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单片机与嵌入式系统应用杂志社 著

图书标签:

• 单片机
• 嵌入式系统
• 电子技术
• 应用
• 2016年月刊
• 第三期
• 科技
• 计算机
• 自动化
• DIY

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9771009623156

版次：1

商品编码：11883451

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-03-01

用纸：胶版纸

内容简介

单片机与嵌入式系统应用（2016年月刊第三期）

前言/序言

探索智能世界的基石：单片机与嵌入式系统应用 当今世界，从家电的智能升级到汽车的自动驾驶，再到工业生产的自动化，无不依赖于一颗颗“聪明的芯”——单片机。它们是嵌入式系统的核心，默默地驱动着无数设备，让我们的生活变得更加便捷、高效和智能化。本书旨在深入浅出地剖析单片机与嵌入式系统的核心原理、关键技术及实际应用，为广大读者提供一条通往智能技术前沿的清晰路径。 一、 单片机：嵌入式系统的“大脑” 单片机，作为一种集成电路，将微处理器、存储器（RAM、ROM）、输入/输出接口等功能部件高度集成在一块芯片上，使得电子系统设计变得更加紧凑和灵活。本书将从单片机的基本结构入手，详细介绍其工作原理，包括中央处理器（CPU）的指令集、时序控制、中断系统等。我们将剖析不同架构单片机（如AVR、ARM、PIC等）的特点与优势，帮助读者理解其在不同应用场景下的适用性。 CPU核心与指令集： 深入理解CPU如何执行指令，掌握汇编语言和高级语言（如C语言）在单片机开发中的应用，以及如何通过优化指令，提高程序运行效率。 存储器管理： 讲解片内RAM、ROM（Flash、EEPROM）的作用与区别，以及如何有效地管理程序存储和数据存储空间，是嵌入式开发中至关重要的一环。 输入/输出（I/O）接口： 详细介绍通用I/O口、定时器/计数器、中断控制器、ADC/DAC等外设接口的工作原理与编程技巧，是单片机实现与外界交互的基础。 中断系统： 深入剖析中断的产生、响应、处理流程，以及中断优先级等概念，掌握利用中断实现实时响应和高效处理多任务的方法。 二、 嵌入式系统：软硬结合的智能体 嵌入式系统是将计算机硬件和软件集成在一起，为特定应用而设计的专用计算机系统。它不仅仅是简单的硬件，更包含着精巧的软件设计，共同协作以完成特定任务。本书将带领读者走进嵌入式系统的世界，揭示其构成要素、设计流程以及实现的关键技术。 硬件平台构建： 从最小系统设计出发，介绍选择合适单片机、配套外围器件（如传感器、执行器、通信模块、电源模块等）的原则。我们将讨论PCB设计、电路原理图分析等硬件基础知识。 嵌入式操作系统（RTOS）： 深入讲解实时操作系统（RTOS）在嵌入式系统中的作用，包括任务调度、内存管理、进程间通信（IPC）、中断处理等核心概念。我们将介绍FreeRTOS、uCOS等主流RTOS的特性与应用，帮助读者掌握构建复杂嵌入式应用的基础。 驱动程序开发： 详解如何为各种外设编写驱动程序，包括GPIO驱动、定时器驱动、串口驱动、SPI/I2C驱动等。理解驱动程序是连接硬件与上层软件的桥梁，是嵌入式开发不可或缺的一部分。 应用程序开发： 介绍嵌入式应用程序的设计模式、编程规范以及常用算法的应用。我们将通过实际案例，展示如何利用C/C++等语言开发功能丰富的嵌入式应用。 系统集成与调试： 讲解嵌入式系统软硬件的集成方法，以及如何使用仿真器、逻辑分析仪、示波器等工具进行系统调试与故障排除。 三、 嵌入式系统应用：从理论到实践 理论学习离不开实际应用。本书将结合大量生动、贴近实际的案例，展示单片机与嵌入式系统在各个领域的广泛应用，激发读者的创新灵感。 智能家居： 从智能照明、温湿度控制，到安防监控、家电联动，展示如何利用单片机构建安全、舒适、便捷的智能家居系统。 物联网（IoT）： 深入探讨物联网的通信协议（如MQTT、CoAP）、数据采集与传输、云平台对接等关键技术，以及如何利用嵌入式系统实现万物互联。 工业自动化： 介绍在工业生产线上的应用，如PLC（可编程逻辑控制器）的原理、伺服电机控制、传感器网络、数据采集与监控系统（SCADA）等。 汽车电子： 揭示汽车电子系统（如ECU、CAN总线通信、车载娱乐系统、ADAS辅助驾驶系统）中单片机与嵌入式技术的应用。 医疗电子： 探讨用于健康监测、诊断辅助、医疗设备控制等领域的嵌入式系统设计。 消费电子： 分析智能穿戴设备、无人机、智能玩具等消费电子产品背后的技术原理。 四、 进阶主题与发展趋势 除了基础知识，本书还将触及一些进阶主题，并展望嵌入式系统的未来发展方向。 低功耗设计： 探讨如何通过硬件选型、软件优化、电源管理等手段，实现嵌入式设备的超低功耗运行，延长电池续航。 嵌入式安全： 随着物联网的普及，嵌入式安全问题日益突出。本书将介绍嵌入式系统的安全威胁、防护策略和安全设计原则。 人工智能与嵌入式： 探索边缘计算、TinyML等技术，如何将人工智能能力部署到资源受限的嵌入式设备上，实现本地智能处理。 嵌入式Linux： 讲解如何在嵌入式设备上运行Linux操作系统，及其在更复杂的应用场景中的优势。 结语 单片机与嵌入式系统是驱动现代科技进步的核心力量。掌握相关知识，不仅能让你理解身边无数智能设备的奥秘，更能为你开启通往创新设计和技术研发的大门。本书将以严谨的学术态度、丰富的实践案例，为你构建坚实的理论基础，培养解决实际问题的能力，帮助你在快速发展的智能时代抢占先机。无论你是初学者，还是有一定基础的开发者，都能从中获益匪浅，共同探索智能世界的无限可能。

