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嵌入式系统实战指南：面向IoT应用

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作者:
出版社: 机械工业出版社
2022-03
版次: 1
ISBN: 9787111698784
定价: 199.00
装帧: 其他
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 512页
字数: 796千字
分类: 计算机与互联网
7人买过
  • 本书的出发点是嵌入式系统的实际应用，因此涉及面比较广，为了控制篇幅，很多内容点到为止，但可以起到抛砖引玉的作用。本书首先对嵌入式系统做了定义，然后围绕该定义展开。全书分为三篇，第壹篇侧重于基础应用知识；第二篇是基于第壹篇的高阶应用知识，主要针对嵌入式操作系统；第三篇相对独立，对目前非常流行的低功耗蓝牙原理和应用做了介绍。本书的每一篇都有多个对应的例程，并使用了多种常见的软硬件。本书不但适合嵌入式系统行业的职场新手，也适合有一定经验的嵌入式系统研发工程师学习和参考，还可以作为自动控制、通信、应用电子、机电一体化等专业的教学用书。 前言

    篇  核心篇

    第1章  麻雀虽小，五脏俱全——什么是嵌入式系统2

      1.1  嵌入式系统架构3

      1.2  MCU架构4

      1.3  内核架构7

    第2章  大脑是人类与动物的主要区别所在——单片机架构9

      2.1  计算机的发展9

      2.2  单片机只能理解二进制“语言”11

      2.3  输入/输出设备12

      2.4  什么是总线13

      2.5  数字电路大厦的砖块——锁存器15

    第3章  象形文字的出现——汇编语言18

      3.1  为何要了解汇编语言18

      3.2  寄存器介绍18

      3.3  什么是栈19

      3.4  与栈的使用相关的四大原则22

      3.5  其他内核寄存器23

      3.6  常用汇编指令25

    第4章  五脏六腑——单片机外围26

      4.1  时钟——单片机的心脏26

      4.2  标配外围1——Timer27

      4.3  标配外围2——I2C总线接口29

      4.4  标配外围3——UART/USART接口32

      4.5  标配外围4——SPI33

      4.6  标配外围5——DMA控制器36

      4.7  标配外围6——GPIO37

      4.8  扩展外围1——I2S控制器38

      4.9  扩展外围2——USB控制器40

      4.10  扩展外围3——以太网控制器42

      4.11  扩展外围4——CAN控制器43

    第5章  单片机开发环境44

      5.1  开发环境安装44

      5.2  认识学习板50

      5.3  下载和调试53

    第6章  大脑怎么思考——单片机如何运行57

      6.1  从分析编译错误开始57

      6.2  从汇编文件中探索59

    第7章  现代语言的产生—— C语言70

      7.1  解决编译错误71

      7.2  复习一下C语言77

      7.3  指针、结构体和链表80

    第8章  Hello, World！95

      8.1  单片机怎么实现printf()95

      8.2  串口的使用97

    第9章  中断99

      9.1  中断是事件驱动的核心99

      9.2  异常和中断99

      9.3  按键中断102

    目  录嵌入式系统实战指南：面向IoT应用第10章  I2C总线实验107

      10.1  看一下原理图107

      10.2  看一下数据手册108

      10.3  准备一个新的工程112

      10.4  开始工作115

    第11章  其他总线实验131

      11.1  SPIM之分散加载实验131

      11.2  SPI总线实验137

      11.3  USB总线实验144

    第12章  DAC原理和实践154

      12.1  DAC原理154

      12.2  DAC实验155

    第13章  ADC原理和实践162

      13.1  逐次逼近型ADC原理163

      13.2  ADC实验164

    第14章  什么是傅里叶变换170

      14.1  复变函数170

      14.2  傅里叶级数171

      14.3  傅里叶变换173

      14.4  快速傅里叶变换175

    第15章  傅里叶变换的C语言实现180

      15.1  程序解析181

      15.2  测试和分析188

    第16章  印制电路板设计（PCB Layout）193

      16.1  硬件设计从熟悉器件开始194

      16.2  开始画板子196

    第二篇  RTOS（实时操作系统）

    第17章  人类吃了智慧果后做的件事是用树叶做了件衣服——RTOS原理241

      17.1  RTOS的发展241

      17.2  RTOS的基本原理242

    第18章  巧妇难为无米之炊——RT-Thread环境搭建245

      18.1  工具软件准备245

      18.2  编译工程251

      18.3  调试工程253

    第19章  障眼法——RTOS如何实现分身术256

      19.1  线程调度256

      19.2  创建用户线程261

    第20章  三头六臂——一起做几个多线程的例程264

      20.1  创建三个线程264

      20.2  如何观察线程调度情况267

    第21章  团结就是力量——线程之间的同步和通信270

      21.1  线程同步270

      21.2  线程通信274

    第22章  开始烧脑——RTOS实践案例278

      22.1  互斥量测试279

      22.2  消息队列和邮箱测试283

    第23章  节约是美德——内存管理288

      23.1  内存堆管理289

