微電腦原理與應用：Arduino(附範例光碟)（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

• 微電腦原理
• Arduino
• 單片機
• 嵌入式係統
• 電子技術
• C語言
• 硬件開發
• 實踐教學
• 第三版
• 範例光碟

本書由多位科大資深電子與資工教授共同規劃與撰寫。書籍內容以Arduino技術為核心，從微電腦概論、係統開發流程、整閤開發環境、以及程式語言等基本介紹，到微電腦數位輸齣、數位輸入、類比輸齣入、串列通信、中斷服務等原理解說與基本實驗。除瞭有完整的基本原理與實驗解說，每一節內容之後大多有提供延伸思考與設計的練習題，以及選擇題、問答題與實作題，以協助教師評量教學或自學者檢視學習之成果。書中各章節範例程式都經作者的實測與驗證。適用於科大電子、電機及資工係「微電腦原理與應用」課程使用。

本書特色

　　1.本書共分10章，內容以Arduino技術為核心，從微電腦概論、係統開發流程、整閤開發環境、以及程式語言等基本介紹，到微電腦數位輸齣、數位輸入、類比輸齣入、串列通信、中斷服務等原理解說與基本實驗。

　　2.每節內容後大多有提供延伸思考與設計的練習題，每章內容後也都提供選擇題、問答題與實作題，以協助教師評量教學之成效或自學者檢視學習之成果。

　　3.書中各章節範例程式都經作者的實測與驗證，程式原始碼則依章節順序收錄於附書光碟中。

　　4.本書適用於科大電子、電機及資工係「微電腦原理與應用」課程或業界相關人士及有興趣之讀者。

微電腦原理與應用：深入解析與實踐指南 書名：微電腦原理與應用：深入解析與實踐指南 內容梗概： 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且極具實踐性的微電腦係統學習框架，側重於底層架構、核心概念的剖析，以及現代嵌入式係統設計中的關鍵技術和方法論。它並非聚焦於特定某一種微控製器平颱的教學，而是緻力於構建讀者對“微電腦”這一概念的本質理解，為未來應對任何新興的微處理器或嵌入式架構打下堅實的基礎。 全書的結構設計遵循“理論先行、循序漸進、實踐支撐”的原則，涵蓋瞭從最基礎的數字邏輯到復雜的係統集成與軟件工程實踐。 第一部分：微電腦係統的基礎理論與架構剖析 本部分將微電腦係統的硬件基礎和核心工作原理進行瞭詳盡的闡述。 第一章：數字邏輯與二進製世界 本章首先從信息的最基本單元——比特和字節入手，係統講解瞭布爾代數、邏輯門（AND, OR, NOT, XOR等）及其衍生電路。重點在於介紹組閤邏輯電路（如編碼器、譯碼器、多路復用器）和時序邏輯電路（如觸發器、寄存器、計數器）的設計與分析方法。我們將深入探討如何利用這些基本邏輯單元構建更復雜的運算結構，為理解CPU內部結構做鋪墊。 第二章：中央處理器（CPU）的核心架構 本章聚焦於微處理器——微電腦的心髒。我們將詳細剖析經典馮·諾依曼和哈佛架構的異同及其在現代芯片設計中的演變。重點分析CPU的幾個關鍵組成部分：算術邏輯單元（ALU）如何執行運算，控製單元（CU）如何實現指令的取指、譯碼和執行，以及寄存器組的功能與優化。此外，本章還會引入流水綫技術的基本概念，解釋指令級並行（ILP）如何提升處理器性能。 第三章：存儲係統與內存管理 本章全麵解析微電腦中不同層級的存儲介質。從速度最快的片上寄存器、高速緩存（Cache）的工作原理（包括寫迴/直寫策略、緩存一緻性問題）到主存儲器（RAM/ROM）的接口標準和時序特性。我們還會深入探討內存管理單元（MMU）的功能，包括地址轉換、虛擬內存的概念以及其在保護操作係統和應用程序之間的邊界方麵所起的作用。 第四章：總綫結構與I/O接口設計 微電腦的各個部件之間需要高效的通信機製。本章詳細研究係統總綫（地址總綫、數據總綫、控製總綫）的結構、仲裁機製和時序協議。針對外部設備連接，我們剖析瞭同步與異步數據傳輸的原理，並對比瞭多種經典的I/O接口技術，如並行接口、串行接口（UART, SPI, I2C）的底層操作流程與電氣特性。 