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这本《单片机与嵌入式系统应用（2016年月刊第三期）》真是让我眼前一亮，尤其是对于我这种刚入行不久的工程师来说。它没有上来就讲那些晦涩难懂的理论，而是从非常实用的角度切入，比如其中关于如何优化STM32的功耗管理那篇文章，简直是我的救星。我之前一直为项目中的电量消耗问题头疼，尝试了各种方法效果都不太理想。这期杂志里详细分析了不同休眠模式的优缺点，以及如何在实际应用中根据需求进行灵活切换，还给出了具体的代码示例和调试技巧。我按照文章介绍的方法，成功将产品的待机功耗降低了近30%，大大延长了电池续航时间，这让我对单片机设计又有了更深的认识和信心。此外，关于低功耗蓝牙（BLE）在物联网设备中的应用也写得非常到位，对于理解BLE的优势以及如何构建低功耗、长续航的无线连接提供了清晰的思路。整体感觉，这期内容非常贴合实际工作需求，实用性极强，绝对是案头必备的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对嵌入式系统安全领域颇感兴趣的读者，《单片机与嵌入式系统应用（2016年月刊第三期）》中的相关内容给我留下了深刻的印象。特别是关于嵌入式设备固件更新的安全机制探讨，以及如何防止恶意攻击的策略分析，都让我受益匪浅。在当前物联网设备数量激增的背景下，设备安全问题日益凸显，这期杂志中提出的加密算法应用、安全启动流程设计等技术要点，为我提供了宝贵的参考。我曾遇到过客户对设备安全性提出很高要求，但苦于无从下手，这期杂志的指导让我找到了解决问题的方向。此外，关于嵌入式设备入侵检测和防御的研究内容，也拓宽了我的视野，让我意识到嵌入式安全不仅仅是简单的加密，更是一个系统性的工程。这期内容在嵌入式安全这个相对冷门但极其重要的领域，进行了深入浅出的讲解，对于提升设备安全性有非常实际的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

对于那些希望深入了解嵌入式系统硬件设计原理的读者而言，《单片机与嵌入式系统应用（2016年月刊第三期）》是一本不可多得的宝藏。我特别关注了其中关于电源管理芯片选型与应用的章节，详细介绍了不同类型的电源管理芯片（PMIC）的特性、工作原理以及在实际电路设计中的应用技巧。作者通过具体的案例分析，阐述了如何在满足功耗、效率和成本要求的前提下，选择最合适的PMIC，并给出了电路设计的注意事项。这对于我之前在设计一款便携式电子产品时遇到的电源稳定性问题提供了有效的解决方案。另外，关于传感器接口设计和信号处理技术的讨论，也让我对如何从传感器获取高质量数据有了更深刻的理解。这期杂志在硬件设计层面，提供了扎实的技术支持，对于提升嵌入式硬件设计的专业性非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

我一直对嵌入式系统在工业自动化领域的应用抱有浓厚兴趣，而《单片机与嵌入式系统应用（2016年月刊第三期）》正好满足了我的这份好奇。其中关于基于CAN总线的分布式控制系统设计那篇文章，让我对如何构建可靠、高效的工业通信网络有了全新的认识。文章详细讲解了CAN总线的协议细节、报文的优先级机制以及在多节点通信中的常见问题和解决方案。我曾参与过一个小型生产线改造项目，在通信稳定性方面遇到了不少挑战，阅读了这篇文章后，我才恍然大悟，并且成功地优化了原有的通信方案，大大提高了生产线的整体效率。此外，关于PLC（可编程逻辑控制器）的编程实践与应用案例的介绍，也为我提供了不少宝贵的经验，让我能够更好地理解和应用PLC来解决实际的工业控制问题。这期内容在工业自动化领域，提供了非常实用的技术参考和深入的实践指导。

评分☆☆☆☆☆

我一直对嵌入式系统中的实时操作系统（RTOS）应用很感兴趣，这本《单片机与嵌入式系统应用（2016年月刊第三期）》正好满足了我的好奇心。其中对FreeRTOS在资源受限微控制器上的移植和优化进行了深入探讨，让我对RTOS的底层原理有了更清晰的认识。文章不仅介绍了FreeRTOS的任务调度机制，还详细讲解了如何根据硬件特性进行裁剪和配置，以达到最佳性能。我尤其欣赏的是作者对内存管理和中断处理部分的讲解，这对于理解RTOS的稳定性和效率至关重要。通过阅读这部分内容，我得以解决之前在项目开发中遇到的多任务并发冲突问题，使得系统运行更加平稳可靠。另外，关于RTOS与GUI的结合也提供了不少思路，虽然我的项目暂时用不到复杂的图形界面，但了解这些前沿技术的发展趋势，为将来的产品升级打下了基础。总而言之，这期内容在RTOS技术方面提供了非常深入和实用的指导。

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