Arduino 微電腦控製實習：邁嚮AMA中級先進微控製器應用認證附範例光碟 - 修訂版(第二版) - 附贈OTAS題測係統 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

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• 微控製器
• 嵌入式係統
• 電子工程
• 實踐教程
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• 教學
• 實驗

本書特色

　　1.坊間Arduino的書籍多以互動裝置的方嚮介紹課程，訴求重點大多強調非電子電機背景的使用者一樣可以無痛使用微控製器發揮創意，本書是否跳脫框架，將Arduino迴歸電子課程主流，讓電群的同學，利用自身專長，讓創意更發光發熱呢！因為它傻瓜，你聰明嘛！

　　2.從微電腦係統談起，瞭解Arduino微控製器的結構、腳位、傢族成員，後介紹軟體的開發流程及程式語言。

　　3.範例式的引導操作，輕鬆上手，包括數位篇、類比篇，以及進階篇的練習，每個練習後有無數的延伸推廣，激發讀者思考。

　　4.課程進階延伸至Visual Studio程式設計，透過Visual BASIC學習與電腦進行互動，讓Arduino端的硬體搭上電腦端的多媒體，呈現多樣學習風貌。另外，課程也邁嚮AMA中級先進微控製器應用認證，讓課程與認證無縫接軌，隻要按部就班，皆可完成術科認證。

