嵌入式Linux接口开发技术(第2版)电子书

内容简介

再版前言

第1章 嵌入式Linux系统的基础知识

1.1 Linux简介

1.1.1 Linux的发展

1.1.2 Linux的发行版

1.1.3 Linux系统的下载方法

1.2 在虚拟机上安装Linux系统

1.2.1 虚拟机的安装

1.2.2 安装Linux系统

1.2.3 采用虚拟机镜像导入Linux系统

1.2.4 使用Ubuntu系统的注意事项

1.3 Linux的文件系统

1.4 Linux系统的常用命令

1.4.1 系统命令

1.4.2 文本文件编辑命令

1.4.3 工作目录命令

1.5 环境变量

1.6 Vim编辑器与Shell脚本命令

1.6.1 Vim编辑器

1.6.2 Shell脚本命令

1.7 用户身份与文件权限

1.7.1 passwd命令

1.7.2 文件权限

1.7.3 chmod命令

1.7.4 su命令与sudo命令

练习题

第2章 嵌入式Linux C开发基础

2.1 C语言概述

2.2 嵌入式Linux C开发工具

2.3 嵌入式编译器gcc

2.3.1 初识gcc编译器

2.3.2 gcc命令的常用选项及编译过程

2.3.3 库的使用

2.4 构建工具

2.4.1 Makefile文件

2.4.2 Makefile文件的特性

练习题

第3章 Linux系统的文件操作

3.1 Linux系统的文件类型

3.2 Linux系统的文件描述符

3.3 不带缓存的文件I/O操作涉及的函数

3.3.1 creat函数

3.3.2 open函数

3.3.3 read函数

3.3.4 write函数

3.3.5 lseek函数

3.3.6 close函数

3.3.7 经典范例：文件复制

3.4 带缓存的文件I/O操作涉及的函数

3.4.1 带缓存文件I/O操作的主要函数

3.4.2 缓存类型

3.4.3 带缓存与不带缓存I/O操作的对比

3.5 格式化输入/输出函数

3.5.1 格式化输入函数：scanf、fscanf和sscanf

3.5.2 格式化输出函数：printf、sprintf和fprintf

练习题

第4章 进程与线程

4.1 操作系统调度

4.1.1 操作系统调度的基本原理

4.1.2 调度的时机与触发条件

4.1.3 调度算法与策略

4.2 进程简介

4.3 线程简介

4.3.1 使用多线程的原因

4.3.2 多线程的优缺点

4.4 多线程的实现

4.4.1 线程的创建

4.4.2 终止线程

4.4.3 等待线程终止

4.5 线程同步机制

4.5.1 互斥锁（Mutex）介绍

4.5.2 互斥锁使用实例

4.5.3 互斥锁的优化实例

练习题

第5章 嵌入式开发板的基本使用

5.1 嵌入式开发板简介

5.1.1 嵌入式开发板和PC

5.1.2 本书配套的嵌入式开发板简介

5.2 嵌入式开发板的初步使用

5.2.1 嵌入式Linux系统的安装

5.2.2 如何登录嵌入式开发板

5.2.3 PC通过调试串口登录嵌入式开发板

5.2.4 通过网络登录嵌入式开发板

5.2.5 配置开机自动连接Wi-Fi

5.2.6 配置开机自动运行程序

5.2.7 PC和嵌入式开发板之间的文件传输

5.3 代码编译的两种方式

练习题

第6章 嵌入式Linux接口编程：GPIO和PWM

6.1 示波器和逻辑分析仪的基本用法

6.1.1 示波器简介

6.1.2 示波器的触发方式和触发条件

6.1.3 逻辑分析仪简介

6.2 GPIO接口编程

6.2.1 GPIO接口工作原理

6.2.2 本书配套代码的组织结构

6.2.3 bsp_gpio接口函数简介

6.2.4 实验6.1.1：GPIO输入和输出

6.2.5 实验6.1.2：多线程GPIO输入和输出

6.2.6 通过示波器的三种触发方式观察电压信号的波形

6.3 PWM接口编程

6.3.1 PWM接口工作原理

6.3.2 硬件PWM接口函数简介

6.3.3 实验6.2.1：使用硬件PWM控制蜂鸣器的声音

6.3.4 实验6.2.2：软硬件PMW的联合应用

6.3.5 PWM DAC的原理

6.3.6 实验6.3：使用硬件PWM实现DAC

6.4 实验6.4：GPIO和PWM综合训练

练习题

第7章 嵌入式Linux接口编程：UART

7.1 串行通信协议的基础

7.1.1 串行通信协议的数据格式

7.1.2 串行通信协议的电气规则和电路连接方式

7.1.3 UART接口信号的波形分析

7.1.4 UART接口编程

7.1.5 实验7.1：串口和PC间的初步通信

7.2 串口屏的原理和使用

7.2.1 串口屏简介

7.2.2 串口屏的基本使用

7.2.3 串口屏的接口函数

7.2.4 实验7.2.1：使用串口屏控制LED

7.2.5 实验7.2.2：使用串口屏控制蜂鸣器

7.3 串口LoRa通信原理与编程

7.3.1 LoRa简介

7.3.2 LoRa的通信原理