      23.2  内存池管理292

      23.3  内存堆与内存池的区别293

      23.4  动态内存分配实践293

    第24章  家中有粮，心里不慌——中断管理296

      24.1  运行模式和栈296

      24.2  RTT中断处理过程297

      24.3  RTT按键中断处理实例299

    第25章  乾坤大挪移——内核移植304

      25.1  线程调度的原理304

      25.2  移植相关内容306

    第26章  工欲善其事，必先利其器——Env辅助开发环境和FinSH控制台320

      26.1  获取和配置320

      26.2  使用和理解FinSH324

    第27章  个人的一小步，人类的一大步——I/O设备管理330

      27.1  I/O设备管理框架330

      27.2  串口设备的管理332

      27.3  GPIO的管理341

      27.4  SPI设备管理344

      27.5  I2C设备管理350

      27.6  硬件Timer的使用353

    第28章  一人之下，万人之上——虚拟文件系统356

      28.1  RTT文件系统介绍356

      28.2  文件系统的挂载357

      28.3  格式化359

      28.4  实验361

    第29章  万物互联——网络框架367

      29.1  RTT网络框架367

      29.2  网络套接字371

      29.3  套接字编程实例375

    第三篇  BLE（低功耗蓝牙）

    第30章  蓝牙初探380

      30.1  蓝牙技术联盟381

      30.2  历史版本382

      30.3  历史版本更新383

      30.4  常用无线协议比较394

    第31章  BLE协议栈初探398

      31.1  定义398

      31.2  作用398

      31.3  传播媒介399

      31.4  传输单位399

      31.5  结构399

    第32章  物理层（Physical Layer，PHY）403

      32.1  PHY403

      32.2  频段（Band）403

      32.3  频道（Channel）404

      32.4  射频公差（Radio Frequency Tolerance）404

      32.5  发射功率（Transmission Power）404

      32.6  接收灵敏度（Receive Sensitivity）405

    第33章  直接测试模式（Direct Test Mode，DTM）406

      33.1  重要性406

      33.2  使用方法411

      33.3  测试项目412

      33.4  实际问题413

    第34章  链路层（Link Layer，LL）415

      34.1  BLE设备地址（Device Address）415

      34.2  物理频道（Physical Channel）417

      34.3  状态（State）419

      34.4  空中接口包（Air Interface Packet）格式420

      34.5  Advertising Physical Channel PDU423

       34.6  广播事件（Advertising Event）429

      34.7  建立连接（Connection Setup）435

      34.8  Data Physical Channel PDU437

       34.9  连接事件（Connection Event）440

      34.10  连接参数（Connection Parameter）441

    第35章  主机控制器接口（Host Controller Interface，HCI）447

    第36章  逻辑链路控制与适配协议（Logical Link Control and Adaptation Protocol，

    L2CAP）449

    第37章  通用属性配置（Generic Attribute Profile，GATT）与属性协议

    （Attribute Protocol，ATT）451

      37.1  Server与Client451

      37.2  配置文件（Profile）与属性（Attribute）452

    第38章  安全管理（Security Manager，SM）463

      38.1  被动窃听与主动窃听463

      38.2  密钥（Key）与编码（Encryption）464

      38.3  配对（Pairing）465

     第39章  通用访问配置（Generic Access Profile，GAP）475

      39.1  角色（Role）476

      39.2  设备地址（Device Address）与设备名称（Device Name）477

      39.3  广播数据包格式477

      39.4  发现模式与程序（Discovery Modes and Procedures）477

      39.5  安全模式（Security Mode）478

    第40章  BLE编程实例479

      40.1  设备系统架构479

      40.2  硬件480

      40.3  软件480

      40.4  准备工作480

      40.5  编程实例484

      40.6  习题500
  • 内容简介:
    本书的出发点是嵌入式系统的实际应用，因此涉及面比较广，为了控制篇幅，很多内容点到为止，但可以起到抛砖引玉的作用。本书首先对嵌入式系统做了定义，然后围绕该定义展开。全书分为三篇，第壹篇侧重于基础应用知识；第二篇是基于第壹篇的高阶应用知识，主要针对嵌入式操作系统；第三篇相对独立，对目前非常流行的低功耗蓝牙原理和应用做了介绍。本书的每一篇都有多个对应的例程，并使用了多种常见的软硬件。本书不但适合嵌入式系统行业的职场新手，也适合有一定经验的嵌入式系统研发工程师学习和参考，还可以作为自动控制、通信、应用电子、机电一体化等专业的教学用书。
  • 目录:
    前言