《嵌入式係統設計與實踐：從基礎到前沿應用》 內容簡介 本書旨在為讀者提供一套全麵、深入且具有高度實踐性的嵌入式係統設計與開發指南。全書結構嚴謹，內容覆蓋瞭從最基礎的硬件原理到復雜的係統集成與優化等多個層麵，旨在培養讀者獨立設計、開發和調試復雜嵌入式係統的能力。全書共分六大部分，邏輯清晰，層層遞進。 第一部分：嵌入式係統基礎理論與硬件架構 本部分將詳細解析嵌入式係統的核心概念、發展曆程及其在現代科技中的關鍵地位。我們將從晶體管級電路基礎開始，逐步過渡到微控製器（MCU）的內部架構。重點剖析主流MCU（如ARM Cortex-M係列）的流水綫設計、存儲器層次結構（SRAM、Flash、EEPROM）以及總綫結構（如AHB、APB）。深入探討中斷係統（NVIC）、定時器/計數器、模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）的工作原理和精確配置方法。此外，還會詳述低功耗設計的基礎理論，包括時鍾門控、電源域管理和睡眠模式的應用策略，為後續的資源受限環境下的開發打下堅實的理論基礎。 第二部分：核心編程語言與高效開發技術 本章聚焦於嵌入式開發中最關鍵的軟件實現層麵。首先，對C語言在資源受限環境下的高級特性進行深度挖掘，包括位操作、結構體對齊、內存分配策略（如堆與棧的邊界管理）以及指針運算的安全性考量。隨後，引入C++在嵌入式領域中的應用，探討麵嚮對象編程（OOP）範式如何應用於硬件抽象層（HAL）和驅動程序設計中，強調RAII（資源獲取即初始化）在資源管理中的優勢。匯編語言部分不會過於冗長，但會選取關鍵指令集（如啓動代碼、關鍵的原子操作或時間敏感代碼段）進行講解，幫助讀者理解編譯器生成的底層代碼，從而實現極緻的性能優化。高效的編譯和鏈接過程分析，包括鏈接腳本的定製化和符號解析，是本部分實現代碼優化的關鍵。 第三部分：驅動程序開發與外設交互 本部分是實踐性最強的一環，重點講解如何編寫穩定、可靠且可移植的設備驅動程序。內容涵蓋通用異步收發傳輸器（UART）的波特率計算與流控製；SPI/I2C協議的掌握及其在傳感器和存儲器接口中的應用，包括主/從模式切換和時序要求；PWM（脈衝寬度調製）在電機控製和電源調節中的精確應用。針對更高速率的接口，如CAN總綫（用於汽車和工業控製）和USB（作為設備或主機），我們將詳細解析協議棧的層次結構和應用層接口。所有驅動程序的講解均輔以清晰的狀態機描述和錯誤處理機製，確保代碼的健壯性。 第四部分：實時操作係統（RTOS）原理與高級調度 在復雜的嵌入式應用中，管理並發任務是核心挑戰。本部分將詳細剖析實時操作係統的內部機製。首先介紹RTOS的基本概念，如任務（Task）、上下文切換、內核對象（信號量、互斥鎖、消息隊列）的作用與風險（如死鎖、競態條件）。重點分析不同的調度算法，如固定優先級搶占式、輪轉調度和最早截止時間優先（EDF）算法，並探討如何根據應用需求選擇閤適的調度策略。此外，深入探討時間管理，包括係統節拍的校準、軟件定時器的實現，以及如何在中斷服務程序（ISR）與任務之間安全地傳遞數據。性能分析工具的使用，如RTOS的跟蹤記錄器，也將被引入，用於識彆和解決優先級反轉等深層次問題。 第五部分：網絡通信與物聯網（IoT）集成 隨著萬物互聯的趨勢，嵌入式設備聯網能力至關苛刻。本部分聚焦於TCP/IP協議棧在嵌入式係統中的移植與應用。內容涵蓋Ethernet MAC/PHY層的基礎知識，以及如何利用輕量級的嵌入式TCP/IP協議棧（如LwIP）實現可靠的網絡連接。對於無綫連接，我們將覆蓋Wi-Fi模塊的AT指令集控製、低功耗藍牙（BLE）的GATT服務與特徵定義，以及LoRa/NB-IoT等廣域網技術的接入模式。安全方麵，將介紹TLS/SSL握手過程在資源受限設備上的優化實現，以及固件空中下載（OTA）更新機製的設計與安全校驗。 第六部分：係統驗證、調試與前沿技術探討 本部分將提高讀者的係統級工程能力。調試技術是重中之重，深入講解JTAG/SWD接口的工作原理，如何有效利用硬件斷點、觀察點和內存保護單元（MPU）進行程序調試。講解波形發生器、邏輯分析儀在分析復雜時序錯誤中的應用。係統驗證方麵，將介紹單元測試和集成測試的策略，以及如何使用模型驅動設計（MDD）的思想來輔助復雜算法的開發。最後，展望嵌入式領域的前沿技術，如基於RISC-V架構的定製化開發、邊緣計算中的輕量級機器學習模型部署（TinyML）及其在能效優化中的實踐。 適用讀者對象 本書適閤於電子工程、計算機科學與技術、自動化等專業的本科高年級學生、研究生，以及希望係統性提升嵌入式係統設計能力、尋求職業發展的初級至中級工程師。讀者需具備C語言編程基礎和基本的數字電路知識。通過本書的學習，讀者將能夠獨立完成從概念驗證到量産原型的高難度嵌入式項目。

零、如何使用本書
    
第0章 如何使用本書    
壹、理論篇    

第1章 微電腦係統概論    
1-1 微電腦係統單元    
1-2 微電腦係統架構    
1-3 微控製器（單晶片微電腦）    
1-4 類比與數位訊號介麵    
學後評量
    
第2章 認識Arduino    
2-1 淺談Arduino    
2-2 Arduino係列控製闆介紹    
2-3 Arduino係統架構    
2-4 Arduino 接腳    
學後評量
    
第3章 軟體：整閤開發環境說明與程式介紹    
3-1 整閤開發環境Arduino IDE    
3-2 Arduino的程式介紹與基本指令    
3-3 輸齣入指令    
3-4 數學算術及運算指令    
學後評量    

第4章 學習工具    
4-1 圖控程式Ardublock    
4-2 圖控程式Scratch for Arduino（S4A）    
4-3 Arduino 綫上電路與程式模擬軟體    
4-4 串列通訊    
學後評量    
貳、數位I／O學習篇    

第5章 輸齣控製（LED）    
5-1 功能簡介    
5-2 電路說明    
5-3 程式設計    
5-4 實驗成果    
5-5 延伸應用與練習    
學後評量    

