龍芯嵌入式處理器應用開發

作者：編者:楊黎|責編:曹雪偉
出版社：高等教育
ISBN：9787040670233

出版日期：2026/07/01
裝幀：平裝
頁數：303

人民幣：RMB 49.8 元售價：元

內容大鋼

    本書以龍芯2K1000LA處理器為核心，以2K1000LA龍芯派（教育派）開發者套件為實踐平台，緊扣嵌入式工程師核心工作場景，以工業網關設計作為貫穿全書的綜合項目。全書設置9個項目、33個實踐任務，項目和任務均源自真實工作場景，配套代碼完全開源，構建了完整的技能培養體系，涵蓋嵌入式Linux應用開發環境搭建、板載外設控制系統設計、串口通信系統設計、Modbus匯流排系統設計、網路通信系統設計、CAN匯流排系統設計、MQTT遠程訪問感測器系統設計、Qt界面開發、工業網關設計等內容。
    本書為介紹龍芯2K1000LA處理器在工業控制領域應用的項目化教材，採用「理實一體化」的設計思路，踐行「學中做、做中學」的教學理念。每個實踐任務是一個完整的工作過程，呈現從需求分析、功能實現到系統測試的全流程設計方案，並結合代碼剖析任務的實現過程和實際測試結果，使讀者快速掌握龍芯2K1000LA處理器的應用方法，高效解決工程實踐中的各類問題。
    本書適用範圍廣泛，既可作為高等職業本科、專科院校或者應用型本科院校電子信息類、電腦類、通信類、自動化類等專業的課程教材，也適合作為從事嵌入式Linux軟硬體開發的工程技術人員學習參考書。

作者介紹

編者:楊黎|責編:曹雪偉

項目1  嵌入式Linux應用開發環境搭建
  任務1.1  龍芯2K1000LA開發者套件使用
    【任務描述】
    【知識準備】
      1.1.1  龍芯2K1000LA概述
      1.1.2  龍芯2K1000LA體系結構
      1.1.3  龍芯2K1000LA開發者套件
    【任務實施】
      1.1.4  使用本地顯示模式
      1.1.5  使用遠程登錄模式
      1.1.6  重燒系統
  任務1.2  Linux常用命令熟練運用
    【任務描述】
    【知識準備】
      1.2.1  基礎命令
      1.2.2  文件編輯命令
    【任務實施】
      1.2.3  使用vi打開/新建/保存文件
      1.2.4  使用vi編輯文件
      1.2.5  使用gedit編輯文件
  任務1.3  文件傳輸和VSCode使用
    【任務描述】
    【知識準備】
      1.3.1  多種文件傳輸方法比較
      1.3.2  各類編輯工具對比
    【任務實施】
      1.3.3  傳輸文件
      1.3.4  下載和安裝VSCode
      1.3.5  使用VSCode與AI輔助編程
項目2  板載外設控制系統設計
  任務2.1  GPIO控制繼電器
    【任務描述】
    【知識準備】
      2.1.1  龍芯2K1000LA處理器的GPIO
      2.1.2  系統調用I/O的用法
      2.1.3  系統I/O和標準I/O的差別
      2.1.4  文件的打開和創建
      2.1.5  文件的讀寫操作
    【任務實施】
      2.1.6  連接模塊
      2.1.7  使用SYSFS介面控制繼電器
      2.1.8  使用libgpiod控制繼電器
      2.1.9  使用系統I/O介面控制繼電器
  任務2.2  PWM控制LED燈
    【任務描述】
    【知識準備】
      2.2.1  龍芯2K1000LA處理器的PWM
      2.2.2  基於Linux的PWM操作方法
    【任務實施】
      2.2.3  連接模塊

