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內(nèi)容簡介

　　本書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)同設計原理、軟件和硬件開發(fā)工具等內(nèi)容，涵蓋嵌入式軟硬件設計和實現(xiàn)全過程所需要掌握的知識。全書共分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、應用、硬件結(jié)構(gòu)、軟件體系，協(xié)同設計原理，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，特點和分類，其次以廣泛應用的ARM處理、DSP處理器、FPGA為例介紹了嵌入式處理器的學習方法和應用特點。第3章，介紹存儲器的相關(guān)技術(shù)概念，介紹RAM和ROM類型的存儲技術(shù)和典型芯片，重點介紹在嵌入式系統(tǒng)中廣泛使用的FLASH存儲技術(shù)和其典型應用。第4章，介紹接口和總線的概念以及典型的嵌入式外設、傳感器、執(zhí)行器。常用總線包括USB總線，IIC總線，SPI總線，485總線等，常用外設按鈕包括LED，LCD，ADC/DAC，各類傳感器，執(zhí)行器，看門狗等。第5章，介紹嵌入式硬件設計的概念，電路原理圖和印制電路板PCB的設計流程和設計原則，電路仿真、芯片設計等內(nèi)容。介紹幾種常用的硬件設計環(huán)境和工具。第6章，介紹嵌入式系統(tǒng)操作系統(tǒng)的概念，特點以及實時性概念。重點以Linux、Ucos和RTThread等三個操作系統(tǒng)，介紹它們的特點，內(nèi)核結(jié)構(gòu)，圖形驅(qū)動，移植等應用要點等。第7章，主要介紹嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境的特點、構(gòu)建方法、開發(fā)和調(diào)試流程以及嵌入式軟件體系各層次的軟件開發(fā)技術(shù)。重點介紹交叉編譯環(huán)境、開發(fā)過程，Linux軟件開發(fā)、Linux內(nèi)核配置、驅(qū)動開發(fā)，中斷技術(shù)，BootLoader、文件系統(tǒng)、GUI圖形用戶界面，典型的嵌入式軟件開發(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，介紹嵌入式設備之間的網(wǎng)絡互聯(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，Zigbee等無線通信技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡，移動網(wǎng)絡，人工智能，邊緣計算等技術(shù)以及軟硬件設計與實現(xiàn)的實例。第9章，以6個具體的嵌入式項目實例介紹嵌入式系統(tǒng)協(xié)同設計的思路、介紹具體的設計和開發(fā)的過程。通過這些典型例子，讀者可以熟悉嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件構(gòu)成以及它們的實現(xiàn)過程。

作者簡介

　　本人為華中科技大學軟件工程學院副教授，是《嵌入式系統(tǒng)協(xié)同設計》《操作系統(tǒng)原理》《微機原理與接口》三門課程的骨：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驗設備與儀器三等獎、于2018年獲湖北省教學成果三等獎、于2017年獲華中科技大學教學質(zhì)量一等獎。在科研方面，主持醫(yī)學顯微圖像的受約束深度弱監(jiān)督學習算法研究、基于ARM技術(shù)的嵌入式AI實驗室建設、抗遮擋的多目標識別跟蹤新方法研究等縱向項目以及公安情報信息綜合應用平臺等橫向項目。

圖書目錄

第1章嵌入式系統(tǒng)概述(1)
1.1計算機的分類(1)
1.2嵌入式系統(tǒng)的概念(1)
1.3嵌入式系統(tǒng)的特點(2)
1.4嵌入式系統(tǒng)的應用(3)
1.5協(xié)同設計思維和方法(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(16)
2.3嵌入式處理器選型(19)
2.4ARM處理器(23)
2.5DSP處理器(32)
習題(37)
第3章嵌入式存儲器(38)
3.1存儲器概念(38)
3.2RAM和ROM(41)
3.3Flash存儲器(43)
3.4典型的DRAM芯片及其應用(45)
3.5典型的SRAM芯片及其應用(49)
3.6典型NAND Flash芯片及其應用(51)
3.7典型NOR Flash芯片及其應用(55)
習題(56)
第4章接口和總線(58)
4.1接口(58)
4.2總線概述(60)
4.3SPI總線(61)
4.4RS232C總線及RS485總線(64)
4.5USB總線(66)
4.6I2C總線(71)
4.7其他常用總線(74)
4.8LED(75)
4.9數(shù)碼管(75)
4.10繼電器(77)
4.11紅外對射管(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)
習題(96)
第5章嵌入式硬件設計及其方法(97)
5.1硬件設計概述(97)
5.2電路原理圖設計(99)
5.3PCB設計(101)
5.4CPLD/FPGA芯片設計(106)
5.5典型電路設計工具(111)
5.6典型單元電路設計(116)
習題(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)的實時性(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)
習題(151)
第7章嵌入式軟件開發(fā)(152)
7.1交叉編譯環(huán)境(152)
7.2嵌入式軟件開發(fā)過程(157)
7.3嵌入式Linux軟件開發(fā)(161)
7.4Linux內(nèi)核配置(164)
7.5BSP開發(fā)(169)
7.6驅(qū)動開發(fā)(170)
7.7Linux中斷技術(shù)(177)
7.8BootLoader開發(fā)(182)
7.9文件系統(tǒng)(185)
7.10圖形用戶界面GUI(194)
7.11典型軟件開發(fā)環(huán)境(197)
7.12嵌入式軟件的調(diào)試和仿真(206)
習題(212)
第8章嵌入式網(wǎng)絡與互聯(lián)(213)
8.1嵌入式設備的網(wǎng)絡化(213)
8.2TCP/IP網(wǎng)絡(213)
8.5無線網(wǎng)絡操作系統(tǒng)Contiki(223)
8.6無線通信(228)
8.7無線傳感器網(wǎng)絡(238)
8.8Zigbee無線網(wǎng)絡(241)
8.9移動網(wǎng)絡(243)
習題(251)
第9章項目實例分析(253)
9.1LED設備驅(qū)動開發(fā)(253)
9.2單片機溫度控制系統(tǒng)(255)
9.3多路視頻服務器(259)
9.4基于壓力傳感器的體重測量系統(tǒng)(264)
9.5基于超聲波技術(shù)的身高測量系統(tǒng)(266)
9.6基于霍爾元件的自行車計速系統(tǒng)(268)
9.7電池供電管理單元(269)
參考文獻(273)