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

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

直擊內核本質：從線程調度到內存管理，逐行解析RT-Thread源碼設計思想；

實戰貫穿始終：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，培養從模塊調試到系統集成的工程思維。

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、資源調度等核心原理；

快速開發復雜系統——復用書中實驗框架，縮短產品研發周期；

打通產學鴻溝——借鑒作者產學研融合經驗（如TI/ST聯合實驗室技術方案）。

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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內容簡介

Content Summary

本書結合理論和實踐，從源碼出發，較全面地講解RT-Thread的功能組件和實現原理。本書主要內容包含以下幾個方面：嵌入式實時操作系統的基本概念、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）、內存管理（內存堆與內存塊）、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均基于Keil-MDK平臺。本書以培養讀者對操作系統基本組成的理解、嵌入式軟件開發能力為目標，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、電子信息類等專業操作系統的教材，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的基本概念
1.1.1 什么是嵌入式實時操作系統
1.1.2 嵌入式實時操作系統的功能
1.1.3 嵌入式實時操作系統的基本原理
1.2 常見嵌入式實時操作系統簡介
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
1.4 rt_kprintf()函數
1.5 小結與思考
第2章 線程
2.1 線程的作用與創建
2.1.1 線程的作用
2.1.2 線程的創建與初始化
2.1.3 靜態線程與動態線程
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 線程的狀態遷移與常見的線程函數
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 操作系統時間管理
3.1.1 操作系統時鐘
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 操作系統中斷
3.2.1 操作系統中斷的基本概念
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
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 相關函數簡介
6.3 郵箱
6.3.1 郵箱結構體
6.3.2 相關函數簡介
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 內存管理
7.1 內存管理簡介
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 內存管理簡介
7.3 RT-Thread的內存管理
7.4 內存堆管理
7.4.1 小內存管理算法
7.4.2 slab內存管理算法
7.4.3 memheap內存管理算法
7.4.4 內存堆管理相關函數
7.5 內存池管理
7.5.1 內存池簡介
7.5.2 內存池控制塊
7.5.3 內存池的鏈表結構
7.5.4 內存池相關函數
7.6 內存管理實驗
7.6.1 內存堆管理實驗
7.6.2 內存池管理實驗
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 程序實例
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 大連理工大學創新創業學院創新中心主任，創新實驗中心副主任，機甲大師戰隊、無人機工坊、嵌入式智能系統實驗室負責人

研究方向：嵌入式系統、深度學習（小樣本、網絡壓縮）

主持與承擔國家自然科學基金青年項目、面上項目、國家重點研發計劃、教育部產學合作等課題30余項，發表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。指導學生參加互聯網+、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”（偶數年舉辦，6次蟬聯）。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（如線程調度、IPC通信、內存管理），代碼基于Keil-MDK可快速復現。

綜合工程牽引：第9章融合多模塊開發完整項目，培養系統級設計能力。

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、產業、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/電子信息類專業操作系統課程教材

競賽學生：備戰電子設計/智能汽車/機器人競賽的實踐指南

工程師：嵌入式開發人員進階實時系統開發的參考手冊

研究者：需理解RTOS原理及定制化開發的科研人員