单片机原理及应用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育

作者:苏家健

出品人:

页数:364

译者:

出版时间:2004-11

价格:29.60元

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isbn号码:9787040145656

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• 电子技术
• 微控制器
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《微控制器系统设计与嵌入式开发实践》 本书深入探讨了微控制器（MCU）系统设计的核心原理与关键技术，并结合大量实际应用案例，旨在为读者提供一套全面、系统且极具实践指导意义的嵌入式系统开发框架。本书内容侧重于从硬件选型、系统架构设计，到软件开发流程、调试优化等全生命周期的一站式解决方案。 第一部分：微控制器系统设计基础 本部分将首先详细阐述微控制器在现代电子系统中的基础地位与发展脉络，介绍不同类型的微控制器架构（如ARM Cortex-M系列、RISC-V等）及其核心特点，帮助读者理解不同架构的优势与适用场景。我们将深入讲解微控制器的基本组成单元，包括CPU核心、存储器（Flash、RAM、EEPROM）、定时器/计数器、中断控制器、通用输入输出（GPIO）接口、通信接口（UART、SPI、I2C、CAN、USB等）以及模拟前端（ADC、DAC）等。 本书将重点解析各种外设模块的工作原理、配置方法及其在实际应用中的常见配置策略。例如，在定时器部分，我们会讲解不同模式下的计数方式、PWM输出的生成原理与应用，以及如何利用定时器实现精确的时间测量与控制。在通信接口部分，我们将详细介绍UART的异步通信原理、波特率设置、数据帧格式，SPI和I2C的同步通信协议、主从机工作模式、总线仲裁机制，以及CAN总线的帧格式、错误处理与多节点通信策略。ADC和DAC的量化原理、采样率、分辨率及其在传感器数据采集与信号输出中的应用也将得到详尽介绍。 此外，本书还将探讨微控制器功耗管理技术，包括低功耗模式（睡眠、停止、待机等）、时钟门控、电源域管理等，为设计低功耗嵌入式系统提供理论依据和实践指导。 第二部分：嵌入式软件开发与系统集成 本部分聚焦于嵌入式软件的开发过程，从基础的裸机编程到嵌入式操作系统的应用。我们将详细介绍C语言在嵌入式开发中的最佳实践，包括指针、内存管理、位操作等关键概念的运用。读者将学习如何编写高效、可靠的嵌入式代码，掌握中断服务程序的编写与管理，以及如何通过状态机、多任务调度等方式构建复杂的嵌入式应用程序。 本书将深入讲解嵌入式实时操作系统（RTOS）的设计理念与关键技术，例如任务管理、任务间通信（信号量、消息队列、事件标志等）、内存管理、中断管理以及异常处理。我们将以某个主流的RTOS（如FreeRTOS、RT-Thread等）为例，演示如何进行RTOS的移植、配置与应用开发。读者将学习如何将复杂的系统功能分解为多个独立的任务，并通过RTOS提供的机制实现任务之间的协同工作，从而提高系统的并发性、实时性和可维护性。 系统集成是嵌入式系统开发中的重要环节。本书将详细讲解如何将硬件与软件有机结合，构建完整的嵌入式系统。我们将介绍常见的嵌入式开发流程，包括需求分析、系统设计、软件编码、单元测试、集成测试、系统调试与部署等。读者将学习如何使用各种开发工具，如集成开发环境（IDE）、调试器（JTAG/SWD）、逻辑分析仪、示波器等，对嵌入式系统进行有效的调试与问题定位。 第三部分：嵌入式系统高级主题与应用案例 本部分将进一步拓展嵌入式系统的应用深度，涵盖一些高级技术和典型应用领域。我们将探讨嵌入式系统的安全性问题，包括代码保护、安全启动、数据加密、访问控制等，以及如何采取有效的措施来防范安全威胁。 本书还将介绍嵌入式图形用户界面（GUI）的设计与开发，包括嵌入式GUI库的选择与使用、控件设计、屏幕布局、事件处理等，并结合实际案例展示如何在嵌入式设备上实现美观且易于操作的用户界面。 同时，我们将深入分析多个典型的嵌入式应用领域，如物联网（IoT）设备开发、智能家居系统、工业自动化控制、汽车电子、医疗设备等。通过对这些领域的案例剖析，读者可以学习到如何根据具体应用需求，选择合适的微控制器、设计合理的系统架构，并开发出满足特定功能和性能要求的嵌入式解决方案。例如，在物联网设备开发部分，我们将讨论传感器节点的设计、通信协议的选择（如MQTT、CoAP）、云平台对接等。在工业自动化领域，我们将探讨实时控制、现场总线通信、人机交互界面等方面的技术要点。 总结 《微控制器系统设计与嵌入式开发实践》力求为读者提供一个从理论到实践、从基础到高级的全面学习路径。本书强调动手实践，通过丰富的代码示例和详细的案例分析，引导读者掌握微控制器系统设计与嵌入式开发的核心技能，能够独立完成复杂嵌入式项目的开发任务。本书适合电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的学生，以及在职的嵌入式系统工程师、硬件工程师、软件工程师等，期望提升自身在嵌入式领域专业能力的人士阅读。

