PIC係列單片機應用設計與實例

PIC係列單片機應用設計與實例 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

出版者:北京航空航天大學齣版社
作者:竇振中
出品人:
頁數:434
译者:
出版時間:1999-08
價格:45.00
裝幀:平裝
isbn號碼:9787810128773
叢書系列:
圖書標籤:
  • PIC單片機
  • 單片機應用
  • 嵌入式係統
  • C語言
  • 匯編語言
  • 硬件設計
  • 電路設計
  • 實例教程
  • 電子工程
  • 微控製器
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具體描述

本書作為《PIC係列單片機原理和程序設計》的姊妹篇,介紹當前單片機世界中異軍突起的美國Microchip公司的PIC係列單片機的應用設計技術和應用實例。內容相當豐富,包括並行和各種串行存儲器、接口電路、人機對話通道、中斷係統、I2C總綫串行通信等係統擴展技術,應用係統開發

及其常用工具,集成開發環境MPLAB 軟件包和十分有實用價值的典型應用實例。應用實例有交流數字電壓錶、電力周波錶、閃光報警器、移動式客房控製器、不間斷電源UPS控製器、均勻分布隨機數程序、4階IIR數字濾波器程序、快速傅裏葉變換(FET)程序、即熱式電熱水器模糊邏輯溫控器、

漢字熱敏微型打印機等。書中給齣瞭大部分應用實例的硬件電路、程序流程圖以及匯編語言源程序。這些內容是作者近幾年來部分開發工作的實踐總結,有一些就是實際批量生産産品的提煉和推廣。

本書內容豐富而實用,語言邏輯性強,通俗流暢,易學易懂;適於廣大從事單片機開發和應用的工程技術人員自學,也可作大學相關專業研究生、本科、專科、中專各種單片機應用、畢業設計的參考用書,以及培訓班的教材。

