其運行效果,這種成就感是任何理論學習都無法比擬的。書中的一些新技術介紹,比如關於ARM Cortex-M係列微處理器的特性,雖然對我來說是全新的知識,但通過書中清晰的講解和圖錶,我逐漸掌握瞭它們的核心優勢。這本書讓我對微處理器這個領域産生瞭濃厚的興趣,並激發瞭我進一步深入學習的決心。它不僅僅是教材,更像是開啓我電子信息學習之旅的一扇明亮的大門。

評分

作為一名在高校任教多年的電子信息專業教師,我一直在尋找一本能夠真正幫助學生掌握微處理器前沿技術的教材。傳統教材往往更新速度慢,難以跟上技術的迭代。而《高等學校電子信息類專業十二五規劃實踐教材:微處理器類新技術實驗教程》的齣版,正閤我意。《微處理器類新技術實驗教程》這本書,內容涵蓋瞭當下微處理器領域的熱點和前沿技術,比如新型指令集架構、異構計算、以及針對物聯網和人工智能等領域的專用處理器設計。這些內容對於培養學生適應未來技術發展至關重要。書中的實驗設計尤為齣色,它將抽象的技術概念轉化為具體的實踐操作,讓學生能夠親身體驗技術的應用和魅力。例如,其中關於FPGA在處理器加速方麵的實驗,能夠讓學生直觀地理解硬件加速的原理和優勢。而且,書中的實驗項目緊密結閤瞭當前工業界的實際需求,能夠有效地提升學生的工程實踐能力和解決實際問題的能力。我尤其欣賞書中對一些復雜技術概念的講解,通俗易懂,邏輯清晰,能夠幫助不同層次的學生都能有所收獲。這本書不僅是一本優秀的實驗教材,更是一本能夠激發學生學習興趣、培養創新精神的寶藏。我非常願意將其作為我教學中的重要參考,引導學生深入探索微處理器技術的無限可能。

評分

這本書的齣版,對我這個在電子信息領域摸爬滾打多年的工程師來說,無疑是一場及時雨。我一直對微處理器的最新進展非常感興趣,尤其是在嵌入式係統和物聯網飛速發展的今天,掌握這些新技術是保持競爭力的關鍵。當我翻開這本書時,我首先被其嚴謹的編排和清晰的邏輯所吸引。書中對一些前沿技術的介紹,雖然我已有初步瞭解,但通過作者深入淺齣的闡述,許多之前模棱兩可的概念變得豁然開朗。特彆是關於一些新型指令集架構的分析,讓我對未來的處理器設計有瞭更深刻的認識。實驗部分的設計更是令人眼前一亮。不同於以往許多實驗教程的照本宣科,這本書的實驗項目緊密結閤實際應用,很多都涉及到當前工業界正在應用的成熟技術,這對於希望將理論知識轉化為實際技能的讀者來說,價值非凡。比如,其中一個關於低功耗微控製器設計的實驗,就詳細講解瞭如何通過硬件和軟件的協同優化來最大限度地降低功耗,這對於電池供電的嵌入式設備開發至關重要。此外,書中對一些新興的硬件加速技術,如FPGA在處理器設計中的應用,也進行瞭相當篇幅的探討,這為我提供瞭新的研究思路和技術儲備。總而言之,這本書不僅是一本學習手冊,更是一本能夠激發創新思維的寶典,對於我這樣追求技術深度和廣度的讀者來說,它提供瞭寶貴的知識財富和實踐指導。

評分

對於我而言,一本優秀的專業教材,其核心價值在於能否有效地連接理論與實踐,並引領讀者緊跟行業發展的步伐。這本書在這幾個方麵都做得相當齣色。《高等學校電子信息類專業十二五規劃實踐教材:微處理器類新技術實驗教程》恰恰做到瞭這一點。首先,它並沒有簡單地羅列技術名詞,而是深入剖析瞭微處理器技術在“十二五”期間乃至當下的發展趨勢和技術瓶頸,為讀者構建瞭一個宏觀的認知框架。書中對一些關鍵的計算架構和指令集的設計哲學進行瞭細緻的解讀,這對於理解高性能計算的底層邏輯至關重要。其次,實驗教程部分的設計尤為獨到。它不僅僅是驗證理論的簡單練習,而是旨在讓學生通過動手實踐,深刻理解新技術在實際項目中的應用。我特彆欣賞其中關於麵嚮物聯網應用的微處理器選型和係統設計實驗,這對於培養解決實際工程問題的能力非常有幫助。書中對不同類型微處理器的功耗、性能、接口特性等進行瞭詳細的對比分析,並提供瞭相應的實踐案例,讓學生能夠根據具體需求做齣最優選擇。此外,對於一些新興的微處理器技術,如RISC-V架構的應用,書中也進行瞭前瞻性的介紹和實驗指導,這無疑為學生未來的技術發展提供瞭寶貴的指引。總而言之,這本書的價值在於其前瞻性、實踐性以及對復雜概念的清晰闡釋,能夠有效地提升讀者的專業素養和工程實踐能力,使其在快速發展的電子信息領域保持競爭力。

評分

我是一位即將畢業的大學生,正在為找工作和未來的職業發展做準備。在備考和復習的過程中,我深切體會到理論知識與實際技能之間的差距。《微處理器類新技術實驗教程》這本書,簡直是為我這樣的學生量身定製的。我一直覺得微處理器是電子信息領域的核心,但傳統的教學內容往往偏重於基礎理論,對於一些最新的、在實際工作中會用到的技術,瞭解得不夠深入。這本書的齣現,恰好彌補瞭這一不足。它不僅介紹瞭一些我之前從未接觸過的微處理器技術,還通過大量精心設計的實驗,讓我有機會親手去操作和實踐。我最喜歡的一個實驗是關於低功耗嵌入式係統開發的,它教會瞭我如何在硬件和軟件層麵同時進行功耗優化,這在很多實際應用中都非常關鍵,比如可穿戴設備和無綫傳感器網絡。書中對不同類型微處理器的性能評估和選擇方法也講得非常清晰,這對於我理解不同産品的技術差異,以及在麵試中更好地迴答相關問題非常有幫助。此外,書中還介紹瞭一些與人工智能、大數據相關的微處理器技術,這讓我看到瞭微處理器技術在這些前沿領域的廣闊前景,也為我未來的職業選擇提供瞭新的思路。這本書讓我覺得,自己不再是空有理論的“書呆子”,而是能夠真正動手解決問題的工程師。

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