在萬物智聯(lián)的時代，嵌入式系統(tǒng)已成為智能設備的“神經(jīng)中樞”，而實時操作系統(tǒng)（RTOS）正是其高效運行的基石。RT-Thread作為國產(chǎn)自主可控的嵌入式RTOS佼佼者，憑借輕量、高可靠、強擴展的特性，廣泛應用于工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)、智能硬件等領域。

本書由李勝銘博士領銜創(chuàng)作——這位曾指導學生兩奪全國電子設計競賽最高獎“TI杯”、六次蟬聯(lián)遼寧省冠軍的金牌導師，將其十余年科研競賽經(jīng)驗凝練為系統(tǒng)性知識圖譜。不同于傳統(tǒng)理論教材，本書以 “代碼即真理” 為核心理念：

直擊內(nèi)核本質(zhì)：從線程調(diào)度到內(nèi)存管理，逐行解析RT-Thread源碼設計思想；

實戰(zhàn)貫穿始終：每章配套Keil-MDK工程實例，覆蓋消息隊列、定時器、IPC通信等關鍵組件；

突破能力邊界：通過綜合項目開發(fā)，培養(yǎng)從模塊調(diào)試到系統(tǒng)集成的工程思維。

無論您是高校學生、競賽選手，還是嵌入式工程師，本書將助您：

掌握RTOS底層機制——理解實時性保障、資源調(diào)度等核心原理；

快速開發(fā)復雜系統(tǒng)——復用書中實驗框架，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期；

打通產(chǎn)學鴻溝——借鑒作者產(chǎn)學研融合經(jīng)驗（如TI/ST聯(lián)合實驗室技術方案）。

翻開本書，您將踏上一場從原理剖析到創(chuàng)新實踐的深度之旅，見證一行行代碼如何構筑智能世界的堅實底座！

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內(nèi)容簡介

Content Summary

本書結合理論和實踐，從源碼出發(fā)，較全面地講解RT-Thread的功能組件和實現(xiàn)原理。本書主要內(nèi)容包含以下幾個方面：嵌入式實時操作系統(tǒng)的基本概念、RT-Thread的特性和配置方法、線程的使用及管理、軟件定時器（包括SOFT定時器和HARD定時器）、各種IPC模塊（消息隊列、信號量、互斥量、郵箱、事件）、內(nèi)存管理（內(nèi)存堆與內(nèi)存塊）、CPU利用率及計算，最后使用一些模塊設計了一個較為綜合的工程實例。本書在講解RT-Thread內(nèi)核結構和使用思路的同時，在每章末尾均設計了針對每個功能組件的實例，供讀者參考。書中的程序設計開發(fā)均基于Keil-MDK平臺。本書以培養(yǎng)讀者對操作系統(tǒng)基本組成的理解、嵌入式軟件開發(fā)能力為目標，將理論與實踐相結合，適合作為高等院校開展嵌入式操作系統(tǒng)及相關課程教學的教材，也可以作為高等院校計算機、自動化、電氣工程、電子信息類等專業(yè)操作系統(tǒng)的教材，還可供相關領域的工程技術人員學習、參考。