第二部分：嵌入式係統與軟件棧 在理解瞭硬件基礎後，本部分將重點轉嚮如何利用這些硬件構建可編程的嵌入式係統，涵蓋瞭軟件開發的核心技術。 第五章：微處理器編程模型與匯編語言 本章為後續的係統級編程奠定基礎。我們將介紹目標微處理器的指令集架構（ISA）的基本特點（例如，精簡指令集RISC與復雜指令集CISC的對比）。通過實際的匯編語言示例，讀者將學習到如何直接操作寄存器、處理中斷、執行程序流控製，並理解高級語言代碼在編譯後如何映射到底層機器指令。 第六章：C語言在係統級編程中的應用 C語言是嵌入式領域無可替代的工具。本章重點探討C語言的特性如何適應資源受限的環境，包括位操作、結構體填充、指針的運算與內存模型。我們將詳細解析`volatile`關鍵字的必要性，以及如何有效地使用`static`和`extern`來管理程序中的變量作用域和鏈接。 第七章：中斷驅動與實時性控製 實時性是嵌入式係統的生命綫。本章深入講解中斷的産生、處理流程、中斷服務程序（ISR）的設計規範，以及如何避免競態條件和死鎖問題。內容包括中斷優先級管理、上下文切換的機製，以及設計確保確定性響應時間的基本方法論。 第八章：設備驅動與外設交互 本章將理論與實踐相結閤，教授如何編寫與外部硬件交互的底層軟件。我們將以通用定時器、模數轉換器（ADC）、脈衝寬度調製（PWM）等核心外設為例，詳細講解寄存器級編程方法，包括如何初始化、配置工作模式以及高效地讀取和寫入狀態寄存器。 第三部分：現代嵌入式係統設計方法論 本部分關注如何將基礎知識應用於構建穩定、可靠和可維護的現代嵌入式係統。 第九章：操作係統基礎與任務調度 對於復雜的嵌入式應用，操作係統是必不可少的抽象層。本章介紹實時操作係統（RTOS）的基本概念，如任務、信號量、消息隊列和互斥鎖。重點分析常見的任務調度算法（如固定優先級、輪轉法），並探討如何使用內核提供的同步原語來安全地共享資源。 第十-一章：嵌入式軟件的可靠性與調試技術 軟件的健壯性至關重要。本章討論常見的嵌入式軟件故障模式，如棧溢齣、看門狗定時器配置不當等。同時，係統介紹專業的調試工具和技術，包括JTAG/SWD接口的使用、硬件邏輯分析儀的配置，以及斷點、單步執行和內存查看在故障定位中的應用。 第十二章：係統功耗優化與低功耗設計 在電池供電或能效敏感的係統中，功耗管理是關鍵設計指標。本章將從硬件和軟件兩個層麵探討功耗優化策略，包括CPU的時鍾門控、電源域切換、外設的休眠模式管理，以及軟件如何通過優化算法和周期性喚醒機製來延長設備續航時間。 總結： 本書並非局限於某一特定芯片的數據手冊，而是緻力於傳授通用的微電腦係統設計思維。通過對底層架構的透徹理解，讀者將具備快速掌握任何新型微處理器架構的能力，並能獨立設計齣高性能、高可靠性的嵌入式解決方案。本書的深度和廣度，確保瞭它不僅是初學者的優秀入門教材，也是資深工程師迴顧和深化基礎知識的寶貴參考資料。

第1章 微電腦概論
1-1 微電腦基本結構
1-2 單晶片微電腦
1-3 Arduino開發闆介紹

第2章 微電腦應用係統的開發流程及環境介紹
2-1 軟體工程概述
2-2 微電腦應用係統的開發流程
2-3 Arduino IDE整閤開發環境操作概述
2-4 Arduino IDE程式開發範例

第3章 arduino程式語言介紹
3-1 基本架構（Structure）
3-2 變數、常數與資料型態（Variables、Constants、Data Types）
3-3 運算子（Operators）
3-4 控製流程

第4章 輸齣原理與基本實驗
4-1 輸齣控製介紹
4-2 實例演練
實驗4-1：LED亮滅控製
實驗4-2：繼電器驅動控製實驗
實驗4-3：霹靂燈控製（使用查錶法）
實驗4-4：七段顯示器控製（使用查錶法）

第5章 輸入原理與基本實驗
5-1 指撥開關控製
實驗5-1：指撥開關控製(4-DIP對4-LED)
實驗5-2：開關控製十六進位數字(4-DIP對7-SEG)
實驗5-3：多重按鈕指撥開關控製(4-BTN對8-LED)

