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嵌入式系统实战指南·面向IoT应用

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嵌入式系统实战指南·面向IoT应用》,王蔚,姚思韡 著,出版社: 机械工业出版社。

机械工业出版社成立于1950年,是建国后国家设立的第一家科技出版社,前身为科学技术出版社,1952年更名为机械工业出版社[1]。机械工业出版社(以下简称机工社)由机械工业信息研究院作为主办单位,目前隶属于国务院国资委[2]

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

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

1.2MCU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printf95

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0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

1章其他总线实验131

11.1SPIM之分散加载实验131

11.2SPI总线实验137

11.3USB总线实验144

2章DAC原理和实践154

12.1DAC原理154

12.2DAC实验155

3章ADC原理和实践162

13.1逐次逼近型ADC原理163

13.2ADC实验164

4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

5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

6章印制电路板设计(PCBLayout)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)

7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

17.1RTOS的发展241

17.2RTOS的基本原理242

8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

9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

24.2RTT中断处理过程297

24.3RTT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

27.1I/O设备管理框架330

27.2串口设备的管理332

27.3GPIO的管理341

27.4SPI设备管理344

27.5I2C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

28.1RTT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

29.1RTT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(PhysicalLayer,PHY)403

32.1PHY403

32.2频段(Band)403

32.3频道(Channel)404

32.4射频公差(RadioFrequencyTolerance)404

32.5发射功率(TransmissioPower)404

32.6接收灵敏度(ReceiveSensitivity)405

第33章直接测试模式(DirectTestMode,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(LinkLayer,LL)415

34.1BLE设备地址(DeviceAddress)415

34.2物理频道(PhysicalChannel)417

34.3状态(State)419

34.4空中接口包(AirInterfacePacket)格式420

34.5AdvertisingPhysicalChannelPDU423

34.6广播事件(AdvertisingEvent)429

34.7建立连接(ConnectioSetup)435

34.8DataPhysicalChannelPDU437

34.9连接事件(ConnectioEvent)440

34.10连接参数(ConnectioParameter)441

第35章主机控制器接口(HostControllerInterface,HCI)447

第36章逻辑链路控制与适配协议(LogicalLinkControlandAdaptatioProtocol,

L2CAP)449

第37章通用属性配置(GenericAttributeProfile,GATT)与属性协议

(AttributeProtocol,ATT)451

37.1Server与Client451

37.2配置文件(Profile)与属性(Attribute)452

第38章安全管理(SecurityManager,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(GenericAccessProfile,GAP)475

39.1角色(Role)476

39.2设备地址(DeviceAddress)与设备名称(DeviceName)477

39.3广播数据包格式477

39.4发现模式与程序(DiscoveryModesandProcedures)477

39.5安全模式(SecurityMode)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

参考文献

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