7.3.3 LoRa的参数和计算器工具

7.3.4 LoRa模块简介

7.3.5 LoRa模块接口函数

7.3.6 实验7.3.1：配置LoRa模块的参数

7.3.7 实验7.3.2：通过LoRa远程遥控嵌入式开发板

7.4 RS485接口和Modbus协议简介

7.4.1 RS485接口原理

7.4.2 Modbus协议原理

7.5 RS485温湿度传感器的原理与编程

7.5.1 RS485温湿度传感器的原理

7.5.2 RS485温湿度传感器的接口函数

7.5.3 实验7.4：RS485温湿度传感器的编程

7.6 其他UART接口模块

7.6.1 串口蓝牙模块

7.6.2 GY-39串口气象信息模块

7.6.3 串口GNSS模块

7.7 实验7.5：UART接口综合训练

练习题

第8章 嵌入式Linux接口编程：I2C

8.1 I2C总线的基础知识

8.1.1 I2C总线的物理层特点

8.1.2 I2C总线的通信时序

8.2 I2C总线的接口函数

8.2.1 软件I2C的接口函数

8.2.2 硬件I2C的接口函数

8.2.3 实验8.1：使用逻辑分析仪测试I2C总线协议

8.3 LM75温度模块的原理与编程

8.3.1 LM75温度模块的基础知识

8.3.2 LM75温度模块的接口函数

8.3.3 实验8.2：LM75温度模块的编程

8.4 A/D和D/A模块的原理与编程

8.4.1 A/D和D/A模块的原理

8.4.2 PCF8591模块的基础知识

8.4.3 PCF8591芯片的接口函数

8.4.4 实验8.3.1：使用PCF8591模块进行A/D转换

8.4.5 实验8.3.2：使用PCF8591模块进行D/A转换

8.4.6 红外测距原理和分段线性拟合算法

8.4.7 实验8.3.3：GP2Y0A红外测距模块的使用

8.5 其他I2C设备简介

8.5.1 三轴磁力计

8.5.2 红外测温传感器

8.5.3 血氧和心率监测模块

8.6 实验8.4：I2C接口综合训练

练习题

第9章 嵌入式Linux接口编程：SPI

9.1 SPI总线协议的基础

9.1.1 SPI总线的接口定义

9.1.2 单从机模式

9.1.3 多从机模式

9.1.4 SPI总线的起始信号和停止信号

9.1.5 SPI总线的数据有效性

9.1.6 SPI总线的通信模式

9.2 SPI总线的接口函数和应用

9.2.1 SPI总线的接口函数

9.2.2 实验9.1：通过逻辑分析仪测试SPI总线的信号波形

9.3 三轴加速度传感器的原理与编程

9.3.1 ADXL345芯片的工作原理

9.3.2 ADXL345芯片的接口函数

9.3.3 实验9.2.1：ADXL345芯片寄存器的读取

9.3.4 实验9.2.2：ADXL345芯片加速度数据的读取

9.4 非标准SPI接口

9.4.1 三线SPI

9.4.2 Dual SPI和Quad SPI

9.5 UART、RS485、I2C和SPI的对比

9.6 实验9.3：SPI接口的综合训练

练习题

第10章 网络通信、JSON和数据库应用

10.1 网络通信基础

10.1.1 OSI模型

10.1.2 传输控制协议/网络协议

10.1.3 UDP协议

10.1.4 超文本传输协议

10.1.5 Socket

10.2 Linux系统的网络编程基础和应用

10.2.1 Linux系统的网络通信函数

10.2.2 TCP通信接口函数

10.2.3 实验10.1：基于TCP协议的网络通信

10.2.4 实验10.2：基于UDP协议的网络通信

10.3 JSON数据格式原理及应用

10.3.1 JSON和cJSON库

10.3.2 使用cJSON库生成JSON数据

10.3.3 使用cJSON库解析JSON数据

10.3.4 实验10.3：基于TCP协议的JSON通信

10.4 SQLite数据库原理及应用

练习题

第11章 嵌入式系统综合设计案例

11.1 综合案例：分布式温湿度监测系统

11.1.1 项目论证和需求

11.1.2 系统的总体设计：网关、MQTT服务器、PC控制端程序

11.2 MQTT协议——物联网开发主流协议

11.2.1 MQTT的基本概念

11.2.2 MQTT-C库及其基本使用

11.3 网关软硬件设计

11.3.1 RS485温湿度传感器参数配置

11.3.2 网关程序设计

11.3.3 连线方法

11.4 MQTT服务器配置：中国移动OneNet平台

11.4.1 创建工程和设备

11.4.2 鉴权信息和MQTT主题

11.4.3 网关参数配置

11.5 MQTT服务器配置：私有MQTT服务器

11.5.1 EMQX服务器简介

11.5.2 鉴权信息和MQTT主题

11.5.3 网关参数配置

11.6 PC控制端程序设计

11.7 实验11.1：中国移动OneNET平台的云端MQTT服务器通信

11.8 实验11.2：私有MQTT服务器通信

参考文献