《STM32微控製器原理與實踐:從基礎到物聯網應用》 圖書簡介 在現代電子係統設計和嵌入式開發領域,STM32係列微控製器憑藉其高性能、低功耗和豐富的外設接口,已成為行業標準。本書《STM32微控製器原理與實踐:從基礎到物聯網應用》旨在為電子工程專業學生、嵌入式係統工程師以及希望深入掌握Cortex-M內核架構和實際項目開發的讀者,提供一套全麵、深入且高度實用的學習資源。 本書內容結構清晰,邏輯遞進,從微控製器的基礎概念入手,逐步深入到STM32 HAL庫的高級應用,並最終涵蓋當前熱門的物聯網(IoT)應用場景,確保讀者不僅理解“如何做”,更能洞悉“為何要這樣做”。 第一部分:STM32核心架構與開發環境搭建 本部分是理解後續所有應用開發的基礎。我們首先會詳細解析STM32微控製器的Cortex-M內核架構,包括其流水綫設計、寄存器組、堆棧操作以及中斷/異常處理機製(NVIC)。這部分內容將幫助讀者理解代碼在硬件層麵是如何執行的,為優化性能打下堅實基礎。 接著,本書將重點介紹ST官方推薦的HAL(硬件抽象層)庫的使用方法。與傳統的底層寄存器操作相比,HAL庫極大地提高瞭代碼的可移植性和開發效率。我們會詳盡講解HAL庫的初始化流程、中斷迴調機製以及DMA(直接存儲器存取)的配置,強調如何利用庫函數進行快速原型開發。 開發環境的搭建是實踐的第一步。本書將指導讀者從Keil MDK/STM32CubeIDE的選擇、安裝,到STM32CubeMX圖形化配置工具的使用。CubeMX作為ST官方的配置利器,我們將展示如何利用它生成標準化的初始化代碼框架,並討論配置中的常見陷阱與優化技巧。此外,我們還會介紹J-Link/ST-Link等調試工具的使用,重點講解如何設置硬件斷點、觀察內存和寄存器狀態,確保高效的調試流程。 第二部分:核心外設的高效驅動與應用 掌握瞭基礎架構後,本書進入到對STM32關鍵外設的深入講解和應用實例。這一部分內容將嚴格遵循“理論講解—寄存器分析(輔助理解)—HAL庫實現—實際項目案例”的模式。 1. 定時器與脈衝寬度調製(PWM): 詳細剖析通用定時器、高級控製定時器和基本定時器的區彆與應用場景。我們將通過實例展示如何實現精確的周期性事件(如係統心跳、數據采集定時)以及如何通過PWM控製電機速度、LED亮度等模擬量輸齣。特彆關注死區時間(Dead Time)的設置及其在三相電機驅動中的重要性。 2. 模數轉換器(ADC)與數模轉換器(DAC): 講解高速采樣係統的設計原理。ADC部分將深入探討采樣率、量化誤差、多通道掃描模式以及DMA配閤ADC的連續采集方案,確保數據采集的高效性。DAC部分則用於生成精確的波形信號,例如音頻輸齣或控製信號源。 3. 通信接口的精通(UART, SPI, I2C): 通信是嵌入式係統互聯的基礎。 UART(串口通信): 講解波特率的計算、中斷接收與DMA發送的效率對比。 I2C(兩綫總綫): 詳細解析主/從模式、時序圖、應答機製,並以EEPROM(如AT24C02)讀寫為例進行實戰演練。 SPI(高速同步串行接口): 重點介紹CS、SCK、MOSI、MISO的四綫製工作原理,並結閤LCD顯示驅動(如ST7789)進行高速數據傳輸演示。 4. 內存管理與中斷係統: 探討STM32的閃存(Flash)、SRAM(包括TCM/CCM)的組織結構。如何安全地進行固件升級(Bootloader)的原理分析。NVIC的優先級分組、搶占優先級和子優先級如何協同工作,確保關鍵任務的實時性。 第三部分:進階應用與物聯網集成 本部分將視野拓展到更復雜的係統集成和前沿技術,使讀者具備構建實際産品的能力。 1. 實時操作係統(RTOS)的應用: 引入FreeRTOS,講解任務(Task)的創建、狀態切換、調度算法(如搶占式、協作式)。重點講解信號量(Semaphore)、互斥鎖(Mutex)和消息隊列(Queue)在多任務通信中的正確使用方法,以解決共享資源競爭和數據同步問題。 2. 嵌入式文件係統與數據持久化: 介紹如何利用FATFS庫在SD卡或eMMC上構建標準的文件係統。內容涵蓋文件創建、讀寫、目錄管理,以及如何將采集的數據進行本地化存儲和管理。 3. 嵌入式網絡與物聯網(IoT)集成: 針對當前趨勢,本書重點講解如何利用Ethernet(以太網)或Wi-Fi模塊(如ESP8266/W5500)擴展STM32的網絡能力。 TCP/IP協議棧基礎: 簡要介紹TCP和UDP的工作特性。 MQTT協議實踐: 詳細演示如何將STM32連接到雲平颱(如阿裏雲IoT、AWS IoT)。我們將實現一個完整的傳感器數據上報與遠程控製的客戶端程序,涵蓋數據打包(JSON格式)和連接狀態管理。 低功耗設計與電源管理: 講解如何充分利用STM32的多種低功耗模式(睡眠、停止、待機),並結閤外部喚醒源(如RTC、外部中斷),設計齣滿足電池供電要求的嵌入式設備。 本書注重理論與實踐的結閤,所有實例均基於標準開發闆,配備詳細的原理圖和源代碼注釋,旨在培養讀者獨立分析、設計和調試復雜嵌入式係統的能力。學完本書,讀者將能夠自信地從零開始設計和實現具有實時性、高效率和網絡連接能力的現代嵌入式産品。

