STR71x系列ARM微控制器原理与实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航大

作者:沈建华

出品人:

页数:428

译者:

出版时间:2006-9

价格:42.00元

装帧:

isbn号码:9787810777940

丛书系列:

图书标签:

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• ARM
• 微控制器
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好的，根据您的要求，我将为您撰写一本与《STR71x系列ARM微控制器原理与实践》内容完全不相关的图书简介，重点突出技术深度、实践应用和前沿视角，同时避免使用任何可能暴露AI身份的措辞。 --- 图书名称：《量子场论在凝聚态物理中的应用：从费米液体到拓扑相变》 导言：跨越尺度的理论桥梁 在现代物理学的宏伟蓝图中，理论物理学扮演着连接微观世界基本定律与宏观现象复杂性的关键角色。本书《量子场论在凝聚态物理中的应用：从费米液体到拓扑相变》并非探讨嵌入式系统或微控制器架构的实践指南，而是深入聚焦于利用量子场论（QFT）这一强大的数学工具，来解析和预测复杂多体系统中涌现出的奇异物理性质。 这本书旨在为高年级本科生、研究生以及致力于理论凝聚态物理研究的科研人员提供一份详尽的、兼具严谨性和前瞻性的参考资料。我们假设读者已具备扎实的量子力学和经典场论基础，并希望理解如何将相对论性场论的框架——其对称性分析、微扰展开和重整化思想——迁移并应用于非相对论性的凝聚态系统。 第一部分：凝聚态物理的场论基础与有效场论 本书的开篇将系统地回顾和重塑读者对场论工具箱的认知，重点是其在凝聚态语境下的适用性。 第一章：从格林函数到准粒子激发 本章从费曼图的引入开始，详细阐述如何利用路径积分形式的配胺函数来处理相互作用的多体系统。我们将重点讨论虚时间（Euclidean time）的场论处理，并建立起费曼图与相互作用能谱和激发态之间的严格联系。核心内容包括构建二点和四点关联函数，并展示如何通过这些函数定义准粒子（如电子、激子）的有效质量和寿命。我们将深入剖析自能（Self-Energy）的引入及其在描述粒子散射和衰变中的关键作用。 第二章：对称性、拓扑荷与朗道费米液体理论的场论重构 朗道费米液体理论是描述常规金属的基础，但其微观起源往往被简化处理。本章利用场论方法对其进行严格的重构。重点在于分析电子系统的规范不变性和动量守恒所隐含的对称性。我们将探讨如何使用连续对称群（如U(1)或SU(2)）来描述某种特定的有序态。此外，本章引入了拓扑荷的概念，即便是在非拓扑的费米液体背景下，理解对称性破缺的类型对于后续的拓扑相变分析至关重要。 第三章：重整化群（RG）方法与有效作用量 重整化群是理解多尺度现象的理论核心。本书将介绍Coleman-Weinberg重整化群和Wilsonian重整化群在凝聚态系统中的应用。我们将详细推导如何从微观哈密顿量（如Hubbard模型）出发，通过积分掉高能自由度（UV截断），得到描述低能物理的有效作用量。重点讨论临界指数的计算，以及利用RG流来确定系统的稳定和不稳定定点，从而预测相变类型。 第二部分：超越费米液体：新奇相态的场论描述 本书的后半部分将转向前沿研究领域，展示如何运用场论工具来描述那些朗道理论无法解释的复杂现象。 第四章：超导性的Ginzburg-Landau场论与非阿贝尔规范场 我们从传统的Ginzburg-Landau（GL）唯象理论出发，将其提升至一个严格的量子场论框架。本章详细分析了超导态中的序参量 $Delta(mathbf{x})$ 如何被视为一个复值标量场，以及与之相关的规范对称性破缺。更进一步，我们将探讨非传统的超导机制，如铁基超导体中的$d$-波配对。这需要引入非阿贝尔规范场来描述自旋和轨道自由度的复杂耦合，并分析在这些系统中可能出现的拓扑缺陷——涡旋和磁单极子（如果存在）。 第五章：低维电子系统的场论：Luttinger液体与Bosonization 在讨论一维系统时，费米液体理论失效。本章将系统地介绍玻色化（Bosonization）技术。我们将证明，在低能极限下，一维电子系统可以被等效地描述为一系列无质量的玻色自由度。详细推导了自由费米子与无质量玻色场的精确等价性，并展示如何利用这一等价性来计算著名的电荷密度波和自旋密度波的激发谱。本书将详细解析由玻色场描述的激发现象（如声子模式与电子能谱的耦合）。 第六章：拓扑相变与Chern-Simons作用量 本书的压轴部分聚焦于拓扑物质的描述。我们将引入Chern-Simons（CS）作用量及其在描述二维拓扑绝缘体（如量子霍尔效应）中的核心作用。详细解释如何从电子的体态（Bulk）哈密顿量中提取其拓扑不变量（如Chern数）。通过分析边缘态的零能模式（Majorana零模或其等价物），我们将展示场论如何自然地预测边界上的鲁棒性，这是量子计算领域极其关注的前沿话题。我们将对比分析Z2拓扑绝缘体与分数电荷拓扑绝缘体，并讨论它们各自的有效场论描述差异。 结论与展望 《量子场论在凝聚态物理中的应用》致力于提供一个连贯且深入的理论框架，使读者能够运用最前沿的数学物理工具解决当前凝聚态物理中最具挑战性的问题。本书的深度和广度旨在成为研究生层次理论研究的必备工具书，引导读者从理解基础的准粒子激发，迈向掌握描述复杂拓扑相变和量子引力关联的规范场理论。 --- 目标读者群体： 理论物理、凝聚态物理专业的研究生和博士后研究人员。 希望深入理解现代物理学中场论工具在多体系统应用的理论物理学家。 需要使用重整化群、玻色化和Chern-Simons理论的高级计算物理工作者。 本书特色： 1. 理论的严格性： 从路径积分和规范对称性出发，而非依赖于唯象模型。 2. 跨学科融合： 系统地连接了费米子系统、玻色子系统以及规范场理论。 3. 前沿聚焦： 重点阐述了拓扑物质和低维电子系统的精确解法。 --- 注： 本书不包含任何关于微控制器编程、硬件接口、数字信号处理、嵌入式操作系统或特定型号芯片（如ARM、STM32系列）的任何信息或技术细节。其关注点完全集中于抽象的、高能物理背景下的数学理论建模与应用。