第6章 輸入控製（開關）    
6-1 功能簡介    
6-2 電路說明    
6-3 程式設計    
6-4 實驗成果    
6-5 延伸應用與練習    
學後評量
    
第7章 跑馬燈    
7-1 功能簡介    
7-2 電路說明    
7-3 程式設計    
7-4 實驗成果    
7-5 延伸應用與練習    
學後評量
    
第8章 七段顯示器    
8-1 功能簡介    
8-2 電路說明    
8-3 程式設計    
8-4 實驗成果    
8-5 延伸應用與練習    
學後評量
    
第9章 蜂鳴器    
9-1 功能簡介    
9-2 電路說明    
9-3 程式設計    
9-4 實驗成果    
9-5 延伸應用與練習    
學後評量    
參、類比I／O學習篇
    
第10章 可變電阻位置量測：滑鼠的控製    
10-1 功能簡介    
10-2 電路說明    
10-3 程式設計    
10-4 實驗成果    
10-5 延伸應用與練習    
學後評量
    
第11章 CdS亮度感測：伺服馬達的遮陽闆控製    
11-1 功能簡介    
11-2 電路說明    
11-3 程式設計    
11-4 實驗成果    
11-5 延伸應用與練習    
學後評量    

第12章 溫度感測：LCD溫度顯示與警報器    
12-1 功能簡介    
12-2 電路說明    
12-3 程式設計    
12-4 延伸應用與練習    
學後評量
    
第13章 距離感測：超音波&紅外綫    
13-1 功能簡介    
13-2 電路說明    
13-3 程式設計    
13-4 實驗成果    
13-5 延伸應用與練習    
學後評量    
肆、延伸進階篇    

第14章 Arduino互動技術    
14-1 中斷結構    
14-2 Arduino接收電腦訊號的互動（VB）    
14-3 電腦接收Arduino訊號的互動（VB）    
學後評量
    
第15章 AMA中級先進微控製器應用認證    
15-1 AMA中級術科試題說明    
15-2 電路裝配與測試    
15-3 現場指定IO埠的執行    
學後評量
    
第16章 OZONE－螞蟻蜼兵大集閤（為電子教材－請參閱光碟）    
16-1 認識OZONE微控製器闆    
16-2 電子琴－鍵盤模組    
16-3 Say Hello－液晶顯示器模組    
16-4 方嚮姿態顯示器－三軸加速度感測模組    
學後評量    

附錄    
一、ASCII 對照錶    
二、LCD模組顯示字元列錶    
三、學後評量答案    
AMA中級先進微控製器應用認證術科測試試題（Arduino）

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這本書的封麵設計讓我眼前一亮，那種深邃的藍色背景搭配著簡潔明亮的標題字體，瞬間就傳遞齣一種專業、可靠的科技感。封麵上“AMA中級先進微控製器應用認證”的字樣，更是直接點明瞭本書的核心價值，對於我這種正在努力提升自己微控製器技能，並希望獲得行業認可的人來說，這簡直就是指路明燈。光是看到“附範例光碟”和“OTAS題測係統”這些字眼，我就已經充滿瞭期待，這預示著學習過程會非常紮實，不僅僅是理論的灌輸，更重要的是實踐操作和知識鞏固。我一直認為，學習微控製器技術，實踐是重中之重，而一本能夠提供高質量範例代碼和模擬考試係統的書籍，無疑能大大提高學習效率。我非常好奇，這本書的範例代碼會涉及到哪些熱門的傳感器和執行器，比如物聯網常用的ESP32、或者工業自動化領域的PLC接口模擬等等。OTAS題測係統聽起來也很吸引人，它能幫助我及時檢驗學習成果，發現薄弱環節，並進行針對性復習，這對於備考AMA中級認證來說，絕對是錦上添花，讓我更有信心去迎接挑戰。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校的電子工程專業學生，對於微控製器的學習有著強烈的興趣和迫切的需求。在眾多的Arduino相關書籍中，這本書的“AMA中級先進微控製器應用認證”目標定位，讓我覺得它比一般的入門書籍更具深度和實用價值。我希望這本書能夠引導我從“會用Arduino”過渡到“理解Arduino背後的原理，並能解決復雜問題”。這本“修訂版(第二版)”的標誌，讓我相信它一定包含瞭不少更新的內容，也許是關於新的開發工具鏈、更高效的代碼優化技巧，或者是對近期AMA認證考試大綱的調整進行瞭呼應。OTAS題測係統的加入，讓我對備考AMA認證的信心倍增。我明白，認證考試不僅僅是對知識的記憶，更是對應用能力的考察。一個能夠模擬真實考試環境，並且能提供個性化反饋的題測係統，能幫助我高效地查漏補缺，將我的學習成果最大化。我非常期待書中能夠有關於實時操作係統（RTOS）在Arduino上的應用，或者是一些嵌入式係統設計的最佳實踐。

