新编16/32位微型计算机原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:李继灿 编

出品人:

页数:361

译者:

出版时间:2004-1

价格:36.00元

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isbn号码:9787302074083

丛书系列:

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《嵌入式系统设计与实践：基于ARM Cortex-M系列微控制器》 图书简介 本书旨在为读者提供一套全面而深入的嵌入式系统设计与实践教程，内容聚焦于当前主流的ARM Cortex-M系列微控制器。本书系统地介绍了嵌入式系统的基本概念、硬件架构、软件开发流程，以及在实际应用中涉及的关键技术。全书结构严谨，理论与实践紧密结合，适合作为高等院校计算机、电子信息工程、自动化等相关专业本科生及研究生教材，也可作为嵌入式系统工程师、硬件工程师和软件开发人员的参考手册。 第一部分 嵌入式系统基础 第一章 嵌入式系统概述 本章首先界定嵌入式系统的概念、特点及其在现代社会中的广泛应用，如物联网（IoT）、工业控制、消费电子等。随后，详细阐述了嵌入式系统的基本构成，包括处理器、存储器、输入/输出设备和软件栈。着重对比了传统通用计算机与嵌入式系统的设计哲学差异，强调了实时性、功耗和成本在嵌入式设计中的核心地位。本章还对嵌入式系统的发展趋势进行了展望，特别是向更高级别的计算平台（如Cortex-A）和低功耗平台（如Cortex-M0/M0+）的演进。 第二章 微控制器体系结构基础 本章深入剖析了现代微控制器（MCU）的核心架构。重点解析了基于冯·诺依曼和哈佛架构的特点，以及它们在MCU设计中的具体体现。详细介绍了存储器的层次结构，包括程序存储器（Flash）、数据存储器（SRAM）及其访问时序。阐述了总线结构（如AHB/APB）在片上设备互联中的作用，为后续章节的寄存器级操作打下坚实基础。 第二章 嵌入式微处理器核心：ARM Cortex-M系列 本章将焦点完全集中于ARM Cortex-M系列微处理器，这是本书实践部分的核心硬件平台。详细解析了Cortex-M3/M4内核的流水线结构、指令集架构（Thumb-2），以及特权模式（Handler Mode, Thread Mode）和堆栈操作。重点讲解了寄存器组（通用寄存器、特殊功能寄存器如PC, SP, LR, XPSR）的用途和操作方式。随后，对比了Cortex-M0/M0+在低功耗和代码密度上的优化，以及Cortex-M4/M7在浮点运算（FPU）和数字信号处理（DSP）指令集上的增强。 第二部分 硬件接口与底层编程 第四章 存储器映射与I/O端口操作 本章讲解了MCU内部资源的统一寻址机制——存储器映射（Memory-Mapped I/O）。详细介绍了如何通过操作特定的寄存器地址来控制外部设备。实践内容围绕通用输入/输出（GPIO）端口展开，包括端口的配置（输入、输出、上拉/下拉电阻、开漏/推挽输出）、速度设置以及数据读写操作。通过实例演示了如何使用C语言和汇编语言对GPIO寄存器进行直接操作，实现简单的LED闪烁和按键输入检测。 第五章 时钟系统与定时器/计数器 时钟是嵌入式系统的“心脏”。本章系统地介绍了MCU的时钟树结构，包括内部振荡器（HSI）、外部高频晶振（HSE）的选择与配置，以及锁相环（PLL）在生成系统主频中的作用。重点剖析了通用定时器（General-Purpose Timers）的工作原理，包括计数模式、预分频器、自动重载寄存器（ARR）的设置。实战部分涵盖了如何利用定时器实现精确的周期性中断（用于软件定时）和脉冲宽度调制（PWM）输出，这是电机控制和电源管理的基础。 