嵌入式系统实战指南 : 面向IoT应用

封面 书名 版权 前言 目录 第一篇 核心篇 第1章 麻雀虽小,五脏俱全——什么是嵌入式系统 1.1 嵌入式系统架构 1.2 MCU架构 1.3 内核架构 第2章 大脑是人类与动物的主要区别所在——单片机架构 2.1 计算机的发展 2.2 单片机只能理解二进制“语言” 2.3 输入/输出设备 2.4 什么是总线 2.5 数字电路大厦的砖块——锁存器 第3章 象形文字的出现——汇编语言 3.1 为何要了解汇编语言 3.2 寄存器介绍 3.3 什么是栈 3.4 与栈的使用相关的四大原则 3.5 其他内核寄存器 3.6 常用汇编指令 第4章 五脏六腑——单片机外围 4.1 时钟——单片机的心脏 4.2 标配外围1——Timer 4.3 标配外围2——I2C总线接口 4.4 标配外围3——UART/USART接口 4.5 标配外围4——SPI 4.6 标配外围5——DMA控制器 4.7 标配外围6——GPIO 4.8 扩展外围1——I2S控制器 4.9 扩展外围2——USB控制器 4.10 扩展外围3——以太网控制器 4.11 扩展外围4——CAN控制器 第5章 单片机开发环境 5.1 开发环境安装 5.2 认识学习板 5.3 下载和调试 第6章 大脑怎么思考——单片机如何运行 6.1 从分析编译错误开始 6.2 从汇编文件中探索 第7章 现代语言的产生——C语言 7.1 解决编译错误 7.2 复习一下C语言 7.3 指针、结构体和链表 7.3.1 指针 7.3.2 结构体 7.3.3 链表 第8章 Hello,World! 8.1 单片机怎么实现printf() 8.2 串口的使用 第9章 中断 9.1 中断是事件驱动的核心 9.2 异常和中断 9.3 按键中断 第10章 I2C总线实验 10.1 看一下原理图 10.2 看一下数据手册 10.3 准备一个新的工程 10.4 开始工作 第11章 其他总线实验 11.1 SPIM之分散加载实验 11.2 SPI总线实验 11.3 USB总线实验 第12章 DAC原理和实践 12.1 DAC原理 12.2 DAC实验 第13章 ADC原理和实践 13.1 逐次逼近型ADC原理 13.2 ADC实验 第14章 什么是傅里叶变换 14.1 复变函数 14.2 傅里叶级数 14.3 傅里叶变换 14.4 快速傅里叶变换 第15章 傅里叶变换的C语言实现 15.1 程序解析 15.2 测试和分析 第16章 印制电路板设计(PCB Layout) 16.1 硬件设计从熟悉器件开始 16.2 开始画板子 16.2.1 新建工程 16.2.2 创建原理图库 16.2.3 创建器件封装库 16.2.4 把原理图库中的器件和实际的封装联系起来 16.2.5 正式绘图 16.2.6 Layout 第二篇 RTOS(实时操作系统) 第17章 人类吃了智慧果后做的第一件事是用树叶做了件衣服——RTOS原理 17.1 RTOS的发展 17.2 RTOS的基本原理 第18章 巧妇难为无米之炊——RT-Thread环境搭建 18.1 工具软件准备 18.2 编译工程 18.3 调试工程 第19章 障眼法——RTOS如何实现分身术 19.1 线程调度 19.2 创建用户线程 第20章 三头六臂——一起做几个多线程的例程 20.1 创建三个线程 20.2 如何观察线程调度情况 第21章 团结就是力量——线程之间的同步和通信 21.1 线程同步 21.1.1 信号量 21.1.2 互斥量 21.1.3 事件 21.1.4 同步机制总结 21.2 线程通信 21.2.1 邮箱 21.2.2 消息队列 21.2.3 信号 第22章 开始烧脑——RTOS实践案例 22.1 互斥量测试 22.2 消息队列和邮箱测试 第23章 节约是美德——内存管理 23.1 内存堆管理 23.1.1 小内存管理算法 23.1.2 SLAB算法 23.1.3 Memheap管理算法 23.1.4 RTT内存堆管理函数 23.2 内存池管理 23.3 内存堆与内存池的区别 23.4 动态内存分配实践 第24章 家中有粮,心里不慌——中断管理 24.1 运行模式和栈 24.2 RTT中断处理过程 24.3 RTT按键中断处理实例 第25章 乾坤大挪移——内核移植 25.1 线程调度的原理 25.2 移植相关内容 25.2.1 移植相关的文件和函数 25.2.2 移植相关函数的解析 25.2.3 线程控制块 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 26.1 获取和配置 26.2 使用和理解FinSH 第27章 个人的一小步,人类的一大步——I/O设备管理 27.1 I/O设备管理框架 27.2 串口设备的管理 27.3 GPIO的管理 27.4 SPI设备管理 27.5 I2C设备管理 27.6 硬件Timer的使用 第28章 一人之下,万人之上——虚拟文件系统 28.1 RTT文件系统介绍 28.2 文件系统的挂载 28.3 格式化 28.4 实验 第29章 万物互联——网络框架 29.1 RTT网络框架 29.2 网络套接字 29.3 套接字编程实例 第三篇 BLE(低功耗蓝牙) 第30章 蓝牙初探 30.1 蓝牙技术联盟 30.2 历史版本 30.3 历史版本更新 30.3.1 v1.x:Basic Rate 30.3.2 v2.0&v2.1:Enhanced Data Rate 30.3.3 v3.0:High Speed 30.3.4 v4.0:Low Energy 30.3.5 v4.1:LE Dual Mode Topology 30.3.6 