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这本书的封面设计和排版确实给我留下了深刻的印象，那种严谨又不失现代感的风格，让人一看就知道是本硬核的技术书籍。我花了些时间翻阅了目录，发现其内容组织逻辑性非常强，从最基础的二进制和逻辑门开始，逐步深入到指令集、存储器结构和中断系统的讲解，非常适合零基础或者需要系统梳理知识的读者。特别是关于时钟电路和复位电路的章节，作者似乎非常注重实际应用中的细节处理，用了不少图示和流程图来辅助理解那些抽象的概念，这一点对于初学者来说是极大的福音。我特别期待阅读它在特定微控制器（比如某个主流的8位或32位MCU）上的具体应用实例部分，希望它不只是停留在理论层面，而是能提供一些可以直接上手操作的项目代码和调试技巧。总体而言，从结构上看，它似乎是一本非常扎实、注重基础又兼顾实践的教材级别读物，能构建起一个坚实的底层知识框架。

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我最近在尝试一个复杂的传感器数据采集与实时控制的项目，因此对书籍中关于中断服务程序（ISR）设计和实时性保证的部分格外关注。这本书在这方面的论述展现了一种务实的态度，它强调了上下文切换的开销和中断优先级管理的重要性，而不是简单地提供“如何配置中断向量表”这种初级指南。书中关于实时操作系统（RTOS）在资源竞争和死锁处理上的讨论，虽然篇幅不长，但切中了要害，给出了几个非常经典的避免策略。如果后续章节能增加更多关于看门狗定时器（WDT）和电源管理模式切换的实战案例，那就更完美了。这本书的风格是那种“你必须知道为什么这样设计才健壮”的教育方式，它教会的不是招式，而是内功心法，对于追求系统稳定性和可靠性的工程师来说，是本不可多得的好书。

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从一个刚接触嵌入式开发的学生的角度来看，这本书的某些章节给我带来了巨大的挑战，但同时也激发了我强烈的学习欲望。比如说，关于存储器映射和总线仲裁协议的描述，文字非常精炼，但信息密度极高，我不得不反复对照随书附带的某个芯片数据手册才能勉强跟上作者的思路。我希望书中能有更多的“动手做”环节，比如提供一些使用特定开发工具链（如GCC配合GDB）进行底层寄存器级调试的截图教程，这样理论和实践的结合会更紧密。现在的感觉是，这本书提供了宏伟的蓝图和坚实的理论基石，但缺乏一些“施工指南”——就是那种手把手教你如何搭建第一个能点亮LED的最小系统配置的详细步骤。它更像是给已经入门的读者准备的进阶秘籍，而不是给新手准备的启蒙读物，但正因如此，它让我有了一个明确的向上攀登的目标。

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这本书的理论深度着实让人眼前一亮，尤其在讲述数据通路和控制单元的设计原理时，作者明显展现了深厚的学术功底。它不仅仅是简单地罗列了寄存器和操作码，而是深入剖析了指令解码过程中的时序逻辑和流水线设计可能遇到的瓶颈。我注意到其中对于不同寻址方式的性能差异分析得非常透彻，并结合了硬件实现的考量给出了非常专业的见解。这种对底层硬件工作机制刨根问底的叙述方式，让我感觉自己正在跟随一位经验丰富的老工程师学习。不过，对于那些只追求快速实现某个功能、不关心内部工作原理的读者来说，某些章节可能会显得略微冗长和晦涩。它更像是一本面向未来嵌入式系统架构师的参考手册，要求读者必须具备一定的数字电路基础才能完全领会其中的精妙之处，读起来需要时刻保持高度的专注力，否则很容易被那些复杂的时序图绕晕。

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这本书的写作语言非常专业，选词精准，几乎没有模棱两可的描述，这在技术书籍中是极其可贵的品质。它对于外设接口的讲解，特别是串行通信协议（如UART、SPI、I2C）的底层时序分析，写得极具说服力，它不仅描述了数据如何发送，更深入探讨了电平转换、阻抗匹配在实际电路中的影响，这超出了许多同类教材的范畴。我特别欣赏作者在论述复杂系统模块（比如模数转换器ADC的采样保持电路）时，能够清晰地区分理想模型和实际电路中的非线性误差源。这种对细节的极致追求，让这本书的“含金量”非常高。阅读过程中，我感觉自己像是在阅读一份被精心整理和注释过的芯片设计文档，严谨、全面，并且充满了工程实践的智慧，是一本值得反复研读的工具书。

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