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目錄

Table of Contents

第1章 概述
1.1 嵌入式實時操作系統(tǒng)的基本概念
1.1.1 什么是嵌入式實時操作系統(tǒng)
1.1.2 嵌入式實時操作系統(tǒng)的功能
1.1.3 嵌入式實時操作系統(tǒng)的基本原理
1.2 常見嵌入式實時操作系統(tǒng)簡介
1.2.1 μC/OS簡介
1.2.2 FreeRTOS簡介
1.2.3 RT-Thread簡介
1.3 嵌入式實時操作系統(tǒng)的第一個實例
1.3.1 軟硬件平臺簡介
1.3.2 基于STM32CubeMX的RT-Thread基礎實例
1.3.3 基于MDK的RT-Thread基礎實例
1.3.4 關于main()函數(shù)
1.4 rt_kprintf()函數(shù)
1.5 小結與思考
第2章 線程
2.1 線程的作用與創(chuàng)建
2.1.1 線程的作用
2.1.2 線程的創(chuàng)建與初始化
2.1.3 靜態(tài)線程與動態(tài)線程
2.1.4 線程的啟動
2.1.5 單線程實例
2.2 線程的管理
2.2.1 線程的狀態(tài)遷移與常見的線程函數(shù)
2.2.2 多線程管理實例
2.3 小結與思考
第3章 時間管理與中斷
3.1 操作系統(tǒng)時間管理
3.1.1 操作系統(tǒng)時鐘
3.1.2 時間片與延時
3.1.3 軟件定時器
3.1.4 常用函數(shù)介紹
3.1.5 SOFT定時器與HARD定時器
3.1.6 時鐘實驗
3.2 操作系統(tǒng)中斷
3.2.1 操作系統(tǒng)中斷的基本概念
3.2.2 中斷處理過程與機制
3.2.3 中斷延遲與應用場景
3.2.4 中斷實驗
3.3 小結與思考
第4章 消息隊列
4.1 消息隊列簡介
4.2 消息隊列的運作機制
4.2.1 消息隊列的組成與結構
4.2.2 消息隊列相關操作函數(shù)
4.3 注意事項
4.4 消息隊列實驗
4.5 小結與思考
第5章 信號量與互斥量
5.1 信號量與互斥量簡介
5.2 信號量
5.2.1 信號量控制塊
5.2.2 相關函數(shù)簡介
5.2.3 注意事項(并過渡至五斥量)
5.3 互斥量
5.3.1 互斥量控制塊
5.3.2 相關函數(shù)簡介
5.3.3 注意事項
5.4 信號量實驗
5.5 互斥量實驗
5.6 小結與思考
第6章 事件與郵箱
6.1 事件與郵箱簡介
6.1.1 事件簡介
6.1.2 郵箱簡介
6.2 事件
6.2.1 事件控制塊
6.2.2 相關函數(shù)簡介
6.3 郵箱
6.3.1 郵箱結構體
6.3.2 相關函數(shù)簡介
6.3.3 注意事項
6.4 事件實驗
6.5 郵箱實驗
6.6 小結與思考
第7章 內(nèi)存管理
7.1 內(nèi)存管理簡介
7.1.1 存儲空間簡介
7.1.2 存儲空間布局
7.1.3 堆棧
7.2 內(nèi)存管理簡介
7.3 RT-Thread的內(nèi)存管理
7.4 內(nèi)存堆管理
7.4.1 小內(nèi)存管理算法
7.4.2 slab內(nèi)存管理算法
7.4.3 memheap內(nèi)存管理算法
7.4.4 內(nèi)存堆管理相關函數(shù)
7.5 內(nèi)存池管理
7.5.1 內(nèi)存池簡介
7.5.2 內(nèi)存池控制塊
7.5.3 內(nèi)存池的鏈表結構
7.5.4 內(nèi)存池相關函數(shù)
7.6 內(nèi)存管理實驗
7.6.1 內(nèi)存堆管理實驗
7.6.2 內(nèi)存池管理實驗
7.7 小結與思考
第8章 CPU利用率
8.1 CPU利用率和CPU利用率計算
8.1.1 CPU利用率簡介
8.1.2 RT-Thread中的CPU利用率計算
8.2 CPU利用率實例
8.3 小結與思考
第9章 綜合實例
9.1 問題簡述
9.2 問題分析
9.3 程序?qū)嵗?br />9.4 小結與思考

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作者簡介

Author's Biography

李勝銘博士 高級工程師 大連理工大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學院創(chuàng)新中心主任，創(chuàng)新實驗中心副主任，機甲大師戰(zhàn)隊、無人機工坊、嵌入式智能系統(tǒng)實驗室負責人

研究方向：嵌入式系統(tǒng)、深度學習（小樣本、網(wǎng)絡壓縮）

主持與承擔國家自然科學基金青年項目、面上項目、國家重點研發(fā)計劃、教育部產(chǎn)學合作等課題30余項，發(fā)表SCI、EI、核心論文等30余篇，申請專利32項，已授權專利14項，軟件著作權24項，主編專著、教材6本。指導學生參加互聯(lián)網(wǎng)+、電子設計、智能汽車等A類競賽獲全國一等獎60余項，省一等獎以上300余項。其中全國大學生電子設計競賽2015與2019獲全國唯一最高獎“瑞薩杯”、“TI杯”（始于1994，2年一屆，最具影響力與含金量電子類賽事；2019年參賽規(guī)模：1109所高校、17313支代表隊，近52000名學生，一等獎比例1.7%）；2012-2022獲遼寧省唯一最高獎“TI杯”（偶數(shù)年舉辦，6次蟬聯(lián)）。獲全國大學生電子設計競賽 30 周年突出貢獻個人、中國高校機器人教學創(chuàng)新大賽全國一等獎等國家級榮譽 40 余項。

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推薦理由

Content Summary

源碼級深度剖析：逐層拆解RT-Thread內(nèi)核機制，結合實例揭示設計思想。

強實踐導向：每章配套實驗案例（如線程調(diào)度、IPC通信、內(nèi)存管理），代碼基于Keil-MDK可快速復現(xiàn)。

綜合工程牽引：第9章融合多模塊開發(fā)完整項目，培養(yǎng)系統(tǒng)級設計能力。

權威作者背書：作者為嵌入式領域頂尖教育者，成果覆蓋學術、產(chǎn)業(yè)、競賽三領域。

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適用人群

Target Audience

高校師生：計算機/自動化/電子信息類專業(yè)操作系統(tǒng)課程教材

競賽學生：備戰(zhàn)電子設計/智能汽車/機器人競賽的實踐指南

工程師：嵌入式開發(fā)人員進階實時系統(tǒng)開發(fā)的參考手冊

研究者：需理解RTOS原理及定制化開發(fā)的科研人員