三菱3850系列单片机原理和应用

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出版者:北航
作者:陆延丰
出品人:
页数:183
译者:
出版时间:2000-6
价格:25.00元
装帧:
isbn号码:9787810129824
丛书系列:
图书标签:
  • 三菱
  • 3850
  • 单片机
  • 原理
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  • 嵌入式系统
  • 微控制器
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具体描述

《嵌入式系统开发实战:基于ARM Cortex-M内核的实践指南》 本书是一本面向嵌入式系统开发者的实用技术手册,旨在帮助读者深入理解嵌入式系统的核心原理,并掌握基于主流ARM Cortex-M系列微控制器进行实际项目开发的流程与技巧。全书紧密结合实际应用场景,以理论与实践相结合的方式,为读者构建一套完整的嵌入式开发知识体系。 第一部分:嵌入式系统基础理论与架构解析 本部分将系统地介绍嵌入式系统所需的关键基础知识。首先,我们将剖析嵌入式系统的基本构成,包括微处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出(I/O)接口、定时器、中断控制器等核心硬件组成部分,并阐述它们在嵌入式系统中的作用与协同工作机制。 接着,我们将深入探讨嵌入式软件开发的基础。这包括嵌入式操作系统的概念、作用以及常见的RTOS(实时操作系统)架构,如任务调度、进程间通信(IPC)、内存管理和中断处理等。我们将详细讲解操作系统的选型原则以及如何在资源受限的嵌入式环境中高效地利用操作系统。 此外,本书还将涵盖嵌入式系统中常用的通信协议和接口技术。我们将重点介绍UART、SPI、I2C、CAN、USB等串行和并行通信接口的标准规范、工作原理及在实际应用中的连接方式。同时,还会涉及嵌入式系统网络通信的入门知识,如TCP/IP协议栈在嵌入式设备上的实现。 第二部分:ARM Cortex-M微控制器深入剖析 本部分将聚焦于当前嵌入式领域最广泛应用的ARM Cortex-M系列微控制器。我们将从Cortex-M架构的演进入手,详细介绍Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M7等不同系列的核心特性、指令集以及寄存器组织。 我们将深入讲解Cortex-M内核的特权级(Privileged and Unprivileged modes)、异常处理机制(包括中断和Faults)、总线接口(AHB-Lite, AXI)以及内存保护单元(MPU)等关键概念。读者将了解如何利用这些特性来构建安全、高效的嵌入式应用程序。 针对Cortex-M4和Cortex-M7等具备DSP指令集和浮点运算单元(FPU)的核心,我们将重点介绍其在信号处理、机器学习加速等领域的应用,并提供相关的编程技巧和实例。 第三部分:基于STM32F系列微控制器的实战开发 为将理论知识转化为实际技能,本书将以广泛应用于各种嵌入式项目的意法半导体(STMicroelectronics)STM32F系列微控制器作为主要开发平台。我们将从STM32F系列微控制器的产品线概览开始,介绍不同系列(如F1, F4, F7)的特点和应用领域。 详细讲解STM32CubeMX这款强大的图形化配置工具的使用方法,包括时钟配置、外设初始化、GPIO设置、中断向量配置等,帮助读者快速生成标准化的初始化代码。 本书将提供大量基于STM32F系列微控制器的实战项目案例,涵盖以下经典应用场景: LED控制与按键输入: 学习GPIO口的配置与使用,实现基本的交互功能。 定时器与PWM输出: 掌握定时器的多种工作模式,实现精确延时、波形生成,用于电机控制、LED亮度调节等。 ADC采样与数据采集: 学习模数转换(ADC)的原理与配置,实现传感器数据的读取和处理。 UART通信: 实现微控制器与PC或其他设备之间的串口通信,用于调试和数据交互。 SPI与I2C通信: 掌握串行外设接口(SPI)和集成电路总线(I2C)的使用,连接各种传感器、显示屏和存储器。 中断系统: 深入理解中断向量表、中断优先级和中断服务程序(ISR)的编写,实现对外部事件的快速响应。 RTOS应用: 学习如何在STM32平台上移植和使用RTOS(如FreeRTOS),进行多任务并发开发,提升系统效率和可维护性。 USB设备与主机: 讲解USB协议的基本原理,并演示如何将STM32配置为USB设备(如CDC虚拟串口)或USB主机。 SD卡文件系统: 学习如何连接SD卡,并通过文件系统(如FatFs)实现数据的存储和读取。 第四部分:嵌入式系统进阶技术与项目优化 在掌握了基本的开发技能后,本部分将引导读者深入探索更高级的嵌入式开发技术。我们将讨论嵌入式系统的调试技巧,包括使用JTAG/SWD调试接口、断点设置、单步执行、观察变量等,以及常用的调试工具(如Keil MDK, STM32CubeIDE, GDB)的使用。 此外,还将涵盖嵌入式系统的低功耗设计策略,包括时钟门控、睡眠模式、待机模式等,以及如何通过软件和硬件优化来延长电池寿命。 对于需要高性能或特定功能的应用,我们将探讨如何利用DSP库或CMSIS-NN等工具库来加速信号处理和机器学习任务。 最后,本书将简要介绍嵌入式系统开发中的一些重要概念,如嵌入式Linux基础(针对需要更强大处理能力和丰富软件生态的场景),以及版本控制系统(如Git)在团队协作中的应用。 本书特点: 理论与实践并重: 既有深入的原理讲解,又有大量的实战代码示例和项目实践。 主流技术聚焦: 专注于ARM Cortex-M内核和STM32系列微控制器,覆盖当前嵌入式开发的主流技术栈。 循序渐进: 从基础概念到高级应用,结构清晰,易于不同阶段的读者学习。 实战导向: 强调动手能力培养,通过丰富的案例帮助读者解决实际开发中的问题。 前沿技术融入: 适时引入RTOS、低功耗设计、DSP加速等进阶主题,拓宽读者的技术视野。 通过阅读本书,读者将能够独立完成各种嵌入式系统的设计、开发与调试工作,为成为一名优秀的嵌入式工程师打下坚实的基础。