第六章 中断与异常处理 实时性是嵌入式系统的生命线。本章聚焦于ARM Cortex-M内核的嵌套向量中断控制器（NVIC）。详细解释了中断向量表、优先级（抢占优先级和子优先级）的划分与管理机制。深入讲解了中断的使能、屏蔽、挂起和返回过程。通过实际编程案例，演示了如何配置外部中断（EXTI）和系统异常（如系统调用、硬件错误），确保系统对突发事件的快速响应能力。 第七章 通信接口 I：异步与同步串行通信 本章系统讲解了嵌入式系统中最常用的串行通信协议。首先详细介绍了通用异步收发器（UART/USART），包括波特率的计算、数据帧格式的配置（数据位、停止位、奇偶校验），以及中断驱动和DMA辅助下的数据收发流程。随后，深入探讨了I2C（Inter-Integrated Circuit）总线，阐述了主/从模式、7位/10位地址、START/STOP条件以及ACK/NACK机制。最后，介绍了SPI（Serial Peripheral Interface）总线，重点分析了CPOL/CPHA（时钟极性和相位）对数据采集的影响。 第八章 通信接口 II：高级网络与数据传输 本章关注高速和网络通信接口。详细介绍了CAN（Controller Area Network）总线的帧结构（标准帧与扩展帧）、仲裁机制和错误处理。随后，对USB（Universal Serial Bus）的设备模式进行了概述，重点讲解了端点（Endpoint）、描述符（Descriptor）和枚举过程的基础概念。对于需要网络连接的系统，本章还提供了以太网MAC/PHY接口的初步介绍和TCP/IP协议栈在嵌入式环境中的基本移植思路。 第三部分 嵌入式软件开发与工具链 第九章 嵌入式C语言编程规范与汇编混合编程 嵌入式软件的效率和可靠性高度依赖于编程实践。本章强调了嵌入式C语言的特殊性，包括volatile关键字的正确使用、位域（Bit Fields）操作、内存对齐、堆栈与堆的差异，以及指针的高级应用。同时，通过实例展示了如何将关键性能代码段或初始化代码段用ARM汇编语言编写，并与C代码进行链接和调用，实现对硬件的底层精确控制。 第十章 嵌入式软件构建与调试工具链 本章指导读者掌握标准的嵌入式软件开发流程。详细介绍了交叉编译器的使用（GCC for ARM），包括编译、汇编和链接器的配置。重点讲解了链接脚本（Linker Script）在定义代码和数据段在Flash/RAM中布局中的关键作用。调试方面，深入探讨了JTAG/SWD接口的工作原理，以及使用OpenOCD、GDB等工具进行硬件调试、断点设置、寄存器查看和内存观察的实战技巧。 第十一章 嵌入式操作系统基础（RTOS入门） 为应对复杂的多任务需求，本章引入了实时操作系统（RTOS）的概念。详细解释了RTOS与裸机编程的区别，重点介绍了任务管理（任务状态、优先级调度）、上下文切换机制以及中断延迟对实时性的影响。讲解了信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）和消息队列（Message Queue）等基本的进程间通信（IPC）机制，并以一个轻量级RTOS为例进行实际的任务调度演示。 第十二章 嵌入式系统性能分析与功耗管理 性能优化是嵌入式系统设计的核心挑战。本章介绍了系统级的性能评估方法，包括使用DWT（Data Watchpoint and Trace）单元进行周期计数和指令跟踪。在功耗方面，详细阐述了MCU的低功耗模式（Sleep, Stop, Standby），并讲解了如何通过关闭未使用的外设时钟、优化代码执行路径来最小化动态和静态功耗。通过实际测量案例，指导读者分析系统在不同工作状态下的能耗特性。 本书的编写风格力求清晰、严谨，避免使用过于学术化的晦涩语言，而是采用工程实践中常用的术语和方法。每一个硬件模块的介绍都伴随着清晰的寄存器描述和可操作的代码示例，确保读者能够从理论到实践无缝衔接。