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这本书对于STR71x系列微控制器的外设讲解，可以说是达到了“应有尽有”的程度，同时也做到了“详略得当”。例如，对于UART（通用异步收发器）的讲解，作者不仅阐述了其基本工作原理，包括波特率、数据位、停止位、校验位的设置，还详细介绍了如何通过软件实现串口通信，如何发送和接收数据，以及如何处理发送和接收缓冲区。这对于调试和与其他设备通信至关重要。接着，书中对SPI（串行外设接口）和I2C（集成电路总线）的讲解，更是让我理解了如何在嵌入式系统中实现不同设备之间的高效通信。作者通过连接SD卡、OLED显示屏等实例，生动地展示了如何配置和使用这些通信协议，如何理解主从模式，如何进行数据传输和时序控制。这一点让我印象深刻，因为在实际项目中，这些通信接口的应用频率非常高。此外，对于定时器模块的讲解，也让我收获颇丰。定时器不仅可以用来延时，还可以实现PWM（脉冲宽度调制）输出，用于控制LED亮度、电机转速等。书中详细介绍了定时器的各种工作模式，如向上计数、向下计数、中心对齐计数，以及如何利用捕获/比较通道实现更复杂的功能。这些知识让我能够更灵活地利用硬件资源，实现更精细化的控制。

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本书在内存管理方面的讲解，可以说是点亮了我心中许多模糊的区域。STR71x系列作为一款功能强大的ARM微控制器，其对内存的利用和管理，直接关系到系统的性能和稳定性。作者从最基础的SRAM和Flash存储器的特性讲起，解释了它们在读写速度、数据持久性方面的差异。然后，他深入到内存映射的概念，详细阐述了CPU如何通过内存地址访问不同的硬件外设和内存区域。对于理解嵌入式系统的硬件抽象层（HAL）和标准外设库（SPL）的底层实现，这部分内容至关重要。书中还讲解了内存对齐和字节序的问题，这些看似细节的知识，在实际开发中却常常是导致Bug的“罪魁祸首”。作者通过实例说明了如何避免这些问题，如何编写更健壮的代码。此外，书中对堆（Heap）和栈（Stack）的讲解，也让我受益匪浅。我之前对它们的理解仅仅停留在概念层面，但这本书详细阐述了它们在内存分配和函数调用中的作用，以及如何避免栈溢出、内存泄漏等常见问题。这对于优化程序性能和提高系统稳定性，提供了非常宝贵的指导。