作者简介

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读后感

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用户评价

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这本书对于深入理解单片机的内部工作机制,特别是时序和控制逻辑,提供了一个非常好的切入点。作者在讲解CPU工作流程时,对取指令、译码、执行、写回等各个阶段都进行了详细的描述,并且配以清晰的时序图,让我能够直观地理解CPU是如何一步步完成指令的。我特别欣赏书中在讲解中断响应流程时,对中断向量、中断优先级、中断嵌套等概念的阐述。通过一个实际的例子,我能清楚地看到当一个中断发生时,CPU是如何暂停当前任务,跳转到中断服务程序,处理完中断后再恢复原任务的。这对于编写高效、可靠的实时系统至关重要。此外,书中在讲解指令执行的流水线(pipeline)技术时,虽然没有过于深入,但已经足够让初学者理解CPU是如何通过并行处理来提高效率的。我曾尝试根据书中的时序图,模拟CPU执行一条简单指令的过程,这让我对CPU内部的硬件逻辑有了更深刻的认识。这本书不仅仅是教你如何编程,更是让你理解“为什么”这样工作,这种深度的理解对于解决复杂的程序问题非常有帮助。

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这本书简直打开了我的新世界大门!作为一个对嵌入式系统一直充满好奇,却又因为各种资料的零散和晦涩而裹足不前的人来说,这本书的出现无疑是一场及时雨。我尤其欣赏作者在讲解三菱3850系列单片机原理部分时,那种化繁为简的功力。每一个核心概念,比如CPU的工作流程、存储器管理、中断机制,都被拆解得无比清晰。那些曾经让我望而却步的逻辑图和时序图,在这本书里变得生动易懂。作者不仅仅是罗列技术参数,更重要的是解释了这些参数背后的逻辑和实际应用中的意义。例如,在讲解ADC(模数转换器)时,作者详细阐述了采样率、分辨率、量化误差等关键概念,并且通过具体的实例,比如如何利用ADC读取温度传感器的模拟信号,一步步引导读者理解整个转换过程。最让我印象深刻的是,作者还穿插了许多实用的调试技巧和注意事项,这对于初学者来说是无价的。它不是那种只讲理论的书,而是真正地帮助你理解“为什么”以及“怎么做”。当我第一次成功点亮LED,并让它按照我的设想闪烁时,那种成就感是难以言表的,而这一切都离不开这本书提供的坚实基础和清晰指导。我还会经常翻阅书中关于指令集的部分,每一次阅读都会有新的体会,就像在和一位经验丰富的工程师对话。

