PIC系列单片机接口技术及应用系统设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:王有绪

出品人:

页数:370

译者:

出版时间:2000-12-1

价格:36.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787810129923

丛书系列:

图书标签:

• PIC单片机
• 单片机接口技术
• 嵌入式系统
• 系统设计
• 电子工程
• 微控制器
• 应用开发
• 硬件设计
• C语言
• 实践教程

STM32微控制器从入门到精通：系统设计与实践 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的STM32微控制器学习路径，从基础概念的建立到复杂系统的设计与实现。本书摒弃了仅仅停留在理论层面的阐述，而是侧重于理论与实践的紧密结合，通过大量的实例和项目驱动的方式，帮助读者快速掌握STM32的开发精髓，并能独立完成实际应用系统设计。 全书内容结构清晰，逻辑严谨，分为基础篇、外设篇、高级应用篇和系统设计篇四大板块，确保读者在逐步深入的过程中，能够建立起扎实、系统的知识体系。 --- 第一部分：基础篇——构建坚实的开发基石 本部分专注于为初学者打下坚实的理论和实践基础，确保读者能够顺利迈入STM32的世界。 第一章：微控制器技术概述与STM32家族概览 微控制器基础概念： 详细介绍微控制器（MCU）与微处理器（MPU）的区别、发展历程、核心功能模块（CPU、存储器、I/O、定时器等）。 Cortex-M内核架构解析： 深入剖析ARM Cortex-M系列内核（如M0/M3/M4/M7）的流水线、寄存器组、特权级别和中断模型，为后续的底层编程做好准备。 STM32系列选型指南： 对比介绍STM32F0、F1、F3、F4、L4、H7等主流系列的特点、性能指标、存储容量和适用场景，指导读者如何根据项目需求进行正确选型。 开发环境搭建与工具链： 详细介绍Keil MDK、STM32CubeIDE等主流集成开发环境的安装、配置与调试设置。讲解交叉编译、下载器（ST-Link/J-Link）的使用方法。 第二章：寄存器级编程入门 STM32存储器映射与总线架构： 讲解AHB/APB总线结构、外设地址映射原理，理解如何通过地址访问寄存器。 时钟系统（RCC）配置详解： 深入讲解STM32的振荡源（HSE/HSI/LSI/LSE）、PLL倍频、分频机制。通过寄存器操作实现系统时钟、外设时钟的精确配置，包括高速和低速时钟域的切换。 GPIO端口的底层控制： 详尽解析GPIO寄存器（MODER, OTYPER, OSPEEDR, PUPDR, IDR, ODR, BSRR等）的位定义。通过直接操作寄存器实现输入/输出模式设置、电平翻转、推挽/开漏配置、上下拉电阻设置，并进行输入电平的实时读取。 第一个“点灯”程序（寄存器版）： 结合时钟配置和GPIO寄存器操作，完成基础的LED闪烁实验，理解底层操作流程。 第三章：中断与异常处理机制 NVIC（嵌套向量中断控制器）： 详细阐述NVIC的结构、中断优先级分组（Preemption/Sub-priority）、中断向量表和使能/失能机制。 中断编程实践： 讲解如何配置外部中断/事件控制器（EXTI），并通过中断服务程序（ISR）响应外部事件，如按键按下。 系统异常与陷阱处理： 介绍复位、系统调用、HardFault等重要系统异常的触发条件和处理流程，强调调试中的错误定位能力。 --- 第二部分：外设篇——核心模块驱动详解 本部分着重于STM32内部核心功能模块的详细解析与驱动实现，为系统集成打下坚实基础。 第四章：定时器（TIM）的高级应用 定时器基础结构与计数原理： 剖析TIMx的基础结构（预分频器、自动重载寄存器PSC/ARR、计数器CNT），理解时间基的计算。 基本定时、输入捕获与输出比较： 实现精确的周期性定时任务。通过输入捕获模式测量外部信号的频率和占空比。 PWM（脉冲宽度调制）生成： 深入讲解如何利用TIM的输出比较模式生成不同占空比的PWM信号，并应用于电机驱动和亮度调节。 高级控制定时器（如TIM1/TIM8）： 探讨死区时间生成、互补输出等高级PWM功能，用于三相电机控制。 第五章：通用异步收发器（UART/USART）通信 UART/USART的工作原理： 介绍波特率、数据帧格式、奇偶校验等基础概念。 寄存器级驱动实现： 讲解USART/UART的初始化流程（波特率、数据位、停止位、校验位配置）。实现数据的发送（TX）和接收（RX）。 中断驱动的异步通信： 利用空闲中断和接收/发送完成中断，实现高效的异步数据收发，避免阻塞式编程。 