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书中对STR71x系列中的定时器和PWM（脉冲宽度调制）功能的详细讲解，为我理解精确控制和信号生成提供了关键钥匙。我一直对如何实现精确的时间控制和模拟信号的生成感到好奇。这本书首先从定时器的工作原理讲起，详细介绍了STR71x系列提供的各种定时器模块，包括它们的工作模式（向上计数、向下计数、中心对齐计数）、预分频器、重载值等。作者通过生动的例子，展示了如何利用定时器来实现精确的延时，如何周期性地触发中断，以及如何进行事件计数。更让我兴奋的是，书中详细讲解了PWM生成功能。我了解到PWM是一种通过快速开关输出信号来模拟模拟信号的方法，这在很多应用中都非常关键，比如控制LED的亮度，电机速度，伺服舵机的角度等。作者不仅介绍了如何配置定时器来生成不同占空比和频率的PWM信号，还通过实际操作，让我体验了如何通过软件调整PWM参数来控制硬件行为。这些内容不仅提升了我对微控制器硬件功能的理解，也为我开发需要精确控制和信号生成的项目提供了宝贵的实践经验。

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这本书对STR71x系列安全性方面的探讨，让我意识到了在嵌入式系统设计中，安全性是不可忽视的重要环节。作者在书中专门开辟了章节，详细介绍了STR71x系列在安全方面所提供的硬件支持，例如内存保护单元（MPU）的配置和使用，它可以限制不同任务对内存的访问权限，从而防止恶意代码的非法访问。此外，书中还提及了CRC（循环冗余校验）引擎，这是一种用于数据校验的硬件加速器，可以有效检测数据传输过程中出现的错误，保证数据的完整性。对于某些安全敏感的应用，如加密解密，书中也对STR71x系列可能提供的相关硬件支持进行了介绍。通过学习这部分内容，我不仅对微控制器本身的安全性有了更全面的认识，也学会了如何在软件层面采取措施，来提高嵌入式系统的安全性，降低潜在的风险。这对于开发需要处理敏感数据或者运行在开放环境中的嵌入式设备，具有非常重要的指导意义。

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对STR71x系列的时钟系统和电源管理部分的深入剖析，是我在这本书中获得的又一重要收获。微控制器的时钟速度直接影响到其运行效率，而电源管理则关系到功耗和电池续航能力。作者首先详细介绍了STR71x系列的时钟源，包括内部RC振荡器、外部晶体振荡器，以及PLL（锁相环）倍频器的配置。通过对时钟树的梳理，让我清晰地理解了各个外设模块是如何获取时钟信号的，以及如何通过软件配置来调整时钟频率，从而优化性能和功耗。例如，在不需要高性能运行时，可以适当降低时钟频率，从而达到省电的目的。更让我印象深刻的是，书中对低功耗模式的讲解。STR71x系列提供了多种低功耗模式，如睡眠模式、停止模式、待机模式等，每种模式都有其特定的应用场景和功耗表现。作者不仅介绍了如何进入和退出这些低功耗模式，还通过实际的功耗测量实验，直观地展示了不同模式下的功耗差异。这对于开发低功耗嵌入式设备，例如物联网传感器节点，具有极高的参考价值。

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这本书，可以说是让我对STR71x系列ARM微控制器的理解，从一个模糊的概念，到清晰而深入的认知，发生了一次质的飞跃。我一直对嵌入式系统有着浓厚的兴趣，尤其是在了解了ARM架构在现代电子设备中的广泛应用之后，更是渴望能够深入学习。然而，市面上关于特定系列微控制器的深入书籍并不多，或者过于理论化，难以将知识落地。当我翻开这本书的扉页时，我感觉到了一种久违的期待。作者在开篇就明确了本书的定位，并非仅仅罗列数据手册中的技术细节，而是要通过“原理与实践”两条线索，将抽象的概念转化为可操作的知识。第一部分，对STR71x系列ARM Cortex-M3内核的底层架构进行了详尽的剖析，从指令集、寄存器组织、流水线工作机制，到中断向量表、异常处理机制，每一个环节都讲解得淋漓尽致。我尤其欣赏作者在解释一些底层机制时，并没有停留在概念层面，而是通过大量的伪代码和图示，生动地展示了CPU如何执行指令，如何响应中断，如何进行上下文切换。这对于我这种需要刨根问底的学习者来说，无疑是巨大的福音。光是理解Cortex-M3的架构，就已经花费了我相当长的时间，但每一次重读，都能发现新的细节和更深的体会。书中对存储器管理单元（MMU）和内存保护单元（MPU）的讲解，也让我对嵌入式系统的安全性有了更深刻的认识，理解了它们是如何为应用程序提供隔离和保护的。

