ARM Cortex-M0微控製器原理與實踐(附範例光碟) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 微控製器
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• 嵌入式開發

本書以新唐公司ARM Cortex-M0 核心的NuMicro M051 係列單晶片為藍本，由淺入深，軟硬結閤，全麵係統化的介紹該單晶片的原理與結構、開發環境與工具、各種介麵與功能單元應用的軟體編寫方法。以充實基礎，麵嚮應用，理論與實踐、方法與實現緊密結閤為主綫展開，在講解原理和設計方法的同時，還穿插瞭作者相關的經驗、技巧和注意事項，有強大的實用性和指導性。適用於大學、科大、技術學院電子、電機及資工係「嵌入式係統概論與實習」及「微控製器原理與應用」課程使用。

本書特色

　　1本書詳細介紹ARM Cortex-M0微控製器的硬體架構與軟體開發。

　　2本書分為五大部分，分彆為初步認知篇、基礎入門篇、進階篇、番外篇及高階通信介麵開發篇，使讀者能夠循序漸進學習，打好基石。

　　3每章章末皆有深入重點，可供讀者復習及檢視學習之成果。

　　4全書共有29個實驗範例與詳盡解說，幫助讀者由淺入深一步步完成程式的撰寫與除錯，培養嵌入式微控製器的實作能力。

嵌入式係統設計與開發前沿導覽：從基礎理論到高級應用實踐 本書簡介 本書旨在為電子工程、計算機科學及相關領域的學生、工程師和技術愛好者提供一套全麵且深入的嵌入式係統設計與開發指南。內容涵蓋從係統架構的底層邏輯到高級軟件實現的完整知識體係，重點關注現代嵌入式係統設計中的關鍵概念、主流技術趨勢以及高效的開發流程。全書結構嚴謹，理論與實踐緊密結閤，旨在幫助讀者快速建立紮實的理論基礎，並能獨立應對復雜的工程挑戰。 第一部分：嵌入式係統基礎理論與架構 第一章：嵌入式係統的本質與發展脈絡 本章首先對嵌入式係統進行精確的定義，闡述其與通用計算機係統的本質區彆，並追溯其技術演進的關鍵節點。深入剖析嵌入式係統在不同行業（如消費電子、工業控製、物聯網等）中的應用場景和獨特需求。重點介紹嵌入式係統設計中的“三重約束”——性能、功耗和成本的平衡藝術，為後續的深入學習奠定宏觀視野。 第二章：處理器核心選型與基礎指令集分析 本章聚焦於嵌入式係統的心髒——微處理器核心。詳盡介紹不同架構（如RISC與CISC）的原理與權衡，著重分析當前市場主流的處理器係列所采用的設計哲學。深入講解基礎指令集的工作原理，包括數據處理指令、存儲訪問指令、程序控製流指令等。通過對比分析不同指令集的效率和代碼密度，使讀者理解底層硬件如何影響軟件的性能錶現。 第三章：存儲器係統與內存管理 存儲器是嵌入式係統的關鍵資源。本章詳細闡述嵌入式係統中常用的存儲器類型，包括SRAM、DRAM、閃存（Flash Memory）及其NAND/NOR類型。深入探討存儲器的層次結構，講解緩存（Cache）的工作機製，包括寫迴策略和失效替代算法。此外，係統性地介紹內存管理單元（MMU）和內存保護單元（MPU）的作用，以及它們在操作係統環境下的內存劃分和保護機製。 第四章：係統總綫與數據傳輸機製 係統總綫是係統中各個功能模塊間通信的橋梁。本章詳細解析同步總綫和異步總綫的結構差異。重點介紹高級片上總綫（On-Chip Bus）協議，如AHB（Advanced High-performance Bus）和APB（Advanced Peripheral Bus）的設計理念、仲裁機製和突發傳輸模式。討論DMA（直接存儲器存取）控製器的工作原理，解釋其如何高效地實現外設與存儲器之間的數據高速交換，從而解放CPU資源。 第二部分：外設接口與底層驅動開發 第五章：通用輸入/輸齣（GPIO）與中斷係統 GPIO是嵌入式係統與物理世界交互的基礎。本章詳細講解GPIO的寄存器配置，包括輸入配置（浮空、上拉/下拉）、輸齣配置（推挽、開漏）的時序特性和驅動能力。深入剖析中斷係統的工作原理，包括中斷嚮量錶、優先級編碼、中斷服務程序（ISR）的編寫規範和嵌套處理。通過實例演示如何利用中斷實現高效的事件驅動編程。 第六章：定時器、計數器與脈衝寬度調製（PWM） 定時器和計數器是實現精確時間控製的核心模塊。本章詳細講解嚮上/嚮下計數、輸入捕獲和輸齣比較等基本功能。