      2.2.4  控制LED燈亮度
      2.2.5  使用腳本控制LED燈逐漸變亮
      2.2.6  使用C程序控制LED燈逐漸變亮
  任務2.3  I2C介面感測器讀寫
    【任務描述】
    【知識準備】
      2.3.1  龍芯2K1000LA處理器的I2C
      2.3.2  基於Linux的I2C操作方法
    【任務實施】
      2.3.3  連接模塊
      2.3.4  AT24C16的讀寫方法
      2.3.5  使用i2c-tools讀寫AT24C16
      2.3.6  使用C程序讀寫AT24C16
  任務2.4  SPI介面感測器讀寫
    【任務描述】
    【知識準備】
      2.4.1  龍芯2K1000LA處理器的SPI
      2.4.2  基於Linux的SPI操作方法
    【任務實施】
      2.4.3  連接模塊
      2.4.4  SPI DAC模塊TLC5615操作方法
      2.4.5  使用C程序控制DAC模塊
項目3  串口通信系統設計
  任務3.1  串口數據迴環傳輸
    【任務描述】
    【知識準備】
      3.1.1  龍芯2K1000LA處理器的UART
      3.1.2  基於Linux的串口操作方法
    【任務實施】
      3.1.3  連接模塊
      3.1.4  串口數據迴環傳輸設計
  任務3.2  串口通信協議設計
    【任務描述】
    【知識準備】
      3.2.1  數據傳輸的要點
      3.2.2  實現數據傳輸協議
    【任務實施】
      3.2.3  連接模塊
      3.2.4  串口數據包傳輸
  任務3.3  文件傳輸協議設計
    【任務描述】
    【知識準備】
      3.3.1  上層協議傳輸要點
      3.3.2  連接模塊
      3.3.3  實現文件傳輸協議
    【任務實施】
項目4  Modbus匯流排系統設計
  任務4.1  Modbus RTU設備模擬通信
    【任務描述】
    【知識準備】

      4.1.1  Modbus RTU協議
      4.1.2  協議速記
      4.1.3  讀取線圈報文
    【任務實施】
      4.1.4  安裝Modbus軟體和虛擬串口驅動
      4.1.5  使用Modbus Slave模擬RTU設備
      4.1.6  使用Modbus Poll操作RTU設備
  任務4.2  Modbus主站編程
    【任務描述】
    【知識準備】
      4.2.1  libmodbus開源軟體框架分析
      4.2.2  libmodbus使用流程情景分析
      4.2.3  libmodbus代碼移植
    【任務實施】
      4.2.4  連接模塊
      4.2.5  主站程序設計
      4.2.6  讀取模擬的溫濕度感測器
      4.2.7  讀取真實的溫濕度感測器
  任務4.3  Modbus從站編程
    【任務描述】
    【知識準備】
      4.3.1  感測器點表設計
    【任務實施】
      4.3.2  連接模塊
      4.3.3  從站代碼設計
      4.3.4  訪問開發板模擬的感測器
      4.3.5  訪問真實的感測器
  任務4.4  Modbus匯流排綜合應用
    【任務描述】
    【知識準備】
      4.4.1  多線程概述
      4.4.2  線程的控制
    【任務實施】
      4.4.3  連接模塊
      4.4.4  基於Modbus RTU的控制系統設計
      4.4.5  程序運行與測試
項目5  網路通信系統設計
  任務5.1  Socket介面編程
    【任務描述】
    【知識準備】
      5.1.1  網路編程概述
      5.1.2  Socket介面使用方法
    【任務實施】
      5.1.3  實現TCP server程序
      5.1.4  實現TCP client程序
      5.1.5  程序運行與測試
  任務5.2  Modbus TCP應用與編程
    【任務描述】
    【知識準備】
      5.2.1  Modbus TCP