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这本书对于想要掌握三菱3850系列单片机进行实际项目开发的读者来说,是一份非常宝贵的参考资料。它不仅仅是理论知识的罗列,更侧重于如何将这些知识转化为实际的解决方案。在应用章节,作者提供了多个典型应用案例,涵盖了工业自动化、数据采集、智能控制等多个领域。我特别喜欢书中关于“PLC(可编程逻辑控制器)与单片机的接口设计”的章节。作者详细讲解了如何通过各种接口(如串行通信、并行通信)将单片机系统与传统的PLC系统集成,实现数据交换和协同控制。我曾根据书中的指导,搭建了一个简易的单片机数据采集模块,并成功地将采集到的数据发送给一台老式的PLC,实现了数据的联动。这个过程不仅锻炼了我的硬件连接和软件编程能力,更让我体会到了不同系统之间协同工作的魅力。书中还提供了一些关于系统功耗优化和低功耗模式设计的建议,这对于开发电池供电的嵌入式设备非常有参考价值。

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拿到这本书的时候,我正在为我的一个毕业设计项目寻找合适的单片机平台。之前我对三菱的单片机了解不多,但这本书的详尽程度让我眼前一亮。作者在介绍硬件资源时,对CPU的架构、GPIO(通用输入输出)端口的配置、定时器/计数器的功能模式,以及ADC/DAC(数模转换器)的特性都做了非常详尽的描述。这些信息对于深入理解单片机的能力至关重要。我尤其喜欢书中关于中断系统的讲解,它清晰地阐述了中断向量表、中断优先级、中断向量地址的含义,并且通过一个实际的按键中断例子,让我明白了如何高效地响应外部事件。在软件开发方面,作者也提供了多种编程方式的介绍,包括汇编语言和C语言,并详细对比了它们的优劣以及在不同场景下的适用性。书中还提供了很多高质量的软件库函数和驱动程序示例,这些都极大地提高了我的开发效率。我印象最深刻的是,书中在讲解实时操作系统(RTOS)的应用时,没有流于表面,而是深入到任务调度、信号量、消息队列等核心概念,并结合实际案例展示了如何利用RTOS来管理复杂的实时任务。这本书的深度和广度,让我对三菱3850系列单片机有了全面的认识,也为我的项目打下了坚实的基础。

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在我看来,一本好的技术书籍,不仅仅是内容的详实,更重要的是其逻辑的清晰和结构的合理。这本书在这两方面都做得非常出色。作者在介绍三菱3850系列单片机的整体架构时,首先从宏观层面概括了CPU、内存、外设等核心组成部分,然后逐步深入到各个模块的细节。这种由整体到局部的讲解方式,非常有利于读者建立起对单片机的整体认知。我尤其欣赏书中在讲解各个外设模块(如定时器、ADC、UART等)时,都遵循着“基本原理-功能模式-寄存器配置-典型应用”的清晰脉络。这种结构化的讲解,让我能够系统地学习和掌握每个模块的知识。例如,在讲解UART(通用异步收发传输器)时,作者不仅详细说明了波特率、数据位、停止位、校验位等参数的含义,还提供了通过UART进行串行通信的实例代码,并解释了如何配置发送和接收缓冲区。这种详尽而又条理清晰的讲解,使得学习过程更加高效和深入。

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这本书最让我惊喜的是,它在讲解一些高级概念时,也能够做到通俗易懂,并且与实际应用紧密结合。例如,在介绍中断控制器时,作者不仅讲解了中断向量、中断优先级、中断屏蔽等基本概念,还结合实际的按键输入和外部事件触发,演示了如何编写高效的中断服务程序,以及如何处理中断嵌套。这对于开发需要快速响应外部变化的嵌入式系统非常有帮助。我曾尝试根据书中的例子,实现一个多按键同时按下时能够正确响应的系统,并且成功地利用了优先级中断来解决按键冲突的问题。这个过程让我深刻体会到,理解中断机制的精髓,能够极大地提高程序的效率和系统的可靠性。此外,书中还对一些常用的外设接口,如SPI、I2C、CAN等,进行了详细的介绍,并提供了相应的应用实例,这为我日后的项目开发提供了宝贵的参考。总的来说,这本书不仅教授了我知识,更培养了我解决问题的思路和能力。

