深入浅出AVR单片机

深入浅出AVR单片机 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:中国电力出版社
作者:王卓然
出品人:
页数:509
译者:
出版时间:2008-6
价格:49.80元
装帧:平装
isbn号码:9787508369037
丛书系列:
图书标签:
  • AVR单片机
  • 单片机
  • AVR
  • 单片机编程
  • 初学者
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具体描述

本书思路清晰,以AVR单片机为载体,介绍了初学单片机所必须掌握的专业知识。书中语言严谨但不乏幽默风趣,配以大量的照片、图示和实例程序,使读者在愉悦中完成专业知识的学习,并培养了学习嵌入式系统的兴趣。本书在讲述AVR单片机的同时,更注重于对读者学习和设计能力的启发、培养,帮助他们养成“从实践中来,到实践中去”的科学方法论,为进一步的学习创造了基础。

本书讲述浅显、内容丰富、编排合理、实例详尽。首先介绍了如何阅读器件资料的方法,然后熟悉ICCAVR集成开发环境并搭建实验开发装置,接着从实际应用出发,启发式地介绍AVR单片机的常用资源和对应软件方法,最后较为全面地补充了从事嵌入式系统开发要扩展的软件知识。

本书既可作为单片机爱好者的自学用书,也可作为大中专院校电子、自动化和计算机等相关专业的教学参考书。

《现代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 在当今快速发展的电子信息技术领域,嵌入式系统已成为连接物理世界与数字世界的关键桥梁。从智能家居、工业自动化到尖端的医疗设备和物联网(IoT)应用,高性能、低功耗的微控制器(MCU)扮演着核心角色。本书《现代嵌入式系统设计与实践:基于ARM Cortex-M系列微控制器》旨在为读者提供一套全面、深入且极具实操性的学习路径,帮助工程师和技术爱好者掌握当前主流的ARM Cortex-M架构及其在实际项目中的应用技巧。 本书的定位并非传统的MCU入门教材,它侧重于提升读者在复杂嵌入式项目中的设计能力、调试技巧以及对底层硬件机制的理解。我们假设读者已经具备一定的C语言编程基础和基本的数字电路知识。 第一部分:ARM Cortex-M内核深度解析与开发环境搭建 本部分将系统性地剖析ARM Cortex-M系列微控制器的核心架构,这是理解后续所有开发工作的基础。我们将聚焦于最常用的Cortex-M3/M4内核,并涵盖M0+在超低功耗场景中的特性。 1.1 ARM Cortex-M架构概览与优势 我们将详细阐述Cortex-M内核相较于传统8位/16位架构的根本优势,特别是其流水线结构、指令集(Thumb-2)的效率,以及引入的先进调试和实时性机制。对比分析Cortex-M3(注重性能与实时性)和Cortex-M4(集成浮点运算单元FPU,适用于数字信号处理)的异同点,帮助读者根据项目需求进行正确的芯片选型。 1.2 启动流程与内存映射 深入解析微控制器上电复位后的执行流程:从上电复位序列(POR)、初始化堆栈指针(SP)、向量表读取,到系统初始化代码的执行。详细讲解ARMv7-M架构的内存映射单元(MPU/MMU的简化版),包括SRAM、Flash、外设寄存器区域的地址划分与访问权限设置。理解内存映射是进行底层驱动开发和故障排查的基石。 1.3 标准开发工具链的配置与实战 本书全面采用行业主流的基于GCC/LLVM工具链,并结合专业的集成开发环境(IDE,如Keil MDK或STM32CubeIDE)。读者将学习如何从零开始搭建完整的开发环境,包括交叉编译器的安装、启动文件(Startup Code)的解析与修改、链接脚本(Linker Script)的定制化应用——这是实现代码高效放置、管理数据段和符号重定位的关键技术。 1.4 调试接口与固件烧录机制 重点介绍JTAG/SWD(串行线调试)协议的工作原理及其在实际中的应用。我们将演示如何使用硬件调试器(如ST-Link, J-Link)进行断点设置、单步执行、寄存器/内存观察以及实时变量追踪。此外,探讨Bootloader机制,包括如何通过UART或USB实现固件的空中升级(OTA)或现场编程。 第二部分:Cortex-M底层外设驱动与HAL层设计 掌握了底层架构后,本部分将指导读者脱离过于抽象的、厂商提供的硬件抽象层(HAL),转而学习如何设计高效、可移植的驱动代码。 2.1 寄存器级编程实践:GPIO与中断系统 以通用输入输出(GPIO)为例,详细讲解如何通过直接操作寄存器来配置输入输出模式、速度、上下拉电阻。