PIC16F87X单片机实用软件与接口技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航大

作者:刘和平

出品人:

页数:352

译者:

出版时间:2002-4-1

价格:39.00

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787810771597

丛书系列:

图书标签:

• PIC16F87X
• 单片机
• 嵌入式系统
• 软件开发
• 接口技术
• C语言
• 汇编语言
• 硬件设计
• 实用教程
• 微控制器

嵌入式系统设计与实践：基于STM32微控制器的高级应用教程 图书简介 本书旨在为电子工程、自动化、计算机科学等领域的专业人士和高级爱好者提供一本全面、深入、实用的嵌入式系统设计与应用教程。本书的核心聚焦于当前工业界和学术界广泛采用的高性能微控制器平台——意法半导体（STMicroelectronics）的STM32系列，特别是基于Cortex-M4内核的高端型号。全书摒弃了对基础8位机（如PIC系列或其他低端MCU）的冗余介绍，直接切入现代嵌入式系统设计的复杂性与前沿技术。 全书内容结构严谨，从硬件架构剖析到操作系统级编程，再到实际的工业级接口应用，层层递进，确保读者能够系统地掌握从概念到实现的全流程能力。本书的特色在于其极强的实践导向性，所有理论讲解均配以大量的、经过验证的实际工程案例和代码示例。 第一部分：STM32微控制器核心架构与底层开发（深入理解） 本部分将STM32的硬件特性进行深度解析，为后续的复杂应用打下坚实的基础。 第一章：Cortex-M4内核深度解析 ARMv7-M架构详解： 详细介绍Cortex-M4的流水线、寄存器组、堆栈操作模型（PSP与MSP的切换与管理）。 特权级与安全： 阐述特权访问级别（Privileged/Unprivileged）在操作系统和驱动程序隔离中的作用，安全启动机制的初步介绍。 内存保护单元（MPU）： 深入探讨MPU的配置、区域划分、访问权限设置及其在实现轻量级RTOS隔离中的关键作用。 中断系统（NVIC）： 详尽讲解嵌套向量中断控制器（NVIC）的工作原理，包括中断优先级分组（如4位分组）、抢占与子优先级设置、中断向量表的管理。强调实时性要求下的中断延迟分析与优化。 第二章：STM32系统启动与时钟管理 启动流程剖析： 详细追踪从芯片复位到用户代码执行的完整过程，包括Boot引脚配置、闪存（Flash）与SRAM的初始化过程。 RCC（复位与时钟控制）高级配置： 不仅覆盖基础的时钟源选择，更侧重于PLL的倍频锁定、HSE/HSI的稳定性校准、以及如何精确配置AHB/APB总线的预分频系数以满足不同外设的最高工作频率要求。 低功耗模式与功耗优化： 详细介绍睡眠（Sleep）、停止（Stop）、待机（Standby）模式的区别、唤醒源的配置（如RTC、外部中断），并提供实测的功耗数据对比。 第二部分：外设的高级驱动与实时控制（工程实践） 本部分专注于STM32强大外设的使用，特别是那些对时间精度和数据吞吐量有严格要求的应用场景。 第三章：先进定时器与脉冲宽度调制（PWM） 通用定时器的高级应用： 讲解如何利用编码器接口模式进行精确的速度和位置测量。 高级控制定时器（TIM1/TIM8）： 重点介绍互补PWM输出、死区时间（Dead Time）的精确控制，以及刹车（Break Input）功能的集成，适用于电机驱动应用。 DMA在定时器中的协同应用： 如何配置DMA以实现周期性地将数据从内存传输到PWM比较寄存器，以生成复杂的波形序列而无需CPU干预。 第四章：高速数据采集：ADC与DAC的专业配置 ADC的序列扫描与多重触发： 深入解析规则组、注入组的协调工作模式，以及如何利用定时器或外部事件精确同步采样。 DMA驱动的连续数据流： 配置DMA循环模式，实现高速、不间断地将ADC转换结果自动存入SRAM缓冲区。 DAC在信号生成中的应用： 讨论如何利用DAC生成可编程的模拟信号，并结合定时器实现波形发生器功能。 第五章：通信协议栈的深度实现 USART/UART的流控制与半双工模式： 讲解硬件流控制（RTS/CTS）的配置，以及RS-485等半双工通信的驱动实现。 SPI的高速数据传输： 探讨主/从模式的切换、多设备选择（CS/SS）的时序控制，以及如何优化SPI传输速率。 I2C总线的时钟伸展与多主模式： 解决在复杂总线上遇到的时钟拉伸挂起问题，并介绍总线仲裁机制。 CAN总线： 详细介绍CAN协议栈的初始化、报文的发送与接收缓冲区的管理，重点覆盖错误帧的检测与处理。 第三部分：实时操作系统（RTOS）与高级软件工程（架构设计） 本部分将读者带入多任务、高并发的嵌入式软件架构设计领域，是现代工业控制软件的核心。 第六章：FreeRTOS内核精讲与移植 RTOS核心概念： 任务（Task）状态切换、调度算法（固定优先级、时间片轮转）的内部实现。 FreeRTOS关键对象： 队列（Queue）、信号量（Semaphore/Mutex）的正确使用场景与避免优先级反转的策略。 中断服务程序（ISR）与RTOS的交互： 如何安全地从ISR中唤醒或给任务发送信号（使用xQueueSendFromISR等API）。 第七章：内存管理与动态分配 STM32的内存映射与区域划分： 明确SRAM、Flash、外部存储器的地址空间。 RTOS堆内存管理： 比较FreeRTOS提供的多种堆管理方案（heap_1到heap_5），分析其碎片化特性和适用场景，并提供定制化内存池的思路。 第八章：高级接口与网络应用 以太网MAC/PHY接口驱动： 基于STM32内置或外置的MAC控制器，实现TCP/IP协议栈（如LwIP）的集成与配置。重点讲解数据包的接收与发送流程。 USB设备（Device）模式开发： 使用ST官方库或第三方驱动，实现虚拟串口（CDC）或自定义HID设备的驱动程序。 文件系统集成： 在外部SD卡或eMMC上配置FATFS文件系统，实现日志记录和数据持久化功能。 本书的读者应具备C语言基础，熟悉基本的数字电路和模拟电路原理，并期望从学习基础的单片机编程（如8位机）迈向专业的、高性能的32位嵌入式系统开发，以应对当前工业自动化、物联网（IoT）和高性能数据处理等领域的实际需求。全书代码均基于最新的STM32CubeMX/HAL库和FreeRTOS环境进行组织和验证。

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