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作为一个对嵌入式系统安全略有研究的读者,我对这本书在相关章节的探讨印象尤为深刻。作者在介绍单片机的外设和接口时,并没有仅仅停留在功能介绍层面,而是结合实际应用,探讨了在数据传输和存储过程中可能存在的安全隐患。例如,在讲解通信接口时,作者提到了数据加密和身份认证的重要性,并简要介绍了一些基本的安全协议。虽然书中没有深入到复杂的加密算法,但它成功地引导了我思考如何在嵌入式系统中实现基本的数据保护。此外,在讲解调试接口(如JTAG/SWD)时,作者也提醒了用户要注意保护这些接口,防止未经授权的访问。这让我意识到,在追求功能实现的同时,安全性同样是不可忽视的重要环节。我特别欣赏书中在讲解一些涉及到用户输入或敏感数据处理的实例时,对输入校验和数据清理的强调。这些看似细微的建议,对于防止潜在的安全漏洞至关重要。这本书让我认识到,嵌入式系统的设计不仅仅是功能的堆叠,更需要考虑数据的完整性和系统的安全性。

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这本书在应用章节的设置上,真的做到了“授人以渔”。它没有仅仅停留在教你如何使用某个特定的函数库,而是深入浅出地讲解了如何将单片机应用于实际的工业控制场景。我尤其对书中关于电机控制的章节印象深刻。作者从最基本的PWM(脉冲宽度调制)原理讲起,逐步过渡到如何通过闭环反馈控制来实现精确的电机转速和位置控制。书中提供的硬件电路设计图纸和代码示例,都非常贴合实际工程需求,而且注释详细,逻辑清晰,让人可以轻松地理解每一行代码的作用。我曾尝试根据书中的指导,搭建了一个简单的直流电机调速系统,并且成功实现了通过键盘输入来改变电机转速的功能。这个过程比我想象的要顺利得多,这都归功于书中对每个环节的细致讲解和对潜在问题的预警。此外,书中还涵盖了许多其他领域的应用,例如数据采集、通信接口(如RS485、CAN总线)的应用,以及如何利用单片机实现简单的自动化流程。这些内容极大地拓宽了我的视野,让我意识到三菱3850系列单片机在工业自动化领域的强大潜力。这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一位循循善诱的导师,指引我在嵌入式开发的道路上不断前进。

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我一直认为,学习嵌入式开发,硬件和软件的结合是关键。这本书在这方面做得非常出色。它不仅仅提供了理论知识,更重要的是将理论与实践紧密结合。在介绍硬件接口时,作者详细讲解了GPIO的电气特性、引脚复用、上拉/下拉电阻的设置等细节,这对于设计可靠的硬件电路非常有帮助。我印象深刻的是,书中在讲解SPI(串行外设接口)和I2C(集成电路总线)通信时,不仅解释了协议的时序,还提供了实际的硬件连接图和相应的驱动程序代码。我曾根据书中的指导,成功地将一个外部传感器通过SPI接口连接到三菱3850系列单片机上,并读取到了准确的数据。这个过程中的每一个步骤,从硬件连线到软件配置,都得到了书中的清晰指引。另外,书中还介绍了如何使用单片机的定时器/计数器来实现精确的延时、PWM输出以及脉冲计数等功能,这些都是进行嵌入式系统开发时非常基础但又至关重要的技能。作者还提供了一些关于PCB设计和EMC(电磁兼容性)的基本建议,这对于从事硬件开发的人来说是非常有价值的补充。

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这本书对于想要深入理解单片机底层工作的读者来说,是一本不可多得的宝藏。作者在讲解CPU核心指令集的部分,简直是细致入微。他不仅列出了主要的指令,还对每条指令的功能、寻址方式、执行时钟周期进行了详细的解释。这对于理解单片机执行程序的具体过程至关重要。我尤其欣赏作者在讲解数据传输指令(如MOV, PUSH, POP)以及算术逻辑指令(如ADD, SUB, AND, OR)时,那种循序渐进的逻辑。通过一些简单的代码片段,就能清晰地看到数据如何在寄存器和存储器之间流动,以及CPU如何进行基本的运算。书中的位操作指令讲解也十分到位,这对于进行硬件寄存器配置和底层驱动开发来说是必不可少的技能。我曾尝试根据书中的指令集,手动编写一个简单的ADC读数程序,虽然一开始遇到了一些挑战,但在反复阅读和对照指令手册后,我成功地实现了目标。这让我对CPU的工作原理有了更深层次的理解。此外,作者还引入了汇编语言调试的技巧,这对于分析程序运行时的细微行为非常有帮助。这本书让我从“会用”变成了“懂用”,甚至对“如何优化”也有了初步的认识。

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