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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書(shū)全面地介紹了嵌入式系統(tǒng)的概念、硬軟件結(jié)構(gòu)、典型傳感器原理、協(xié)同設(shè)計(jì)原理、軟件和硬件開(kāi)發(fā)工具等內(nèi)容，涵蓋嵌入式軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)全過(guò)程所需要掌握的知識(shí)。全書(shū)共分9章三大模塊，第1章是嵌入式系統(tǒng)的概念，第2-5章是嵌入式系統(tǒng)的硬件部分，第6-9章是嵌入式系統(tǒng)操作系統(tǒng)和軟件部分。第1章，主要介紹嵌入式系統(tǒng)的概念、特點(diǎn)、應(yīng)用、硬件結(jié)構(gòu)、軟件體系，協(xié)同設(shè)計(jì)原理，嵌入式形式和發(fā)展方向等內(nèi)容。第2章，介紹嵌入式處理的概念，特點(diǎn)和分類(lèi)，其次以廣泛應(yīng)用的ARM處理、DSP處理器、FPGA為例介紹了嵌入式處理器的學(xué)習(xí)方法和應(yīng)用特點(diǎn)。第3章，介紹存儲(chǔ)器的相關(guān)技術(shù)概念，介紹RAM和ROM類(lèi)型的存儲(chǔ)技術(shù)和典型芯片，重點(diǎn)介紹在嵌入式系統(tǒng)中廣泛使用的FLASH存儲(chǔ)技術(shù)和其典型應(yīng)用。第4章，介紹接口和總線(xiàn)的概念以及典型的嵌入式外設(shè)、傳感器、執(zhí)行器。常用總線(xiàn)包括USB總線(xiàn)，IIC總線(xiàn)，SPI總線(xiàn)，485總線(xiàn)等，常用外設(shè)按鈕包括LED，LCD，ADC/DAC，各類(lèi)傳感器，執(zhí)行器，看門(mén)狗等。第5章，介紹嵌入式硬件設(shè)計(jì)的概念，電路原理圖和印制電路板PCB的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)原則，電路仿真、芯片設(shè)計(jì)等內(nèi)容。介紹幾種常用的硬件設(shè)計(jì)環(huán)境和工具。第6章，介紹嵌入式系統(tǒng)操作系統(tǒng)的概念，特點(diǎn)以及實(shí)時(shí)性概念。重點(diǎn)以Linux、Ucos和RTThread等三個(gè)操作系統(tǒng)，介紹它們的特點(diǎn)，內(nèi)核結(jié)構(gòu)，圖形驅(qū)動(dòng)，移植等應(yīng)用要點(diǎn)等。第7章，主要介紹嵌入式系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的特點(diǎn)、構(gòu)建方法、開(kāi)發(fā)和調(diào)試流程以及嵌入式軟件體系各層次的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)。重點(diǎn)介紹交叉編譯環(huán)境、開(kāi)發(fā)過(guò)程，Linux軟件開(kāi)發(fā)、Linux內(nèi)核配置、驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)，中斷技術(shù)，BootLoader、文件系統(tǒng)、GUI圖形用戶(hù)界面，典型的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)工具（如ADS、IAR等）和嵌入式軟件的調(diào)試方法等內(nèi)容。第8章，介紹嵌入式設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)以及與物聯(lián)網(wǎng)，人工智能等技術(shù)的結(jié)合，包括TCP /IP網(wǎng)絡(luò)，Zigbee等無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，人工智能，邊緣計(jì)算等技術(shù)以及軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的實(shí)例。第9章，以6個(gè)具體的嵌入式項(xiàng)目實(shí)例介紹嵌入式系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)的思路、介紹具體的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的過(guò)程。通過(guò)這些典型例子，讀者可以熟悉嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件構(gòu)成以及它們的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

作者簡(jiǎn)介

　　本人為華中科技大學(xué)軟件工程學(xué)院副教授，是《嵌入式系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)》《操作系統(tǒng)原理》《微機(jī)原理與接口》三門(mén)課程的骨：于2020年獲湖北省本科課程《操作系統(tǒng)原理》、于2018年獲湖北省高校自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器三等獎(jiǎng)、于2018年獲湖北省教學(xué)成果三等獎(jiǎng)、于2017年獲華中科技大學(xué)教學(xué)質(zhì)量一等獎(jiǎng)。在科研方面，主持醫(yī)學(xué)顯微圖像的受約束深度弱監(jiān)督學(xué)習(xí)算法研究、基于ARM技術(shù)的嵌入式AI實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、抗遮擋的多目標(biāo)識(shí)別跟蹤新方法研究等縱向項(xiàng)目以及公安情報(bào)信息綜合應(yīng)用平臺(tái)等橫向項(xiàng)目。