    篇  核心篇

    第1章  麻雀虽小，五脏俱全——什么是嵌入式系统2

      1.1  嵌入式系统架构3

      1.2  MCU架构4

      1.3  内核架构7

    第2章  大脑是人类与动物的主要区别所在——单片机架构9

      2.1  计算机的发展9

      2.2  单片机只能理解二进制“语言”11

      2.3  输入/输出设备12

      2.4  什么是总线13

      2.5  数字电路大厦的砖块——锁存器15

    第3章  象形文字的出现——汇编语言18

      3.1  为何要了解汇编语言18

      3.2  寄存器介绍18

      3.3  什么是栈19

      3.4  与栈的使用相关的四大原则22

      3.5  其他内核寄存器23

      3.6  常用汇编指令25

    第4章  五脏六腑——单片机外围26

      4.1  时钟——单片机的心脏26

      4.2  标配外围1——Timer27

      4.3  标配外围2——I2C总线接口29

      4.4  标配外围3——UART/USART接口32

      4.5  标配外围4——SPI33

      4.6  标配外围5——DMA控制器36

      4.7  标配外围6——GPIO37

      4.8  扩展外围1——I2S控制器38

      4.9  扩展外围2——USB控制器40

      4.10  扩展外围3——以太网控制器42

      4.11  扩展外围4——CAN控制器43

    第5章  单片机开发环境44

      5.1  开发环境安装44

      5.2  认识学习板50

      5.3  下载和调试53

    第6章  大脑怎么思考——单片机如何运行57

      6.1  从分析编译错误开始57

      6.2  从汇编文件中探索59

    第7章  现代语言的产生—— C语言70

      7.1  解决编译错误71

      7.2  复习一下C语言77

      7.3  指针、结构体和链表80

    第8章  Hello, World！95

      8.1  单片机怎么实现printf()95

      8.2  串口的使用97

    第9章  中断99

      9.1  中断是事件驱动的核心99

      9.2  异常和中断99

      9.3  按键中断102

    目  录嵌入式系统实战指南：面向IoT应用第10章  I2C总线实验107

      10.1  看一下原理图107

      10.2  看一下数据手册108

      10.3  准备一个新的工程112

      10.4  开始工作115

    第11章  其他总线实验131

      11.1  SPIM之分散加载实验131

      11.2  SPI总线实验137

      11.3  USB总线实验144

    第12章  DAC原理和实践154

      12.1  DAC原理154

      12.2  DAC实验155

    第13章  ADC原理和实践162

      13.1  逐次逼近型ADC原理163

      13.2  ADC实验164

    第14章  什么是傅里叶变换170

      14.1  复变函数170

      14.2  傅里叶级数171

      14.3  傅里叶变换173

      14.4  快速傅里叶变换175

    第15章  傅里叶变换的C语言实现180

      15.1  程序解析181

      15.2  测试和分析188

    第16章  印制电路板设计（PCB Layout）193

      16.1  硬件设计从熟悉器件开始194

      16.2  开始画板子196

    第二篇  RTOS（实时操作系统）

    第17章  人类吃了智慧果后做的件事是用树叶做了件衣服——RTOS原理241

      17.1  RTOS的发展241

      17.2  RTOS的基本原理242

    第18章  巧妇难为无米之炊——RT-Thread环境搭建245

      18.1  工具软件准备245

      18.2  编译工程251

      18.3  调试工程253

    第19章  障眼法——RTOS如何实现分身术256

      19.1  线程调度256

      19.2  创建用户线程261

    第20章  三头六臂——一起做几个多线程的例程264

      20.1  创建三个线程264

      20.2  如何观察线程调度情况267

    第21章  团结就是力量——线程之间的同步和通信270

      21.1  线程同步270

      21.2  线程通信274

    第22章  开始烧脑——RTOS实践案例278

      22.1  互斥量测试279

      22.2  消息队列和邮箱测试283

    第23章  节约是美德——内存管理288

      23.1  内存堆管理289

      23.2  内存池管理292

      23.3  内存堆与内存池的区别293

      23.4  动态内存分配实践293

    第24章  家中有粮，心里不慌——中断管理296

      24.1  运行模式和栈296

      24.2  RTT中断处理过程297