DMA辅助下的高速数据传输： 引入DMA控制器，实现无需CPU干预的大量数据块的串口传输，提高系统实时性。 第六章：模数/数模转换（ADC/DAC） ADC工作模式与精度： 讲解ADC的转换流程、采样时间、分辨率配置。分析单次转换、扫描模式和 অনুপ্রবেশ模式。 多通道采样与DMA协同： 实现对多个模拟输入通道的自动轮询采样，并通过DMA将转换结果直接存入内存。 DAC输出： 介绍DAC模块，实现可编程的模拟电压输出，用于信号发生器等应用。 第七章：串行总线协议栈实现（I2C与SPI） I2C协议详解与主机模式： 深入解析I2C的起止条件、地址寻址（7位/10位）、应答机制。实现对EEPROM或传感器设备的读写操作。 SPI协议与全双工通信： 分析SPI的四种时钟相位/极性（CPOL/CPHA）模式，实现高速主从设备间的数据交换。 总线仲裁与冲突处理（针对I2C）。 --- 第三部分：高级应用篇——实时性与固件升级 本部分关注提升系统的性能、可靠性，并引入现代嵌入式系统开发中常用的重要技术。 第八章：直接存储器访问（DMA）控制器深入 DMA通道与传输流程： 详细讲解DMA请求源、通道分配、优先级、循环模式（Circular Mode）和数据宽度配置。 外设到存储器/存储器到外设的传输： 重点演示如何使用DMA加速ADC采样数据采集、Flash/SRAM数据块拷贝以及外设的批量数据输入/输出。 DMA传输完成中断处理。 第九章：系统时钟与电源管理 低功耗模式： 详细介绍STM32的睡眠（Sleep）、停止（Stop）、待机（Standby）模式的工作原理、唤醒源和功耗特性。 低功耗设计实践： 针对电池供电设备，提供系统级的低功耗代码优化策略，包括关闭未使用的模块、降低系统时钟频率等。 看门狗（WDT/IWDG）应用： 配置独立看门狗（IWDG）和窗口看门狗（WWDG），确保系统在异常情况下能自动复位，提升系统稳定性。 第十章：闪存（FLASH）操作与固件升级（FOTA） STM32内部Flash存储器结构： 讲解Flash的扇区划分、读/写/擦除周期限制和特殊操作模式。 程序级Flash读写： 实现对用户数据区（Option Bytes, User Flash Area）的擦除和写入操作，用于存储配置参数。 Bootloader与空中升级（FOTA）原理概述： 介绍双备份（Dual Bank）升级策略的基本思想，为实现可靠的远程固件更新打下概念基础。 --- 第四部分：系统设计篇——项目集成与应用实践 本部分将前面学到的所有知识点融会贯通，通过构建实际系统来展示STM32的工程化能力。 第十一章：操作系统基础与FreeRTOS集成 实时操作系统（RTOS）的必要性： 讲解多任务、任务调度、上下文切换、优先级反转等核心概念。 FreeRTOS移植与配置： 在STM32平台上成功移植FreeRTOS内核，并讲解如何使用STM32CubeMX/CubeIDE进行集成。 任务管理与通信机制： 实践创建任务、使用信号量（Semaphore）、消息队列（Queue）和事件组（Event Group）实现任务间的同步与通信。 第十二章：数据可视化与上位机交互 USB虚拟串口（CDC）应用： 利用STM32的内置USB功能，实现与PC端的虚拟串口通信，替代传统UART。 自定义上位机协议设计： 探讨嵌入式系统与PC端（如LabVIEW, Python GUI）之间通信的通用协议结构。 数据可视化实例： 结合采集到的传感器数据，通过USB实时传输至PC端进行波形显示和数据记录。 第十三章：项目案例：基于STM32的智能数据采集终端设计 本书的收官项目，整合了中断、定时器、ADC、UART/USB、可能的RTOS调度等多个知识点，构建一个完整的、具有工程实践价值的系统。 系统架构设计： 绘制系统框图，明确各模块功能与接口定义。 硬件选型与接口电路： 介绍如何选择合适的传感器和配套的信号调理电路。 软件模块化设计： 采用分层驱动结构（HAL/LL或寄存器封装），实现代码的高内聚低耦合。 系统联调与性能测试： 演示如何进行整体系统集成测试、功耗测试和可靠性验证。 --- 本书特色 实践驱动： 所有章节均配有详细的实验步骤和可运行的代码示例，强调“做中学”。 深入底层： 兼顾了对STM32 HAL库的高效利用，也深入讲解了寄存器级编程，确保读者对硬件工作原理有透彻理解。 工程导向： 聚焦于实际工业和产品开发中常用的技术栈，如RTOS集成和低功耗设计。 本书适合电子工程、自动化、嵌入式系统相关专业的学生、初入职场的工程师，以及希望从51单片机等平台转向更高级微控制器进行系统设计的技术人员。掌握本书内容，即可胜任绝大多数基于STM32的嵌入式产品开发工作。