重點深入剖析PWM的生成原理、周期與占空比的控製方法，並將其應用於電機控製、數字電源調節等實際場景。探討高級定時器功能，如死區插入和互補輸齣。 第七章：串行通信協議深度解析 通信是嵌入式係統實現互聯的關鍵。本章係統性地介紹主流的串行通信接口： UART/USART： 異步通信的波特率、奇偶校驗與數據幀格式。 SPI（串行外設接口）： 全雙工通信、主從模式切換、時鍾極性（CPOL）和時鍾相位（CPHA）的配置對數據采集的影響。 I²C（Inter-Integrated Circuit）： 多主多從架構、總綫仲裁機製、標準模式與快速模式的速率差異。 每種協議都配有詳細的硬件時序圖和軟件配置流程。 第八章：模數轉換器（ADC）與數模轉換器（DAC） 本章講解數字與模擬信號的相互轉換技術。深入探討ADC的采樣理論，包括奈奎斯特-香農采樣定理。分析不同類型的ADC（如逐次逼近型SAR ADC）的工作流程，重點講解量化誤差、參考電壓和有效位數（ENOB）的概念。討論DAC的單調性、建立時間和分辨率，並結閤實例說明其在信號重建中的應用。 第三部分：軟件工程、工具鏈與調試方法 第九章：嵌入式C語言的高級特性與限製 C語言是嵌入式開發的主導語言。本章不重復基礎語法，而是聚焦於嵌入式開發中必須掌握的高級特性：`volatile`關鍵字的正確使用場景、位域（Bit Fields）在寄存器映射中的應用、函數指針與迴調機製的實踐。同時，強調內存對齊、棧與堆的使用限製，以及如何編寫符閤嵌入式環境的健壯代碼。 第十章：交叉編譯工具鏈與構建係統 理解工具鏈是高效開發的前提。本章詳細介紹交叉編譯器的概念，重點分析GCC/Clang工具鏈在嵌入式環境中的工作流程（預處理、編譯、匯編、鏈接）。深入講解鏈接腳本（Linker Script）的結構，解釋如何精確控製代碼、數據和堆棧在目標存儲器中的物理布局。此外，介紹Makefiles或CMake在自動化構建中的應用。 第十一章：固件燒錄與調試技術 固件部署與故障排查是工程實現的重要環節。本章介紹主流的編程接口（如JTAG/SWD），解析其在硬件調試中的作用。詳細闡述硬件調試工具（如J-Link, ST-Link）的使用方法，講解斷點設置、單步執行、寄存器查看和內存觀察等核心調試技巧。引入邏輯分析儀和示波器在底層協議驗證中的輔助作用。 第十二章：實時操作係統（RTOS）核心概念與調度 對於復雜的嵌入式應用，RTOS是必不可少的。本章介紹RTOS的基本概念，包括任務（Task）、上下文切換、內核態與用戶態的區彆。詳細分析主要的調度算法，如固定優先級調度、輪轉調度和時間片輪轉調度。深入講解信號量（Semaphore）、互斥鎖（Mutex）和消息隊列（Message Queue）等同步原語，以及如何利用它們來避免競態條件和死鎖。 第四部分：麵嚮未來的嵌入式係統設計 第十三章：低功耗設計與電源管理策略 在移動和物聯網設備中，功耗是決定産品生命周期的關鍵因素。本章係統介紹功耗優化技術，包括時鍾門控、電源門控。深入講解不同睡眠模式（如休眠、深度睡眠）的喚醒源配置和功耗指標分析。介紹動態電壓和頻率調節（DVFS）在功耗與性能平衡中的應用。 第十四章：安全啓動與固件保護機製 隨著係統聯網化，安全性成為核心議題。本章探討嵌入式係統麵臨的安全威脅。詳細介紹安全啓動（Secure Boot）的原理，包括哈希校驗和數字簽名驗證過程。討論代碼加密、防篡改技術以及安全存儲區域的配置，為構建可信賴的嵌入式設備提供技術路徑。 第十五章：嵌入式係統中的網絡連接與協議棧 本章探討嵌入式設備如何接入網絡。介紹TCP/IP協議棧在資源受限環境下的裁剪和實現。重點討論麵嚮物聯網的輕量級協議，如MQTT和CoAP的工作原理、消息結構和QoS等級。結閤實際案例，演示如何通過Wi-Fi、Bluetooth LE或LoRa等物理層技術實現可靠的數據傳輸。 第十六章：設計模式與代碼重構在嵌入式中的應用 為瞭提高代碼的可維護性和可擴展性，設計模式至關重要。本章將經典設計模式（如單例模式、觀察者模式、狀態機模式）適配到嵌入式軟件的特定場景中。重點講解如何利用狀態機管理復雜的外設操作流程，以及如何通過接口抽象層（HAL/LL）實現跨平颱（硬件無關）的軟件移植，顯著提升工程質量。 本書的每一章都旨在提供可立即應用於實際項目的知識，理論推導清晰，代碼示例詳盡且經過驗證，是構建下一代智能硬件係統的必備參考手冊。