作者簡介

目錄資訊

第一章 PIC係列微控製器係統擴展技術
1.1係統擴展概述
1.2數據存儲器擴展
1.2.1並行數據存儲器擴展
1.2.2串行數據存儲器擴展
1.2.2.1兩種基本串行接口和串行EEPROM
1.2.2.2PIC16C5X與24XXXX係列串行EEPROM的接口
1.2.2.3擴展I2C總綫協議所規定地址空間技術――16C54與24LC65的
接口方法和編程
1.2.2.416C5X與四綫製串行EEPROM芯片93LC46的接口方法和編程
1.2.2.516CXXSPI接口和93LCXX的接口
1.3PIC係列微控製器的I/O口擴展
1.3.174係列TTL集成電路芯片擴展技術
1.3.2可編程並行接口擴展技術
1.3.3用PIC16C5X實現數字電位器的功能
1.3.4人機對話的鍵盤、LED數碼顯示、LCD 驅動擴展
1.3.4.1PIC16C57直接擴展LED數碼管和鍵盤的方法
1.3.4.2PIC16C54/56擴展LED數碼和鍵盤的方法
1.3.4.3用PIC係列微控製器直接驅動LCD顯示器
1.4中斷係統的擴展和實現
1.4.1軟件中斷技術
1.4.2PORTB口作外部中斷
1.5I2C總綫接口與串行通信
1.5.1I2C總綫軟件設計及其子程序
1.5.2異步串行通信的軟件實現
1.5.3PIC16CXX係列異步串行通信中斷驅動的軟件實現
第二章 PIC係列微控製器應用係統開發及其常用工具
2.1概 述
2.1.1單片機應用係統的開發
2.1.2軟件開發工具
2.2PIC匯編器
2.2.1PICASM匯編程序
2.2.2MPALC匯編程序
2.2.2.1MPALC的主要功能
2.2.2.2MPALC用法
2.2.2.3輸齣格式
2.2.3MPASM宏匯編程序
2.2.4MPASM匯編語言
2.2.4.1匯編語言程序的基本格式
2.2.4.2僞指令
2.2.4.3宏指令與條件匯編
2.2.4.4PICASM與MPASM的主要差異
2.2.4.5MPALC與MPASM的主要差異
2.3軟件仿真器MPSIM
2.3.1軟件仿真器MPSIM的文件
2.3.2MPSIM命令說明
2.3.3MPSIM模擬仿真軟件應用舉例
2.4實時在綫硬件仿真器
2.4.1實時在綫仿真器PICMATE主要功能
2.4.1.1熱鍵功能
2.4.1.2調試命令
2.4.1.3主菜單
2.4.2PICICE-II的性能特點
2.4.3EasyPack―PIC16F高級仿真器性能特點
2.5單片機內置程序存儲器編程器
2.5.1PICPROG編程器
2.5.1.1硬件安裝和軟件啓動
2.5.1.2使用說明
2.5.2PROMATE編程器
第三章 MPLAB集成開發環境(IDE)軟件
3.1MPLAB概述
3.1.1MPLAB開發集成環境的組成
3.1.2MPLAB運用方式
3.1.3MPLAAB對硬件與軟件的配置要求
3.1.4MPLAB符號約定
3.2MPLAB的安裝和啓動
3.2.1完整的MPLAB安裝
3.2.2定製安裝MPLAB
3.2.3MicrochipMPLAB程序組及其圖標
3.2.4MPLAB的啓動
3.3係統設置和MPLAB環境界麵的使用
3.3.1保存當前環境界麵的設置
3.3.2退齣MPLAB
3.3.3定製環境界麵
3.3.4定製開發環境
3.3.5恢復隱藏的窗口
3.4MPLAB 工程項目
3.4.1概 述
3.4.2建立新工程項目(NewProject)
3.4.3調齣已建立的工程項目(OpenProject/Ctrl+F2)
3.4.4關閉工程項目(CloseProiect)
3.4.5保存工程項目(SaveProject)
3.4.6編輯工程項目(EditProject/Ctrl+F3)
3.4.7匯編(或編譯)工程項目所指定的源代碼(MakeProject/F10)
3.4.8重建所有的文件(BuildAll/Ctrl+F10)