第6章 類比輸齣入原理與基本實驗
6-1 類比輸齣入介紹
6-2 實例演練
實驗6-1：PWM類比輸齣(呼吸的LED)
實驗6-2：電壓轉類比輸入(可變電阻VR對LED)
實驗6-3：溫度轉類比輸入(熱敏電阻NTC/PTC對LED)
實驗6-4：亮度轉類比輸入(光敏電阻CDS對LED)

第7章 串列通信原理與基本實驗
7-1 串列通訊介麵介紹
7-2 TXRX對傳通訊
實驗7-1：Arduino UNO對Arduino UNO以TXRX對傳通訊
7-3 SoftwareSerial對傳通訊
實驗7-2：SoftSerial對傳通訊(UNO SoftwareSeial對UNO Serial)
7-4 EasyTransfer對傳通訊
實驗7-3：EasyTransfer對傳通訊(UNO Serial對UNO Serial)

第8章 中斷工作原理與基本實驗
8-1 Arduino外部中斷介紹
8-2 實例演練
實驗8-1：Arduino UNO外部中斷INT0實習
實驗8-2：Arduino UNO外部中斷INT1實習
實驗8-3：Arduino UNO兩個外部中斷實習

第9章 綜閤練習
實驗9-1：4×4鍵盤控製實驗
實驗9-2：8×8點矩陣顯示器控製實驗(數字0～9)
實驗9-3：4位數七段顯示器掃描顯示實驗(數字0～999)
實驗9-4：LCD顯示控製實驗(2X16文數字型顯示模組)
實驗9-5：直流馬達正反轉／轉速控製實驗
實驗9-6：步進馬達正反轉／轉速控製實驗
實驗9-7：紅外綫測距實驗(LCD顯示)
實驗9-8：超音波測距實驗(LCD顯示)
實驗9-9：3軸加速度感測實驗(LCD顯示)
實驗9-10：無綫傳輸控製實驗(315MHz RF模組)
實驗9-11：藍芽模組設定與配對實驗
實驗9-12：藍芽傳輸控製實驗(雙嚮無綫門鈴)

第10章 進階練習
實驗10-1：簡易測頻儀實作
實驗10-2：循跡自走車控製實驗
實驗10-3：智慧手機APP與藍芽傳輸控製實驗
實驗10-4：RFID讀卡與控製LED亮滅實驗

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我之前對微電腦這塊領域一直有點卻步，總覺得它離我太遙遠，跟我的日常不太搭嘎。但自從開始關注一些創客社群和 DIY 專案後，Arduino 這個名字就常常齣現，而且大傢好像都能用它做齣很酷的東西，這讓我開始好奇到底是什麼讓它這麼受歡迎。這次看到這本《微電腦原理與應用：Arduino（附範例光碟）（第三版）》，特別是「第三版」這個字眼，代錶它經過瞭不少次的淬煉和更新，應該是針對最新的 Arduino 闆子和相關技術做瞭不少調整。我最擔心的是技術門檻太高，但書名裡有「應用」兩個字，加上附帶的光碟，讓我覺得它應該是很注重實踐導嚮的。我希望能透過這本書，瞭解 Arduino 的基本架構，像是它的核心是什麼、怎麼跟外部世界溝通，還有最關鍵的，怎麼寫程式來控製它。我不太喜歡那種隻講理論、不給實例的教科書，所以光碟裡的範例光碟聽起來就是我的救星！我希望能透過書中的範例，一步步跟著操作，然後慢慢理解背後的原理。我期待這本書能讓我告別「隻聽過 Arduino」的階段，真正踏入「會用 Arduino」的行列，甚至能自己發想專案，實現一些生活中的小點子。

评分☆☆☆☆☆

對我來說，找到一本能夠真正幫助我理解「原理」並且「學以緻用」的 Arduino 書籍，是一件很不容易的事情。這本《微電腦原理與應用：Arduino（附範例光碟）（第三版）》，光是書名就已經打中我的需求瞭！「原理」這兩個字，代錶它不隻是教你如何操作，更會深入解釋背後的邏輯，這對我這種喜歡刨根究柢的讀者來說，非常重要。而「應用」和「附範例光碟」，更是我想要立即動手實踐的渴望的具體體現。我希望這本書能從最基礎的硬體元件介紹開始，像是 Arduino 闆子上的各種腳位、電壓、電流的意義，然後逐步帶領我進入程式設計的世界，學習 Arduino 的開發語言。最讓我期待的是光碟裡麵的範例，我希望這些範例能夠涵蓋不同難度和不同應用領域，最好是能有像是「製作一個簡易天氣監測站」、「控製一個小型的自走車」等這樣的專案。這樣我纔能透過實際操作，將書中學到的原理，轉化為具體的成果，並且在遇到問題時，能夠運用書本的知識和光碟裡的資源，找到解決之道。我非常期待這本書能讓我擺脫「隻會操作，不懂原理」的窘境，真正成為一個能夠獨立思考和創作的 Arduino 愛好者。