随后,深入讲解NVIC(嵌套向量中断控制器)的配置,包括中断优先级分组、子优先级配置、中断服务程序(ISR)的编写规范,以及向量表管理,确保中断响应的确定性。 2.2 定时器/计数器的高级应用 超越简单的延时功能,本章探讨定时器在精确时间测量、脉冲宽度调制(PWM)生成和输入捕获中的应用。我们将详细分析如何利用互补PWM驱动半桥/全桥电路,以及如何通过输入捕获来精确测量外部信号的频率和占空比。 2.3 通信接口的深度定制:UART/SPI/I2C 对三大主流异步/同步通信接口进行深入剖析,强调在不同工作模式下的寄存器配置要点。例如,在SPI中实现主/从模式切换,I2C中的时钟伸缩与仲裁机制,以及UART中的波特率精确计算与中断驱动的数据收发缓冲设计。 2.4 内存保护单元(MPU)的应用 对于需要运行多个任务或提升系统稳定性的场景,MPU是必不可少的。本章将讲解如何利用MPU来划分内存区域,设置读/写/执行权限,从而在软件层面隔离不同模块的代码和数据,预防野指针越界导致的系统崩溃。 第三部分:实时操作系统(RTOS)与任务管理 在现代复杂嵌入式系统中,使用RTOS是实现多任务并发调度的标准方法。本部分以FreeRTOS为例,深入探讨任务调度、同步机制和内存管理。 3.1 RTOS核心概念与FreeRTOS环境集成 介绍任务(Task)、就绪态、阻塞态、删除态等概念,以及系统节拍(Tick)的产生。学习如何将FreeRTOS移植到目标硬件上,配置时钟源和中断源。 3.2 任务间通信与同步机制 详细讲解信号量(Semaphore)、互斥锁(Mutex)用于资源保护,以及消息队列(Queue)和事件组(Event Group)用于异步数据传输。重点分析死锁(Deadlock)的产生原因及其避免策略,这是RTOS应用中最常见的陷阱。 3.3 内存管理策略与效率优化 对比FreeRTOS提供的多种堆内存管理方案(如`heap_1`到`heap_5`),分析其适用场景和碎片化问题。指导读者如何根据应用特点选择最佳的内存分配策略,并探讨栈溢出的排查方法。 3.4 实时性保障与性能分析 讲解如何通过RTOS分析工具(如Tracealyzer)来可视化任务切换、中断延迟和资源竞争情况。学习如何分析关键任务的响应时间(Worst-Case Execution Time, WCET)和上下文切换开销,以确保系统满足严格的实时性要求。 第四部分:高级主题与系统集成 本部分面向具有一定经验的工程师,探讨涉及高性能、高可靠性和系统级集成的关键技术。 4.1 硬件加速与DSP功能 对于Cortex-M4/M7内核,本章重点讲解如何利用FPU进行浮点运算加速,以及如何运用CMSIS-DSP库函数实现高效的数字滤波、FFT计算等信号处理任务,并对比纯软件实现的性能差异。 4.2 低功耗设计与电源管理 系统级功耗优化是嵌入式设备续航的关键。我们将分析不同工作模式(Sleep, Stop, Standby)的功耗特性,并结合外部晶振的控制、外设时钟门控技术,以及唤醒源的精确配置,实现系统级的低功耗管理。 4.3 嵌入式操作系统的进阶:Linux与RTOS的混合系统 探讨在Cortex-A/R系列处理器上运行Linux内核,并利用Linux下的实时补丁(PREEMPT_RT)或在同一片SoC上集成一个轻量级RTOS的“异构多核”或“双核协同”架构。这为构建复杂的IoT网关或边缘计算节点提供了蓝图。 4.4 嵌入式系统的可靠性与安全性基础 讨论代码健壮性:看门狗(WDT)的正确使用、电源监控(POR/PVD)的应用。同时,初步介绍安全启动(Secure Boot)、代码签名校验以及防止固件被篡改的基本安全机制。 通过以上四个部分的系统化学习,读者将不仅能够熟练地操作ARM Cortex-M系列芯片,更重要的是,能够以系统架构师的视角,设计出高性能、高可靠性且具备良好维护性的现代嵌入式解决方案。本书提供的所有代码示例均经过严格的硬件验证,确保理论与实践的完美结合。

作者简介

目录信息

读后感

评分

这本书没有完全抄手册,从书中可以看出作者的用心。书的知识面很广,很适合对单片机有一定基础,但想要更深入学习的童鞋,我看了后感觉接触不少新知识,弥补了一些自己的知识漏洞。书总体上很好,但语言,结构还可以优化的更流畅,这样读起来比较爽。推荐学AVR的同学读!

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这本书没有完全抄手册,从书中可以看出作者的用心。书的知识面很广,很适合对单片机有一定基础,但想要更深入学习的童鞋,我看了后感觉接触不少新知识,弥补了一些自己的知识漏洞。书总体上很好,但语言,结构还可以优化的更流畅,这样读起来比较爽。推荐学AVR的同学读!