v4.2:LE Data Packet Length Extension 30.3.7 v5.0:LE 2M PHY&LE Coded PHY 30.3.8 v5.1:AoA&AoD 30.3.9 v5.2:LE Audio 30.3.10 核心规格书中的历史版本描述 30.4 常用无线协议比较 第31章 BLE协议栈初探 31.1 定义 31.2 作用 31.3 传播媒介 31.4 传输单位 31.5 结构 31.5.1 层层递进,相互配合 31.5.2 BLE系统结构 第32章 物理层(Physical Layer,PHY) 32.1 PHY 32.2 频段(Band) 32.3 频道(Channel) 32.4 射频公差(Radio Frequency Tolerance) 32.5 发射功率(Transmission Power) 32.6 接收灵敏度(Receive Sensitivity) 第33章 直接测试模式(Direct Test Mode,DTM) 33.1 重要性 33.2 使用方法 33.3 测试项目 33.3.1 发射功率——RF-PHY/TRM/BV-01-C 33.3.2 发射频率偏移和漂移(1Mbit/s PHY)——RF-PHY/TRM/BV-06-C 33.3.3 接收灵敏度(1Mbit/s PHY)——RF-PHY/RCV/BV-01-C 33.4 实际问题 33.4.1 发射频率偏移过大 33.4.2 发射功率不足或接收灵敏度不够 第34章 链路层(Link Layer,LL) 34.1 BLE设备地址(Device Address) 34.1.1 公开设备地址 34.1.2 随机设备地址 34.2 物理频道(Physical Channel) 34.2.1 广播(Advertising)与连接(Connection) 34.2.2 分类与编号 34.3 状态(State) 34.4 空中接口包(Air Interface Packet)格式 34.4.1 Uncoded PHY 34.4.2 Coded PHY 34.4.3 数据包时间间隔 34.5 Advertising Physical Channel PDU 34.5.1 Advertising PDU 34.5.2 Scanning PDU 34.5.3 Initiating PDU 34.6 广播事件(Advertising Event) 34.6.1 广播事件时间间隔 34.6.2 事件类型 34.6.3 扫描窗口和间隔(Scanning Window and Interval) 34.7 建立连接(Connection Setup) 34.8 Data Physical Channel PDU 34.8.1 Payload 34.8.2 Header 34.9 连接事件(Connection Event) 34.10 连接参数(Connection Parameter) 34.10.1 连接事件长度(Connection Event Length) 34.10.2 连接间隔(Connection Interval) 34.10.3 从机潜伏(Slave Latency) 34.10.4 监视超时(Supervision Timeout) 34.10.5 连接参数更新(Connection Parameter Update) 34.10.6 实际问题 第35章 主机控制器接口(Host Controller Interface,HCI) 第36章 逻辑链路控制与适配协议(Logical Link Control and Adaptation Protocol,L2CAP) 第37章 通用属性配置(Generic Attribute Profile,GATT)与属性协议(Attribute Protocol,ATT) 37.1 Server与Client 37.2 配置文件(Profile)与属性(Attribute) 37.2.1 基本概念 37.2.2 属性(Attribute)组成 37.2.3 Attribute PDU 37.2.4 Characteristic Property 第38章 安全管理(Security Manager,SM) 38.1 被动窃听与主动窃听 38.2 密钥(Key)与编码(Encryption) 38.3 配对(Pairing) 38.3.1 LE Legacy Pairing和LE Secure Connections Pairing 38.3.2 Phase 1 38.3.3 Phase 2 39.3.4 LE Encryption 38.3.5 Phase 3 38.3.6 绑定(Bonding) 第39章 通用访问配置(Generic Access Profile,GAP) 39.1 角色(Role) 39.2 设备地址(Device Address)与设备名称(Device Name) 39.3 广播数据包格式 39.4 发现模式与程序(Discovery Modes and Procedures) 39.5 安全模式(Security Mode) 第40章 BLE编程实例 40.1 设备系统架构 40.2 硬件 40.3 软件 40.4 准备工作 40.4.1 安装App 40.4.2 PC串口打印工具 40.4.3 嗅探器(Sniffer) 40.5 编程实例 40.5.1 初始化 40.5.2 广播 40.5.3 连接 40.5.4 Profile 40.5.5 Write Without Response 40.5.6 CCCD 40.5.7 Notify 40.5.8 断开连接 40.6 习题