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这本书的排版和设计简直是灾难，拿到手的时候我就有一种不祥的预感。纸张的质量非常一般，油墨的味道久久不能散去，让人在阅读的时候分心。更糟糕的是，书中的插图和电路图模糊不清，很多细节都看不清楚，这对于需要对照实物进行操作的学习者来说简直是致命的缺陷。我花了大量时间去猜测图纸上的标记，这极大地拖慢了我的学习进度。如果作者和出版社在制作过程中能更用心一些，注重细节的呈现，这本书的价值会提升不止一个档次。现在看来，这本书更像是一份匆忙赶工出来的草稿，而不是一本专业的教材。我希望未来的再版能够在这方面有所改进，否则我很难推荐给其他有同样学习需求的朋友。

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这本书的勘误和时效性问题非常严重，让我对它的可靠性产生了深刻的担忧。书中引用的某些库函数和寄存器配置，在我实际开发环境中已经不再适用，或者已经被更高版本的替代方案所取代。当我发现代码无法编译或运行时，花费了大量时间去查找错误的原因，最后才发现是书中内容本身已经过时了。对于快速迭代的单片机领域来说，出版物的内容必须保持相对的时新性，否则其价值会随着时间的推移迅速贬值。这本书似乎缺乏严格的后期校对和版本维护机制，这对于一本技术类书籍来说是不可原谅的疏忽。我希望未来的发行者能重视这一问题，提供及时的在线勘误支持，否则读者将不断地在旧信息和新标准之间挣扎。

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对于一个初学者来说，这本书的入门部分简直是天书。它似乎默认读者已经对单片机和嵌入式系统有着相当的了解，上来就抛出一堆复杂的概念和术语，完全没有循序渐进的过程。讲解的深度和广度严重失衡，对于基础知识的阐述过于简略，而对于一些高级特性的讲解又显得过于晦涩难懂。我感觉自己像是在攀登一座陡峭的山峰，每一步都充满了不确定性，找不到清晰的攀登路径。很多时候，我不得不转而求助于网络上的其他资源来填补这本书留下的知识空白，这让我对这本书的教学质量产生了深深的怀疑。一个好的技术书籍，应该像一个耐心的老师，引导学生一步步理解复杂的知识点，而不是把所有东西一股脑地扔过来。

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作者的写作风格过于学术化和枯燥，完全没有将技术内容生动地展现出来。通篇充斥着长难句和复杂的从句，读起来非常累，很难集中注意力。我尝试了好几次，每次都因为阅读疲劳而不得不停下来休息。技术书籍，尤其是面向工程应用的书籍，应该力求语言的简洁明了，用最直白的方式把核心思想传达给读者。这本书在这方面做得非常差，仿佛作者是在撰写一篇博士论文，而不是一本面向工程师和爱好者的实用手册。如果作者能采用更多生动的比喻、清晰的流程图和对比表格来辅助说明，阅读体验一定会得到极大的改善。现在这本书更像是一本参考手册，而不是一本能激发学习热情的读物。

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这本书的案例分析部分实在是太空泛了，缺乏实战的指导意义。理论讲了一大堆，但真正落地到具体的应用场景时，却显得力不从心。我尝试跟着书中的例子搭建一个小型系统，结果发现书上描述的硬件连接和软件配置与我实际操作中遇到的问题大相径庭。代码示例中充斥着一些过时的或者效率低下的写法，根本无法满足现代项目开发的需求。作为一本面向“应用系统设计”的书籍，它最大的失败之处就在于没有提供足够多贴近实际工业需求的、有深度的项目案例。读者读完后，可能知道了一些原理，但依然不知道如何在真实的项目中运用这些知识，这无疑是最大的遗憾。

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