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这本书没有完全抄手册,从书中可以看出作者的用心。书的知识面很广,很适合对单片机有一定基础,但想要更深入学习的童鞋,我看了后感觉接触不少新知识,弥补了一些自己的知识漏洞。书总体上很好,但语言,结构还可以优化的更流畅,这样读起来比较爽。推荐学AVR的同学读!

用户评价

评分

从个人学习的效率角度来看,这本书的结构安排体现了极高的编排智慧。它并非简单地按照手册的章节顺序罗列知识点,而是构建了一个逻辑自洽的学习路径。入门部分清晰地铺设了必要的汇编基础和开发环境搭建,随后平滑地过渡到核心的外设控制模块,并通过穿插的“技巧与陷阱”栏目,及时指出新手常犯的错误。这种模块化的组织方式,使得我可以根据自己的需求,灵活地选择学习的深度和广度。如果我对某个特定的模块不熟悉,可以直接定位到那一章节进行专项突破,而不会被其他无关内容打断思路。这种高度的灵活性和清晰的逻辑关联性,极大地加速了我的知识吸收过程,让我能用最少的时间掌握最核心的技能。

评分

这本书的实战性远远超出了我的预期。我购买很多技术书籍,往往是看完理论就束之高阁,因为书里提供的例程要么过于简单缺乏参考价值,要么就是复杂到脱离实际应用场景。这本书则完美地平衡了理论与实践的鸿沟。每一个重要章节的末尾,都附带了精心设计的、能够实际运行的项目案例,这些案例并非简单的“点灯”程序,而是涉及了传感器接口、数据采集和通信等多个实际工程中会遇到的问题。更赞的是,代码的注释极其详尽,不仅解释了“做什么”,更深入地说明了“为什么这么做”,这对于培养我们独立解决问题的能力至关重要。我按照书中的步骤操作,遇到疑惑的地方,对照代码和原理解释,很快就能找到症结所在,这种“带着镣铐跳舞”的实战体验,是教科书无法比拟的宝贵财富。

评分

这本书的排版和装帧真是让人眼前一亮,拿到手就感觉物超所值。纸张的质感很不错,印刷清晰,没有出现模糊或者错位的现象,这对于需要长期阅读和参考的技术书籍来说非常重要。尤其是图表的绘制,色彩搭配合理,布局清晰,很多复杂的电路图和时序图都能一目了然地看懂,这比那些只有黑白线条的书籍阅读体验好太多了。作者在细节处理上的用心程度,能明显感受到是从读者的角度出发的。比如,关键的术语和代码注释都有特定的高亮处理,方便快速定位信息,这在实际操作中能节省不少时间。整体设计风格既专业又不失活力,让人在学习枯燥的底层知识时,也能保持一份好心情。可以说,光是这份精美的外在,就已经为这本书加了不少分,让人有持续翻阅下去的欲望,而不是束之高阁。

评分

初次接触微控制器领域时,我经常被各种复杂的概念和晦涩难懂的专业术语搞得晕头转向,很多资料要么过于理论化,要么就是只有代码的堆砌,让人抓不住重点。然而,这本书的叙述方式简直是打开了新世界的大门。作者仿佛是一位经验丰富、耐心十足的老师,他总能找到最恰当的比喻和最贴近生活的例子来解释那些原本高深的原理。比如,讲解定时器的工作机制时,他没有直接抛出复杂的寄存器定义,而是先描述了一个类似“沙漏计时”的形象过程,让人瞬间就把握住了核心逻辑。这种层层递进、循序渐进的教学思路,极大地降低了学习曲线,使得我这个门外汉也能快速上手,建立起对整个系统的宏观认识,而不是一头扎进细节里迷失方向。这种讲解的艺术,是很多技术书籍所欠缺的。

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我比较注重书籍对底层硬件细节的挖掘深度,毕竟微控制器学习的精髓就在于对硬件特性的精确控制。这本书在深入挖掘芯片内部结构方面做得非常出色,没有浮于表面的概念介绍。它详细剖析了寄存器的位定义、中断向量的分配,乃至I/O端口的内部上拉/下拉机制,这些都是决定程序稳定性和效率的关键要素。阅读过程中,我能清晰地感受到作者对硬件特性的深刻理解,他总能引导读者去思考:为什么需要设置这个特定的标志位?这个操作顺序背后的时序要求是什么?这种对“为什么”的追问,极大地提升了我对硬件抽象层的认知,让我不再仅仅是调用函数,而是真正开始“会和芯片对话”,这对于未来进行更底层、更高效的程序优化是至关重要的基础积累。

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结构清晰,示例选择得当,是入门AVR的一本好书

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关于AVR的书,前不久刚刚读过第二遍,上学期这本书帮助我获得了二等奖==所以也推荐一下++另外Atmega16似乎也不错啊!

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难得一本不照搬datasheet的MCU硬件编程书

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傻孩子的书。不抄手册。所讲内容有涉及涉及模式。是一本好书。当初要是不从51入门多好。AVR的黄金时代哦。

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难得一本不照搬datasheet的MCU硬件编程书

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