圖書(shū)目錄

第1章嵌入式系統(tǒng)概述(1)
1.1計(jì)算機(jī)的分類(lèi)(1)
1.2嵌入式系統(tǒng)的概念(1)
1.3嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)(2)
1.4嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用(3)
1.5協(xié)同設(shè)計(jì)思維和方法(5)
1.6嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(6)
1.7嵌入式系統(tǒng)的嵌入形式(10)
1.8嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展方向(11)
習(xí)題(12)
第2章嵌入式處理器(13)
2.1嵌入式處理器概念(13)
2.2嵌入式處理器分類(lèi)(16)
2.3嵌入式處理器選型(19)
2.4ARM處理器(23)
2.5DSP處理器(32)
習(xí)題(37)
第3章嵌入式存儲(chǔ)器(38)
3.1存儲(chǔ)器概念(38)
3.2RAM和ROM(41)
3.3Flash存儲(chǔ)器(43)
3.4典型的DRAM芯片及其應(yīng)用(45)
3.5典型的SRAM芯片及其應(yīng)用(49)
3.6典型NAND Flash芯片及其應(yīng)用(51)
3.7典型NOR Flash芯片及其應(yīng)用(55)
習(xí)題(56)
第4章接口和總線(xiàn)(58)
4.1接口(58)
4.2總線(xiàn)概述(60)
4.3SPI總線(xiàn)(61)
4.4RS232C總線(xiàn)及RS485總線(xiàn)(64)
4.5USB總線(xiàn)(66)
4.6I2C總線(xiàn)(71)
4.7其他常用總線(xiàn)(74)
4.8LED(75)
4.9數(shù)碼管(75)
4.10繼電器(77)
4.11紅外對(duì)射管(78)
4.12LCD顯示屏(80)
4.13編碼器(86)
4.14ADC和DAC(87)
4.15WatchDog(91)
4.16壓力傳感器(92)
4.17氣壓傳感器(95)
習(xí)題(96)
第5章嵌入式硬件設(shè)計(jì)及其方法(97)
5.1硬件設(shè)計(jì)概述(97)
5.2電路原理圖設(shè)計(jì)(99)
5.3PCB設(shè)計(jì)(101)
5.4CPLD/FPGA芯片設(shè)計(jì)(106)
5.5典型電路設(shè)計(jì)工具(111)
5.6典型單元電路設(shè)計(jì)(116)
習(xí)題(121)
第6章嵌入式操作系統(tǒng)(122)
6.1嵌入式操作系統(tǒng)的概念(122)
6.2嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性(124)
6.3嵌入式Linux(130)
6.4μc/OS(137)
6.5RTThread(142)
6.6其他典型嵌入式操作系統(tǒng)(146)
習(xí)題(151)
第7章嵌入式軟件開(kāi)發(fā)(152)
7.1交叉編譯環(huán)境(152)
7.2嵌入式軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程(157)
7.3嵌入式Linux軟件開(kāi)發(fā)(161)
7.4Linux內(nèi)核配置(164)
7.5BSP開(kāi)發(fā)(169)
7.6驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)(170)
7.7Linux中斷技術(shù)(177)
7.8BootLoader開(kāi)發(fā)(182)
7.9文件系統(tǒng)(185)
7.10圖形用戶(hù)界面GUI(194)
7.11典型軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境(197)
7.12嵌入式軟件的調(diào)試和仿真(206)
習(xí)題(212)
第8章嵌入式網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)(213)
8.1嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化(213)
8.2TCP/IP網(wǎng)絡(luò)(213)
8.5無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Contiki(223)
8.6無(wú)線(xiàn)通信(228)
8.7無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(238)
8.8Zigbee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)(241)
8.9移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(243)
習(xí)題(251)
第9章項(xiàng)目實(shí)例分析(253)
9.1LED設(shè)備驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)(253)
9.2單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)(255)
9.3多路視頻服務(wù)器(259)
9.4基于壓力傳感器的體重測(cè)量系統(tǒng)(264)
9.5基于超聲波技術(shù)的身高測(cè)量系統(tǒng)(266)
9.6基于霍爾元件的自行車(chē)計(jì)速系統(tǒng)(268)
9.7電池供電管理單元(269)
參考文獻(xiàn)(273)