3.4.9編譯單獨的文件(Alt+F10)
3.4.10命令開關參數選項設置(Makesetup)
3.4.11列齣最近使用過的工程項目(Most Recently Used Projects)
3.4.12拖曳與下載(Dragand Drop Loading)
3.5MPLAB 基本功能
3.5.1MPLAB 基本功能概述
3.5.2程序全速實時執行
3.5.3MPLAB―SIM模擬程序環境
3.5.4調試工具
3.5.5使用模擬程序需要注意的事項
3.5.6斷點、跟蹤點和觸發點
3.5.6.1實時斷點(Rea Time Break points)
3.5.6.2實時跟蹤點
3.5.6.3把PassCounter分配給斷點或跟蹤點
3.5.7條件中斷
3.5.8專用窗口
3.5.9激勵功能
3.5.10 MPLAB使用的文件擴展名
3.6MPLAB 選單命令
3.6.1工具條欄
3.6.2狀態條欄
3.6.3下拉選單條欄
3.6.3.1文件選單(FileMenu)
3.6.3.2工程項目選單(ProjectMenu)
3.6.3.3編程選單(EditorMenu)
3.6.3.4調試選單(DebugMenu)
3.6.3.5選項菜單(OptionsMenu)
3.6.3.6工具菜單(ToolsMenu)
3.6.3.7窗口菜單(WindowMenu)
3.6.3.8幫助菜單(HelpMenu)
第四章 PIC係列微控製器的應用實例
4.1交流數字電壓錶
4.1.1硬件電路
4.1.2軟件設計原理
4.1.3程序清單
4.2電力周波錶
4.2.1頻率測量原理
4.2.2電路原理
4.2.3周期測量算法和軟件設計
4.2.4電力周波錶程序流程圖
4.2.5電力周波錶程序清單
4.3閃光報警器
4.3.1XXS-07B閃光報警器概述
4.3.2主要技術指標
4.3.3工作狀態和功能按鈕
4.3.4工作原理
4.3.5閃光報警器程序流程圖
4.3.6閃光報警器程序
4.4帶有世界時時鍾的賓館移動式客房控製器
4.4.1主要技術特性
4.4.2麵闆布局
4.4.3設計原理
4.4.4主控製器程序
4.5用PIC16C71控製的不間斷電源
4.5.1主要特點
4.5.2軟件設計
4.5.3電路原理
4.5.4程序流程圖
4.5.5程序清單
4.6用PIC單片機産生均勻分布的隨機數
4.6.1算 法
4.6.2統計檢驗結果
4.6.3産生僞隨機數的程序
4.7用PIC17C42實現4階IIR數字濾波器
4.7.1無限衝激響應數字濾波器理論
4.7.2IIR數字濾波器的實現
4.7.3軟件性能和資源需求
4.7.4濾波器的應用
4.7.5IIR濾波器程序
4.8用PIC17C42實現FFT 算法
4.8.1概 述
4.8.2FFT算法實現
4.8.3FFT程序設計
4.8.4基2FFT程序流程圖
4.8.5基2FFT程序
4.8.6測試程序及其舉例
4.8.7程序性能
4.9即熱式熱水器溫度控製器
4.9.1溫度測量原理
4.9.2模糊邏輯控溫原理
4.10標準並行接口漢字熱敏微型打印機
4.10.1熱敏打印機工作原理
4.10.2MTP401-G256熱敏打印頭的技術特性
4.10.3定時信號
4.10.4標準漢字庫GB5199
4.10.5熱敏打印機程序說明及流程圖
4.10.6熱敏打印機電路原理說明
4.10.7程序清單
4.11PIC16CXX片內I2C總綫接口的應用
4.11.1I2C總綫通信原理
4.11.2PIC16C64I2C通信接口特性
4.11.3PIC16C64在多主機環境下的I2C總綫通信實例
4.11.4LED數碼管驅動器SAA1064的應用
4.11.58位I/O口擴展器PCF8574(A)的應用
4.11.6帶靜態RAM的日曆時鍾PCF8583的應用
參考文獻
· · · · · · (收起)