緒論

第1篇 初步認知篇
第1章 微控製器發展趨勢
第2章 ARM概述
第3章 ARM Cortex-M0
第4章 ARM微控製器的指令集
第5章 ARM C語言程式設計

第2篇 基礎入門篇
第6章 NuMicro M051係列微控製器
第7章 平颱搭建與下載工具
第8章 通用輸入輸齣埠
第9章 定時器控製器與係統定時器
第10章 PWM發生器和取樣定時器
第11章 序列埠控製器
第12章 外部中斷
第13章 看門狗
第14章 Flash 記憶體控製器(FMC)
第15章 I2C匯流排控製器
第16章 串列外圍設備介麵(SPI)控製器
第17章 類比數位轉換
第18章 RTX Kernel 即時係統
第19章 雜項補遺
第20章 串列輸入並行輸齣
第21章 七段顯示器
第22章 LCD

第3篇 進階篇
第23章 深入介麵
第24章 深入程式設計

第4篇 番外篇
第25章 介麵開發

第5篇 高階通信介麵篇
第26章 網絡
第27章 USB

附錄A 開發闆原理圖
附錄B 單片機多功能調試助手
附錄C 其他新唐M0 晶片與 網路資源

评分☆☆☆☆☆

哇，拿到這本《ARM Cortex-M0微控製器原理與實踐(附範例光碟)》真的是太驚喜瞭！身為一個在颱灣土生土長、從小就對電子和程式設計充滿好奇的玩傢，我一直以來都對各種嵌入式係統和微控製器非常感興趣。市麵上雖然有不少 ARM Cortex-M 的書籍，但這次這本的標題和附贈的光碟，實在讓我有種「挖到寶」的感覺。我對「原理與實踐」這幾個字特別有感，因為我一直覺得光是瞭解理論不夠，真正重要的是能動手做，將學到的知識轉化為實際的應用。更別提還有「範例光碟」的加持，這絕對是初學者或是想快速上手的朋友們的福音！想像一下，不用自己費盡心思去尋找、整理範例程式碼，齣版社都幫你準備好瞭，隻要跟著書本的步驟，就可以直接體驗開發的樂趣，這對我來說，真的太有吸引力瞭。而且，Cortex-M0 又是 ARM 架構中入門款的代錶，對於我這種想踏入嵌入式領域，但又怕一下子接觸太複雜東西的人來說，再適閤不過瞭。我相信透過這本書，我一定能對 Cortex-M0 的內部架構、周邊硬體以及開發工具等有更深入的認識，並且透過實際的範例，快速建立起自己的開發能力。期待著光碟裡那些充滿實用價值的範例，能夠激發我更多的創意！

评分☆☆☆☆☆

從颱灣的軟體開發者角度來看，《ARM Cortex-M0微控製器原理與實踐(附範例光碟)》這本書的齣現，就像是及時雨。過去在接觸嵌入式係統時，我經常發現有些書雖然講解得很詳細，但往往停留在理論層麵，對於如何將這些理論轉化為實際可運行的程式碼，卻說得不夠清楚。而這本強調「實踐」的書，加上「範例光碟」，就完美地填補瞭這個空缺。我尤其好奇的是，書中對於 Cortex-M0 的「原理」部分，會不會有深入到驅動程式層級的解析，例如，如何透過操作暫存器來控製周邊硬體，而不是僅僅依賴於抽象的硬體抽象層（HAL）函式庫。因為真正理解底層原理，對於後續的效能優化和除錯至關重要。而「實踐」的部分，我希望看到一些能展現 M0 獨特優勢的範例，例如在低功耗模式下的應用，或者是在無線通訊模組中的整閤。光碟中的範例，我希望能不僅僅是單獨的功能演示，而是能夠串聯起來，展示如何構建一個小型但功能完整的係統。在颱灣，這樣的資源對於想快速進入物聯網（IoT）或其他嵌入式開發領域的朋友來說，絕對是極具價值的。

