嵌入式系統(tǒng)實(shí)戰(zhàn)指南：面向IoT應(yīng)用

前言
第一篇 核心篇
第1章 麻雀雖小，五臟俱全——什么是嵌入式系統(tǒng)2
1.1 嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)3
1.2 MCU架構(gòu)4
1.3 內(nèi)核架構(gòu)7
第2章 大腦是人類(lèi)與動(dòng)物的主要區(qū)別所在——單片機(jī)架構(gòu)9
2.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展9
2.2 單片機(jī)只能理解二進(jìn)制“語(yǔ)言”11
2.3 輸入/輸出設(shè)備12
2.4 什么是總線(xiàn)13
2.5 數(shù)字電路大廈的磚塊——鎖存器15
第3章 象形文字的出現(xiàn)——匯編語(yǔ)言18
3.1 為何要了解匯編語(yǔ)言18
3.2 寄存器介紹18
3.3 什么是棧19
3.4 與棧的使用相關(guān)的四大原則22
3.5 其他內(nèi)核寄存器23
3.6 常用匯編指令25
第4章 五臟六腑——單片機(jī)外圍26
4.1 時(shí)鐘——單片機(jī)的心臟26
4.2 標(biāo)配外圍1——Timer27
4.3 標(biāo)配外圍2——I2C總線(xiàn)接口29
4.4 標(biāo)配外圍3——UART/USART接口32
4.5 標(biāo)配外圍4——SPI33
4.6 標(biāo)配外圍5——DMA控制器36
4.7 標(biāo)配外圍6——GPIO37
4.8 擴(kuò)展外圍1——I2S控制器38
4.9 擴(kuò)展外圍2——USB控制器40
4.10 擴(kuò)展外圍3——以太網(wǎng)控制器42
4.11 擴(kuò)展外圍4——CAN控制器43
第5章 單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境44
5.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境安裝44
5.2 認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)板50
5.3 下載和調(diào)試53
第6章 大腦怎么思考——單片機(jī)如何運(yùn)行57
6.1 從分析編譯錯(cuò)誤開(kāi)始57
6.2 從匯編文件中探索59
第7章 現(xiàn)代語(yǔ)言的產(chǎn)生—— C語(yǔ)言70
7.1 解決編譯錯(cuò)誤71
7.2 復(fù)習(xí)一下C語(yǔ)言77
7.3 指針、結(jié)構(gòu)體和鏈表80
第8章 Hello, World！95
8.1 單片機(jī)怎么實(shí)現(xiàn)printf()95
8.2 串口的使用97
第9章 中斷99
9.1 中斷是事件驅(qū)動(dòng)的核心99
9.2 異常和中斷99
9.3 按鍵中斷102
目 錄嵌入式系統(tǒng)實(shí)戰(zhàn)指南：面向IoT應(yīng)用第10章 I2C總線(xiàn)實(shí)驗(yàn)107
10.1 看一下原理圖107
10.2 看一下數(shù)據(jù)手冊(cè)108
10.3 準(zhǔn)備一個(gè)新的工程112
10.4 開(kāi)始工作115
第11章 其他總線(xiàn)實(shí)驗(yàn)131
11.1 SPIM之分散加載實(shí)驗(yàn)131
11.2 SPI總線(xiàn)實(shí)驗(yàn)137
11.3 USB總線(xiàn)實(shí)驗(yàn)144
第12章 DAC原理和實(shí)踐154
12.1 DAC原理154
12.2 DAC實(shí)驗(yàn)155
第13章 ADC原理和實(shí)踐162
13.1 逐次逼近型ADC原理163
13.2 ADC實(shí)驗(yàn)164
第14章 什么是傅里葉變換170
14.1 復(fù)變函數(shù)170
14.2 傅里葉級(jí)數(shù)171
14.3 傅里葉變換173
14.4 快速傅里葉變換175
第15章 傅里葉變換的C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)180
15.1 程序解析181
15.2 測(cè)試和分析188
第16章 印制電路板設(shè)計(jì)（PCB Layout）193
16.1 硬件設(shè)計(jì)從熟悉器件開(kāi)始194
16.2 開(kāi)始畫(huà)板子196
第二篇 RTOS（實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)）
第17章 人類(lèi)吃了智慧果后做的第一件事是用樹(shù)葉做了件衣服——RTOS原理241
17.1 RTOS的發(fā)展241
17.2 RTOS的基本原理242
第18章 巧婦難為無(wú)米之炊——RT-Thread環(huán)境搭建245
18.1 工具軟件準(zhǔn)備245
18.2 編譯工程251
18.3 調(diào)試工程253
第19章 障眼法——RTOS如何實(shí)現(xiàn)分身術(shù)256
19.1 線(xiàn)程調(diào)度256
19.2 創(chuàng)建用戶(hù)線(xiàn)程261
第20章 三頭六臂——一起做幾個(gè)多線(xiàn)程的例程264
20.1 創(chuàng)建三個(gè)線(xiàn)程264
20.2 如何觀(guān)察線(xiàn)程調(diào)度情況267
第21章 團(tuán)結(jié)就是力量——線(xiàn)程之間的同步和通信270
21.1 線(xiàn)程同步270
21.2 線(xiàn)程通信274