评分☆☆☆☆☆

這本書的標題“邁嚮AMA中級先進微控製器應用認證”直接戳中瞭我的學習痛點。我目前正處於一個瓶頸期，感覺自己掌握瞭一些基礎的Arduino知識，但離“中級”和“先進”還有一段距離，更不用說去應對AMA認證這樣具有專業性的考試瞭。這本書的齣現，仿佛為我打開瞭一扇通往更高層次學習的大門。我尤其期待書中能夠深入講解微控製器的一些核心原理，比如中斷的深入應用、定時器的高級用法、ADC和DAC的精密控製，以及如何進行低功耗設計等。這些都是在實際項目中經常遇到的關鍵技術，也是區分初學者和進階者的重要標誌。而“附範例光碟”和“OTAS題測係統”的承諾，讓我看到瞭一個完整的學習閉環。光碟裏的範例代碼，我期望能涵蓋一些具有挑戰性的項目，比如簡單的機器人控製、數據采集與分析、甚至是一些基礎的通信協議實現，這些都能讓我更好地理解書中的理論知識，並在實踐中加以運用。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本書，第一眼就被它“附範例光碟 - 修訂版(第二版)”所吸引。作為一名長期在嵌入式領域摸爬滾打的工程師，我深知一本好的參考書，內容的前沿性和實踐的可行性是多麼重要。尤其是“修訂版(第二版)”的字樣，錶明作者在不斷地更新和完善內容，這對於我們這些需要緊跟技術潮流的人來說，簡直是福音。我非常希望這本書能夠深入講解一些高級的微控製器設計理念，例如關於嵌入式係統中的性能優化、功耗管理策略、以及一些常用的通信協議（如I2C、SPI、UART）的深度解析和應用實例。OTAS題測係統這個附加的價值，更是讓我眼前一亮。我一直認為，理論學習必須與實際測試相結閤，纔能達到最好的學習效果。一個能夠提供全麵、準確的測試和反饋的係統，將是我考取AMA中級認證路上不可或缺的助力。我期待它能幫助我模擬真實的考試壓力，並讓我能夠充分準備，自信滿滿地去迎接挑戰。

评分☆☆☆☆☆

這本書的“修訂版(第二版)”標識，讓我覺得它一定經過瞭市場和讀者的檢驗，並且在第一版的基礎上做瞭優化和更新，這讓我對內容的實用性和前沿性有瞭更高的期待。在微控製器領域，技術更新迭代的速度非常快，一本能夠及時更新內容的書籍，對於保持知識的鮮活性至關重要。我希望這本書能涵蓋一些最新的Arduino開發闆特性，比如最新的STM32係列芯片的Arduino接口開發，或者是一些在嵌入式開發領域越來越受歡迎的RTOS（實時操作係統）在Arduino平颱上的應用。OTAS題測係統這個附加的亮點，更是讓我躍躍欲試。我一直在尋找一種係統性的學習和檢測方法，以確保我不僅能理解理論知識，更能熟練地將其應用到實際項目中。一個能夠模擬真實考試場景，並提供詳細錯題分析的題測係統，對我來說，將是備考AMA認證最得力的助手。我甚至可以想象，在學習完某個章節後，立刻進行一次相關的測試，這能極大地增強我的學習信心，並且讓我清楚地知道哪些概念還需要進一步鞏固。