评分☆☆☆☆☆

對於颱灣的創客（Maker）族群，或者是在學學生而言，《ARM Cortex-M0微控製器原理與實踐(附範例光碟)》這本書的吸引力不言而喻。我們往往需要快速上手，並且將創意轉化為實際作品。這本書的「原理與實踐」結閤，加上「範例光碟」，正是我們最需要的。我猜測，書中對於 Cortex-M0 的「原理」部分，會從最基礎的概念講起，例如它為什麼被設計成低功耗、低成本的架構，以及它在物聯網設備中的優勢。而「實踐」的部分，我期待能看到一些有趣的、有創意的應用範例，能夠激發我們更多的靈感，像是簡單的感測器數據收集、藍牙通訊、甚至是基礎的馬達控製。而那張「範例光碟」，我希望它能提供像是 Arduino IDE、Keil MDK、或者 STM32CubeIDE 等常見開發環境下的範例程式碼，並且包含詳細的步驟說明，讓即使是初學者也能夠輕鬆跟著操作。在颱灣，越來越多的年輕人對硬體開發感興趣，如果這本書能夠提供清晰易懂的教學和實用的範例，相信一定能吸引大量的讀者，幫助他們在這個領域紮下良好的基礎。

评分☆☆☆☆☆

收到這本《ARM Cortex-M0微控製器原理與實踐(附範例光碟)》的時候，我的心裡其實有那麼一點點的期待，又有一點點的猶豫。猶豫的部分在於，颱灣的電子科係畢業生，或是自學嵌入式的朋友，對於 ARM Cortex-M 係列的開發資源應該不陌生，坊間的書籍也不算少，要找到一本真正能打動人、又兼具深度與廣度的內容，實在不容易。但是，當我翻開這本書，看到它從「原理」入手，又強調「實踐」，甚至還附上「範例光碟」時，那份期待感就壓過瞭疑慮。我特別喜歡這種循序漸進的編排方式，先帶讀者理解底層的運作機製，像是 Cortex-M0 的核心架構、指令集、中斷處理等等，這些是所有後續開發的基石。而「實踐」的部分，我預期會看到很多貼近實際應用場景的範例，例如如何操作 GPIO、ADC、Timer、UART 等等，並且將這些基礎模組組閤起來，完成一些小型專案。光碟裡的範例程式碼，更是我最看重的部分，希望它們能夠清晰、易懂，並且能夠涵蓋到書本中介紹的各種核心概念。畢竟，在颱灣，很多時候我們需要快速地將想法實現齣來，這本書的「實踐」導嚮，相信能大大縮短學習麯線，讓我能夠更快地進入實際專案的開發階段，並且學習到如何除錯、優化程式。

评分☆☆☆☆☆

我對這本《ARM Cortex-M0微控製器原理與實踐(附範例光碟)》的期待，主要集中在它能否幫助我解決在過去學習過程中遇到的實際問題。身為一個在颱灣有幾年嵌入式開發經驗的工程師，雖然接觸過其他微控製器平颱，但 ARM Cortex-M 係列，特別是入門級的 M0，它的普及度和能耗比一直是我關注的焦點。我一直希望能有一本能夠清晰地解釋 M0 核心的運作細節，例如它與其他 Cortex-M 係列在效能和資源上的差異，以及在低功耗設計上的應用。而「實踐」的部分，我希望它能提供一些進階的範例，而不僅僅是點亮 LED 或簡單的串口通訊。例如，如何利用 M0 的特性來實現更複雜的通信協定，或者是在資源受限的環境下進行即時控製。更重要的是，那張「範例光碟」，我希望它能提供完整的專案架構，包含 Makefile、啓動程式碼（startup code）、 linker script 等，讓我可以更深入地瞭解一個完整的嵌入式專案是如何建立起來的。在颱灣，很多專案都需要與時間賽跑，如果能有一本提供這樣完整範例的書，我肯定會把它當成開發時的「小抄」和「啟發者」。