第22章 開(kāi)始燒腦——RTOS實(shí)踐案例278
22.1 互斥量測(cè)試279
22.2 消息隊(duì)列和郵箱測(cè)試283
第23章 節(jié)約是美德——內(nèi)存管理288
23.1 內(nèi)存堆管理289
23.2 內(nèi)存池管理292
23.3 內(nèi)存堆與內(nèi)存池的區(qū)別293
23.4 動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配實(shí)踐293
第24章 家中有糧，心里不慌——中斷管理296
24.1 運(yùn)行模式和棧296
24.2 RTT中斷處理過(guò)程297
24.3 RTT按鍵中斷處理實(shí)例299
第25章 乾坤大挪移——內(nèi)核移植304
25.1 線(xiàn)程調(diào)度的原理304
25.2 移植相關(guān)內(nèi)容306
第26章 工欲善其事，必先利其器——Env輔助開(kāi)發(fā)環(huán)境和FinSH控制臺(tái)320
26.1 獲取和配置320
26.2 使用和理解FinSH324
第27章 個(gè)人的一小步，人類(lèi)的一大步——I/O設(shè)備管理330
27.1 I/O設(shè)備管理框架330
27.2 串口設(shè)備的管理332
27.3 GPIO的管理341
27.4 SPI設(shè)備管理344
27.5 I2C設(shè)備管理350
27.6 硬件Timer的使用353
第28章 一人之下，萬(wàn)人之上——虛擬文件系統(tǒng)356
28.1 RTT文件系統(tǒng)介紹356
28.2 文件系統(tǒng)的掛載357
28.3 格式化359
28.4 實(shí)驗(yàn)361
第29章 萬(wàn)物互聯(lián)——網(wǎng)絡(luò)框架367
29.1 RTT網(wǎng)絡(luò)框架367
29.2 網(wǎng)絡(luò)套接字371
29.3 套接字編程實(shí)例375
第三篇 BLE（低功耗藍(lán)牙）
第30章 藍(lán)牙初探380
30.1 藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟381
30.2 歷史版本382
30.3 歷史版本更新383
30.4 常用無(wú)線(xiàn)協(xié)議比較394
第31章 BLE協(xié)議棧初探398
31.1 定義398
31.2 作用398
31.3 傳播媒介399
31.4 傳輸單位399
31.5 結(jié)構(gòu)399
第32章 物理層（Physical Layer，PHY）403
32.1 PHY403
32.2 頻段（Band）403
32.3 頻道（Channel）404
32.4 射頻公差（Radio Frequency Tolerance）404
32.5 發(fā)射功率（Transmission Power）404
32.6 接收靈敏度（Receive Sensitivity）405
第33章 直接測(cè)試模式（Direct Test Mode，DTM）406
33.1 重要性406
33.2 使用方法411
33.3 測(cè)試項(xiàng)目412
33.4 實(shí)際問(wèn)題413
第34章 鏈路層（Link Layer，LL）415
34.1 BLE設(shè)備地址（Device Address）415
34.2 物理頻道（Physical Channel）417
34.3 狀態(tài)（State）419
34.4 空中接口包（Air Interface Packet）格式420
34.5 Advertising Physical Channel PDU423
34.6 廣播事件（Advertising Event）429
34.7 建立連接（Connection Setup）435
34.8 Data Physical Channel PDU437
34.9 連接事件（Connection Event）440
34.10 連接參數(shù)（Connection Parameter）441
第35章 主機(jī)控制器接口（Host Controller Interface，HCI）447
第36章 邏輯鏈路控制與適配協(xié)議（Logical Link Control and Adaptation Protocol，
L2CAP）449
第37章 通用屬性配置（Generic Attribute Profile，GATT）與屬性協(xié)議
（Attribute Protocol，ATT）451
37.1 Server與Client451
37.2 配置文件（Profile）與屬性（Attribute）452
第38章 安全管理（Security Manager，SM）463
38.1 被動(dòng)竊聽(tīng)與主動(dòng)竊聽(tīng)463
38.2 密鑰（Key）與編碼（Encryption）464
38.3 配對(duì)（Pairing）465
第39章 通用訪(fǎng)問(wèn)配置（Generic Access Profile，GAP）475
39.1 角色（Role）476
39.2 設(shè)備地址（Device Address）與設(shè)備名稱(chēng)（Device Name）477
39.3 廣播數(shù)據(jù)包格式477
39.4 發(fā)現(xiàn)模式與程序（Discovery Modes and Procedures）477
39.5 安全模式（Security Mode）478
第40章 BLE編程實(shí)例479
40.1 設(shè)備系統(tǒng)架構(gòu)479
40.2 硬件480
40.3 軟件480
40.4 準(zhǔn)備工作480
40.5 編程實(shí)例484
40.6 習(xí)題500