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这本书对STR71x系列ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）的讲解，为我打开了连接物理世界与数字世界的大门。在学习过程中，我一直对如何从传感器读取模拟信号，以及如何控制模拟输出设备感到困惑。这本书恰好解决了我的难题。作者首先详细介绍了ADC的各项参数，如采样率、分辨率、量化误差、参考电压等，并阐述了如何根据具体的应用需求来选择合适的ADC配置。他通过对多通道ADC扫描、连续转换模式等功能的讲解，让我理解了如何高效地采集多路模拟信号。特别让我惊喜的是，书中还讲解了ADC的内置温度传感器和电池电压检测功能，这些功能在实际项目中非常实用。接着，书中对DAC的讲解同样精彩。作者介绍了DAC的工作原理，以及如何通过软件配置输出特定的模拟电压值。通过实例，我学会了如何使用DAC来控制LED的亮度，产生简单的音频信号，甚至实现脉冲宽度调制（PWM）的平滑输出。这些外设的学习，让我能够将STR71x系列微控制器应用到更广泛的领域，与现实世界进行更深入的交互。

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令我非常赞赏的是，这本书在讲解STR71x系列微控制器的中断系统时，采取了“由浅入深”的方式。作者首先从最基本的中断概念讲起，包括中断源、中断向量、中断优先级、中断服务函数，以及CPU如何响应中断并跳转到相应的服务函数执行。然后，他详细介绍了STR71x系列特有的NVIC（嵌套向量中断控制器）的结构和工作原理，包括中断分组、中断使能/禁用、中断挂起/恢复等。通过书中提供的实际案例，比如按键中断、定时器中断，我能够清晰地看到中断是如何工作的，以及如何通过合理的优先级设置来避免中断冲突。特别是在讲解多中断源的场景时，作者给出了非常实用的建议，如何设计高效的中断服务函数，如何避免长时间占用CPU，如何使用标志位来处理中断事件。这对于构建稳定可靠的嵌入式系统至关重要。我之前在其他资料上看到过关于中断的介绍，但总感觉不够系统，或者不够深入，而这本书的讲解，让我对中断有了全新的认识，也更加自信于处理复杂的实时性要求。

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在深入理解了STR71x系列的核心架构之后，这本书的第二部分“实践”更是让我受益匪浅。作者并没有直接跳到复杂的应用场景，而是循序渐进地引导读者熟悉开发环境的搭建，包括交叉编译器的选择、调试器的配置，以及如何使用IDE进行代码编写和调试。我之前在学习过程中，经常会卡在环境配置这一步，花费大量时间去搜索资料，而这本书提供了一套完整且实用的流程，让我在最短的时间内就能够上手。书中对GPIO（通用输入输出）端口的详细讲解，是每个嵌入式开发者入门的必修课。作者不仅介绍了GPIO的配置方法，如方向设置、上拉/下拉电阻使能等，还通过多个实际的LED闪烁、按键输入检测的例子，让我们能够亲手实践，体会到硬件操作的乐趣。更重要的是，书中对ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）的讲解，更是让我打开了新的视野。通过对ADC采样率、分辨率、参考电压的深入剖析，以及如何通过软件配置ADC工作模式，我学会了如何从传感器获取模拟信号，并将其转化为数字数据进行处理。而DAC的应用，则让我了解到如何生成模拟信号，这对于控制一些模拟设备，如电机速度、音频播放等至关重要。书中提供的例程都经过精心设计，逻辑清晰，代码可读性强，并且包含了详细的注释，这极大地加速了我的学习进程。

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STR71x系列微控制器在通信接口方面提供了丰富的功能，而这本书对此的讲解，让我感到茅塞顿开。作者在讲解UART、SPI、I2C这些基础通信协议的同时，还深入探讨了CAN（控制器局域网）和USB（通用串行总线）等更高级的通信接口。对于CAN总线，我之前只是听说过其在汽车电子中的广泛应用，但对其工作原理和在嵌入式系统中的应用知之甚少。这本书详细介绍了CAN协议的帧格式、仲裁机制、错误检测等关键概念，并提供了使用STR71x系列微控制器实现CAN通信的实例。这让我对如何构建分布式控制系统有了更深入的理解。而对于USB接口，作者同样进行了详尽的讲解，包括USB的主设备模式和设备模式，以及如何使用STR71x系列实现USB设备固件升级（DFU）等功能。这为我学习如何设计具有USB通信功能的嵌入式产品奠定了坚实的基础。通过这些通信接口的学习，我不仅掌握了如何让STR71x系列微控制器与各种外部设备进行高效、可靠的通信，也为我未来进行更复杂的系统集成和开发，提供了强大的技术支撑。

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