评分☆☆☆☆☆

哇！拿到手這本《微電腦原理與應用：Arduino（附範例光碟）（第三版）》真是太令人興奮瞭！身為一個對電子學和程式設計一直充滿好奇，但又覺得坊間很多書籍太過理論、難以下嚥的讀者，這本書簡直是及時雨。光是看到「Arduino」這個名字，我就知道我找對瞭！Arduino 的開放性、易學性，加上這本書有附光碟，裡麵肯定有不少實用的範例程式和教學影片，這對我這種「手作派」的學習者來說，是無價之寶。我迫不及待想要打開光碟，看看那些範例是怎麼設計的，是不是真的能讓我從零開始，一步步做齣有趣的小玩意兒。聽說 Arduino 可以應用在各種地方，從簡單的 LED 閃爍，到更複雜的感測器讀取、馬達控製，甚至還可以跟物聯網結閤，真是充滿無限可能。我希望這本書能夠帶我進入這個奇妙的微電腦世界，讓我能夠親手實現腦中的各種創意。我對那些「原理」的部分也很好奇，但更希望能看到「應用」的部分，讓我知道學瞭這些原理之後，到底能拿來做什麼。期待這本書能讓我不再隻是紙上談兵，而是真的能動手做齣一些讓自己驚豔的作品！

评分☆☆☆☆☆

收到這本《微電腦原理與應用：Arduino（附範例光碟）（第三版）》的時候，我第一個反應就是「終於等到它瞭！」過去我接觸過一些 Arduino 的入門教學，但總覺得斷斷續續，而且很多教學都隻針對單一的小專案，沒有一個係統性的整理。這本書的標題「原理與應用」聽起來就非常完整，我期待它能從基礎的微電腦架構開始講起，讓我明白 Arduino 到底是如何工作的，而不隻是死記硬背程式碼。而且，竟然有附「範例光碟」，這對我這種喜歡邊看邊做的人來說，簡直是神來之筆！我希望光碟裡的範例能涵蓋從初階到進階的各種應用，最好是能有不同領域的範例，像是感測器、通訊、人機互動等等，這樣我纔能知道 Arduino 的應用範圍有多廣。我之前有嘗試過一些比較複雜的專案，但常常因為對原理理解不夠深入，遇到問題就卡住瞭。希望這本書的「原理」部分能夠解釋得夠清楚，讓我能夠融會貫通，遇到問題時，能夠自己找到解決方案，而不是隻能依賴網路上的零散資源。我非常期待這本書能帶我進入一個更深入的 Arduino 世界，讓我不再隻是複製貼上，而是能真正理解並創造！

评分☆☆☆☆☆

這本《微電腦原理與應用：Arduino（附範例光碟）（第三版）》的封麵設計就給人一種專業又親切的感覺，這讓我對它的內容充滿期待。我一直對微電腦控製的應用很感興趣，但苦於沒有一個好的入門管道，坊間的書籍種類太多，有時候反而讓人不知道該從何下手。這次看到這本是「第三版」，代錶它應該是經過市場的考驗和讀者的迴饋，不斷優化和更新的。我特別看重「應用」的部分，希望能透過書中的介紹，看到 Arduino 在實際生活中的各種有趣應用，像是智慧傢居、機器人、甚至是一些科學實驗的輔助工具。而「附範例光碟」更是我下手的最大誘因，畢竟光是看文字說明，有時候真的無法完全理解，如果能有實際的程式碼和操作步驟，我會更有信心跟著學。我希望能透過這本書，建立起對 Arduino 的基本認知，瞭解它的硬體架構和軟體開發環境，並且能夠實際操作書中的範例，從簡單的 LED 控製，到比較複雜的感測器數據讀取與分析。我希望這本書能讓我在學習的過程中，不斷獲得成就感，並且能夠啟發我進一步的創作靈感。