      24.3  RTT按键中断处理实例299

    第25章  乾坤大挪移——内核移植304

      25.1  线程调度的原理304

      25.2  移植相关内容306

    第26章  工欲善其事，必先利其器——Env辅助开发环境和FinSH控制台320

      26.1  获取和配置320

      26.2  使用和理解FinSH324

    第27章  个人的一小步，人类的一大步——I/O设备管理330

      27.1  I/O设备管理框架330

      27.2  串口设备的管理332

      27.3  GPIO的管理341

      27.4  SPI设备管理344

      27.5  I2C设备管理350

      27.6  硬件Timer的使用353

    第28章  一人之下，万人之上——虚拟文件系统356

      28.1  RTT文件系统介绍356

      28.2  文件系统的挂载357

      28.3  格式化359

      28.4  实验361

    第29章  万物互联——网络框架367

      29.1  RTT网络框架367

      29.2  网络套接字371

      29.3  套接字编程实例375

    第三篇  BLE（低功耗蓝牙）

    第30章  蓝牙初探380

      30.1  蓝牙技术联盟381

      30.2  历史版本382

      30.3  历史版本更新383

      30.4  常用无线协议比较394

    第31章  BLE协议栈初探398

      31.1  定义398

      31.2  作用398

      31.3  传播媒介399

      31.4  传输单位399

      31.5  结构399

    第32章  物理层（Physical Layer，PHY）403

      32.1  PHY403

      32.2  频段（Band）403

      32.3  频道（Channel）404

      32.4  射频公差（Radio Frequency Tolerance）404

      32.5  发射功率（Transmission Power）404

      32.6  接收灵敏度（Receive Sensitivity）405

    第33章  直接测试模式（Direct Test Mode，DTM）406

      33.1  重要性406

      33.2  使用方法411

      33.3  测试项目412

      33.4  实际问题413

    第34章  链路层（Link Layer，LL）415

      34.1  BLE设备地址（Device Address）415

      34.2  物理频道（Physical Channel）417

      34.3  状态（State）419

      34.4  空中接口包（Air Interface Packet）格式420

      34.5  Advertising Physical Channel PDU423

       34.6  广播事件（Advertising Event）429

      34.7  建立连接（Connection Setup）435

      34.8  Data Physical Channel PDU437

       34.9  连接事件（Connection Event）440

      34.10  连接参数（Connection Parameter）441

    第35章  主机控制器接口（Host Controller Interface，HCI）447

    第36章  逻辑链路控制与适配协议（Logical Link Control and Adaptation Protocol，

    L2CAP）449

    第37章  通用属性配置（Generic Attribute Profile，GATT）与属性协议

    （Attribute Protocol，ATT）451

      37.1  Server与Client451

      37.2  配置文件（Profile）与属性（Attribute）452

    第38章  安全管理（Security Manager，SM）463

      38.1  被动窃听与主动窃听463

      38.2  密钥（Key）与编码（Encryption）464

      38.3  配对（Pairing）465

     第39章  通用访问配置（Generic Access Profile，GAP）475

      39.1  角色（Role）476

      39.2  设备地址（Device Address）与设备名称（Device Name）477

      39.3  广播数据包格式477

      39.4  发现模式与程序（Discovery Modes and Procedures）477

      39.5  安全模式（Security Mode）478

    第40章  BLE编程实例479

      40.1  设备系统架构479

      40.2  硬件480

      40.3  软件480

      40.4  准备工作480

      40.5  编程实例484

      40.6  习题500
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