    【任務實施】
      5.2.2  基於Modbus TCP的主從設備通信
      5.2.3  使用Modbus TCP模擬感測器控制
  任務5.3  遠程控制設備
    【任務描述】
    【知識準備】
      5.3.1  協議選擇
    【任務實施】
      5.3.2  基於Modbus TCP的控制系統設計
      5.3.3  程序運行與測試
  任務5.4  視頻信號採集
    【任務描述】
    【知識準備】
      5.4.1  FFmpeg介紹
      5.4.2  FFmpeg內部機制
      5.4.3  Nginx介紹
    【任務實施】
      5.4.4  FFmpeg安裝與測試
      5.4.5  Nginx安裝與測試
      5.4.6  視頻推流
項目6  CAN匯流排系統設計
  任務6.1  使用命令進行CAN數據收發
    【任務描述】
    【知識準備】
      6.1.1  CAN協議
      6.1.2  SocketCAN命令
    【任務實施】
      6.1.3  連接模塊
      6.1.4  使用命令收發數據
  任務6.2  編程實現CAN數據收發
    【任務描述】
    【知識準備】
      6.2.1  SocketCAN編程介面
    【任務實施】
      6.2.2  CAN數據收發程序設計
      6.2.3  程序運行與測試
項目7  MQTT遠程訪問感測器系統設計
  任務7.1  使用電腦體驗MQTT
    【任務描述】
    【知識準備】
      7.1.1  MQTT協議
    【任務實施】
      7.1.2  MQTT工具的使用
  任務7.2  Paho.mqtt庫移植與應用
    【任務描述】
    【知識準備】
      7.2.1  Paho.mqtt開源軟體分析
    【任務實施】
      7.2.2  交叉編譯Paho.mqtt
      7.2.3  編寫MQTT客戶端程序

      7.2.4  MQTT客戶端程序運行與測試
  任務7.3  使用MQTT遠程控制設備
    【任務描述】
    【知識準備】
      7.3.1  JSON數據格式
      7.3.2  常用的JSON函數
    【任務實施】
      7.3.3  連接模塊
      7.3.4  設計介面協議
      7.3.5  設計程序框架
      7.3.6  編寫MQTT遠程控制設備程序
      7.3.7  程序運行與測試
  任務7.4  使用MQTT雲平台實現互聯網控制
    【任務描述】
    【知識準備】
      7.4.1  MQTT雲平台
    【任務實施】
      7.4.2  MQTT雲平台的配置與使用
      7.4.3  基於MQTT雲平台編寫客戶端程序
項目8  Qt界面開發
  任務8.1  搭建Qt開發環境
    【任務描述】
    【知識準備】
      8.1.1  Qt介紹
    【任務實施】
      8.1.2  安裝Qt開發組件
      8.1.3  編寫第1個Qt程序
  任務8.2  Qt按鈕控制項應用
    【任務描述】
    【知識準備】
      8.2.1  Qt的「信號與槽」機制
      8.2.2  「信號與槽」的連接
    【任務實施】
      8.2.3  編程實現按鈕
  任務8.3  文本文件讀寫
    【任務描述】
    【知識準備】
      8.3.1  QFile類和QTextStream類
    【任務實施】
      8.3.2  實現文件的讀寫
  任務8.4  Qt多線程應用
    【任務描述】
    【知識準備】
      8.4.1  兩種Qt線程實現方式
    【任務實施】
      8.4.2  繼承QThread實現多線程
      8.4.3  繼承QObject實現多線程
項目9  工業網關設計
  任務9.1  搭建工業網關界面
    【任務描述】

    【知識準備】
      9.1.1  需求分析與方案設計
      9.1.2  工業網關界面設計
    【任務實施】
  任務9.2  前後台系統設計
    【任務描述】
    【知識準備】
      9.2.1  遠程調用的概念
      9.2.2  JSON-RPC示例與情景分析
      9.2.3  程序運行與測試
    【任務實施】
      9.2.4  Modbus RTU設備的遠程調用介面設計
      9.2.5  Modbus RTU設備的遠程調用介面實現
      9.2.6  程序運行與測試
  任務9.3  MQTT網關數據交互與控制
    【任務描述】
    【知識準備】
      9.3.1  實現方案
      9.3.2  使用inotify監控文件系統變化
    【任務實施】
      9.3.3  完善MQTT程序
      9.3.4  程序運行與測試
  任務9.4  網路攝像頭監控系統設計
    【任務描述】
    【知識準備】
      9.4.1  實現方案
      9.4.2  使用共享內存傳輸數據
    【任務實施】
      9.4.3  網路攝像頭數據採集代碼設計
      9.4.4  程序運行與測試
  任務9.5  系統集成與聯調
    【任務描述】
    【知識準備】
      9.5.1  實現方案
    【任務實施】
      9.5.2  GUI程序設計
      9.5.3  程序運行與測試
參考文獻

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