讀後感

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用戶評價

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我是在一個研討會上聽一位前輩推薦後購入的,他提到這本書在處理實時性問題上有一些獨到的見解。確實,深入閱讀後發現,這本書對於理解嵌入式係統的“時間維度”有著極高的指導價值。它沒有把實時性當作一個抽象的概念拋齣,而是通過對中斷延遲、任務調度的剖析,將時間成本量化。尤其是在介紹一個復雜的任務調度案例時,作者細緻地分析瞭不同優先級任務之間的競爭關係,並給齣瞭通過資源信號量和消息隊列來避免死鎖的幾種經典策略。這種對並發編程中潛在風險的預警,對於編寫高可靠性軟件至關重要。我過去寫多任務程序時,經常會遇到偶發的程序崩潰,多半是由於競態條件導緻的。這本書提供的分析框架和解決方案,讓我第一次能係統性地去排查和預防這類問題,極大地提升瞭我代碼的健壯性。它教會我的不僅僅是如何編程,更是如何像一個經驗豐富的係統架構師那樣思考問題。

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這本書的深度和廣度都讓我感到驚喜。它在講解基礎知識時足夠易懂,但絕不流於錶麵,而是迅速引導讀者進入更高級的主題。我尤其欣賞它在不同技術領域間的跨界融閤能力。例如,在講解數據存儲時,它沒有局限於內部RAM或Flash,而是擴展到瞭外部EEPROM和SD卡的接口驅動設計,並且詳細對比瞭不同存儲介質的讀寫壽命和速度特性。這種“一本書涵蓋一個産品開發全流程”的思路,對於資源有限的獨立開發者或者小型團隊來說,簡直是無價之寶。它提供的不僅是代碼片段,更是一整套從硬件選型到軟件實現,再到係統集成的思維路徑。每次我準備開始一個新的設計時,都會習慣性地翻閱一下這本書的相關章節,總能從中找到一些被我忽略的關鍵點。這本書真正體現瞭“授人以漁”的教育精髓,它培養的是獨立解決問題的能力,而不是簡單的復製粘貼能力。

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這本書的排版和印刷質量給我留下瞭非常深刻的印象,這在技術書籍中往往是被忽視的一環。紙張的選擇很有質感,即便是長時間閱讀也不會覺得刺眼,這對於需要盯著屏幕和書本進行對比的工程師來說非常重要。更重要的是,書中大量的電路圖和係統框圖,綫條清晰、層次分明,完全沒有那種低劣印刷品常見的模糊感。我看過很多技術書,復雜的電路圖印齣來後一片糊塗,根本無法有效分析。但這本書在這方麵處理得堪稱典範,每一個元器件的標識都清晰可見。這種對細節的關注,也摺射齣作者對內容嚴謹性的要求。此外,書中的軟件流程圖也設計得非常規範,基本上不需要二次繪製,就能直接用於項目文檔的撰寫。說實話,一本好的技術書,閱讀體驗本身就是學習過程的一部分,這本書顯然在這方麵投入瞭巨大的努力,使得整個學習過程變得更加順暢和愉悅。

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這本書的封麵設計確實挺抓人眼球的,那種工業風的配色,加上清晰的字體,讓人一眼就能感受到它在技術層麵的專業度。我最初翻開這本書的時候,就被它的目錄結構所吸引,感覺作者在內容組織上花瞭不少心思。尤其是前幾章對於基礎概念的闡述,不像有些教材那樣乾巴巴地堆砌理論,而是用一種非常直觀的方式把復雜的數字電路和微控製器原理講明白瞭。舉個例子,它在講解定時器/計數器模塊的時候,不僅給齣瞭寄存器位的詳細說明,還配瞭大量的應用場景圖示,這對於我這種動手能力比理論能力強的人來說,簡直是福音。我特彆欣賞作者在代碼示例上下的功夫,那些代碼片段不僅僅是能跑起來的“樣闆”,更像是精心雕琢過的範例,注釋詳細到仿佛作者就坐在旁邊手把手地指導你。而且,很多高級技巧,比如中斷服務程序的優化、低功耗模式的實現,都被分解成瞭易於理解的小步驟。讀完前幾章,我對單片機編程的信心一下子增強瞭不少,感覺自己不再是摸著石頭過河,而是有瞭一張清晰的路綫圖可以遵循。這本書在理論與實踐的平衡把握上,做得相當到位,絕對是初學者進階的良師益友。

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我最近在弄一個基於嵌入式係統的自動化控製項目,急需一本能夠提供紮實案例參考的書籍,幸運的是,我找到瞭這本。這本書的章節設計非常貼閤工程實際的需求,它不像某些書那樣,停留在“點亮LED”的初級階段,而是直接跳入瞭傳感器數據采集、通信協議實現等更復雜的應用層麵。我重點學習瞭它關於ADC(模數轉換器)的應用那一章,書中對不同采樣率下的精度損失分析得極為透徹,這直接幫助我優化瞭我項目中的環境監測模塊,使得數據采集的穩定性和準確性有瞭質的飛躍。更值得稱贊的是,作者對一些常見的外設接口,比如I2C和SPI,不僅講解瞭時序圖,還給齣瞭在不同硬件平颱下可能遇到的“陷阱”和對應的規避方法,這部分內容價值連城,直接省去瞭我大量調試的時間。閱讀過程中,我感覺這本書更像是一本“實戰手冊”,而不是一本枯燥的教科書。它沒有迴避工程中遇到的真實難題,反而將其作為提升讀者能力的機會,這種務實的態度,在技術書籍中是相當難得的。

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