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拿到这本书的时候，我就被其内容编排的逻辑性所吸引。它不是那种零散的知识点堆砌，而是从最宏观的微机系统组成，逐步深入到微处理器的内部结构、存储器接口、I/O接口，最后落脚到实际的应用。这种循序渐进的学习路径，对于我这种初学者来说非常友好。我特别欣赏书中对存储器接口的讲解，包括内存的编址、地址译码的原理，以及如何与微处理器进行数据交互。书中对于各种I/O接口芯片的介绍，如并行接口、串行接口、中断控制器等，都配有清晰的电路图和工作时序图，这帮助我更直观地理解这些接口的工作原理。更重要的是，书中将这些独立的模块串联起来，展示了如何构建一个完整的微机系统，并最终实现一些实际的功能，比如简单的数码管显示、键盘输入处理等。这本书让我感觉到，它不仅是在教授知识，更是在引导读者构建一个对微机系统整体的认知框架。

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这本书的内容着实让人眼前一亮，特别是它对于实际应用层面的拓展，远超我最初的预期。我原以为会是偏理论化的讲解，但事实证明，这本书非常注重将理论与实践相结合。书中关于各种接口电路的详细分析，例如如何利用通用I/O口实现 LED 闪烁、按键输入检测，如何通过定时器生成 PWM 信号来控制电机转速，以及如何使用串口进行数据通信，这些章节都充满了实用的指导意义。我印象深刻的是关于数据采集和控制系统的部分，书中不仅介绍了相关的硬件原理，还提供了相应的程序设计思路和伪代码，这对于我这种希望将所学知识应用到实际项目中的读者来说，无疑是极大的帮助。书中对于一些经典微处理器的典型应用案例的分析，也让我看到了理论知识在现实世界中的落地，比如在一些嵌入式设备中的应用。整体而言，这本书更像是一位经验丰富的工程师在分享他的实践经验，而不是单纯的理论说教，这让我感到非常受启发。

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这本书的封面设计就给我一种耳目一新的感觉，简约而不失专业，标题“新编16/32位微型计算机原理及应用”清晰地表明了其内容方向。翻开第一页，目录的排版也相当直观，各个章节的划分逻辑清晰，从最基础的微处理器结构到复杂的接口技术和实际应用，层层递进，似乎为我打开了一扇通往微机世界的大门。我尤其期待其中关于16位和32位微处理器在原理上的深入剖析，比如它们各自的指令集架构、寄存器组织以及存储器管理方式等等，这些都是理解微机工作机制的核心。同时，“应用”部分更是吸引我，我希望书中能详细讲解如何利用这些微处理器去控制各种外围设备，例如经典的8255并行接口芯片、8253定时器/计数器，甚至是更复杂的串行通信接口，以及如何将这些组件整合起来解决实际工程问题。我设想书中会包含大量的代码示例，帮助读者将理论知识转化为实践能力，甚至可能涉及一些嵌入式系统的开发思路，这对于我这个初学者来说，无疑是宝贵的指导。这本书的厚度也恰到好处，既能保证内容的深度，又不会让人望而却步，整体感觉非常扎实。

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在我看来，这本书最大的亮点在于它对微处理器底层指令和汇编语言的深入探讨。作者并没有回避这些相对枯燥但又至关重要的内容，而是用一种非常系统和易于理解的方式呈现出来。我尤其喜欢书中对各种指令的分类和解释，比如数据传送指令、算逻指令、控制转移指令等等，每条指令的格式、功能以及应用场景都解释得非常清楚，并且配有大量的汇编代码示例。这些示例不仅仅是简单的“Hello World”，而是涉及到一些基本的算法实现，例如数组求和、字符串处理，甚至还有简单的子程序调用和返回。通过学习这些汇编代码，我不仅理解了微处理器是如何执行程序的，更体会到了汇编语言在底层优化和对硬件进行精细控制方面的独特优势。对于想要深入理解计算机硬件工作原理，或者对嵌入式系统开发有浓厚兴趣的读者来说，这本书提供的汇编语言教程绝对是宝贵的财富，它能让你真正“摸到”计算机的心脏。

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读完这本书，我最大的感受是它在概念的阐述上非常有条理，尤其是在讲解微处理器的内部构造方面，比如 CPU 的执行单元、控制单元以及它们之间如何协同工作，书中用了不少类比和图示，使得原本抽象的概念变得生动起来。我特别欣赏作者对于不同寻址方式的详细讲解，从立即数寻址、寄存器寻址到各种存储器寻址方式，每一种都配有清晰的指令示例和流程图，帮助我理解数据是如何在 CPU 和内存之间流动的。书中关于中断系统的描述也相当到位，无论是中断请求、中断向量，还是中断服务程序的执行过程，都描绘得十分细致，让我对 CPU 如何响应外部事件有了更深刻的认识。此外，书中对总线接口的介绍也让我受益匪浅，包括地址总线、数据总线和控制总线的作用，以及它们在 CPU 与内存、I/O 设备之间通信中的角色，这些内容对于构建一个完整的微机系统至关重要。总的来说，这本书为我打下了坚实的理论基础，让我对微机的工作原理有了系统性的认识。

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后面的附录写汇编很有用

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后面的附录写汇编很有用

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后面的附录写汇编很有用

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后面的附录写汇编很有用

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教材。没学好。