高档8位单片机ATmega128原理与开发应用指南（上） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:马潮

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-12-1

价格:34

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isbn号码:9787781077575

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深入解析现代微控制器技术：从基础架构到前沿应用 本书聚焦于当前电子工程领域中广泛应用的高性能、低功耗微控制器（MCU）系列，旨在为读者提供一套全面、深入且实用的技术指南。 本书内容不涉及特定于ATmega128架构的原理与开发应用，而是横向考察主流32位和64位微控制器家族（如Cortex-M系列、Pic32、或特定高性能RISC-V内核）在当代嵌入式系统设计中的核心地位、关键技术以及实际部署策略。 第一部分：现代MCU架构与设计哲学 本部分首先建立起对现代嵌入式系统设计范式的理解，区别于传统的8位或16位体系结构，重点阐述高性能MCU的内在驱动力和设计选择。 第一章：超越传统的微控制器体系结构 本章将深入探讨当代MCU从8位/16位向32位甚至更高位移的必然性与技术优势。我们将分析高性能内核（如ARM Cortex-M系列）的指令集架构（ISA）特性，包括流水线设计、分支预测机制对实时性能的影响。内容将覆盖内存管理单元（MMU）或内存保护单元（MPU）在保障系统安全性和多任务处理中的作用，这是传统低端MCU通常不具备的关键特性。此外，还将对比不同总线结构（如AHB/AXI）在数据吞吐量上的差异及其对片上资源访问速度的决定性影响。 第二章：高效能的片上外设集成 现代MCU的设计趋势是高度集成化和专业化。本章将详述先进的外设模块设计，而非特定平台的寄存器操作。重点讨论高性能模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的设计原理，包括过采样技术、多通道并发采样策略以及如何通过DMA（直接内存访问）控制器实现高效数据搬运，从而将CPU从繁琐的数据采集任务中解放出来。针对通信接口，本章会详细解析高速串行接口（如Ethernet MAC、USB OTG、CAN FD）的硬件实现原理、仲裁机制以及错误校验流程，这些都是构建工业级和车联网应用的基础。 第三章：实时操作系统（RTOS）与多核异构计算 随着系统复杂度的提升，裸机编程已无法满足需求。本章聚焦于嵌入式实时操作系统的核心概念和主流选型。我们将分析RTOS的任务调度算法（如优先级继承、轮转法）、中断延迟的量化分析以及信号量、互斥锁等同步机制的正确应用。对于前沿的多核MCU，本章将探讨异构计算模型，解释如何有效利用协处理器（如GPU或DSP单元）来加速特定算法，同时保持主CPU的实时响应能力。 第二部分：高级嵌入式软件开发与工具链 本部分侧重于支撑复杂项目开发的现代软件工程实践，强调代码质量、可维护性以及性能优化。 第四章：现代嵌入式C/C++编程规范 本章严格遵循MISRA C/C++等行业安全标准，指导读者如何编写健壮、可移植的嵌入式代码。内容将覆盖C++在嵌入式领域中的高级特性应用，如模板元编程在编译期优化中的使用、面向对象设计在驱动程序抽象中的优势，以及如何避免C++异常处理在资源受限环境下的潜在风险。内存布局优化（如结构体对齐、访问局部性）的实践技巧也将被详尽阐述。 第五章：高级调试、仿真与性能分析 在复杂的嵌入式系统中，有效的调试至关重要。本章介绍基于JTAG/SWD接口的硬件调试技术，重点讲解断点（包括数据访问断点和观察点）的高级配置。我们还将深入探讨逻辑分析仪和示波器在系统级问题排查中的应用，特别是如何捕捉和分析时序竞争条件和总线冲突。性能剖析（Profiling）工具的使用方法，以及如何通过指令周期计数来精确评估算法的性能瓶颈，是本章的重点内容。 第六章：嵌入式固件的安全性与可靠性设计 安全性已成为嵌入式系统设计中不可或缺的一部分。本章探讨固件层面的安全防护机制。内容包括代码保护技术（如防篡改位设置）、安全启动流程（Secure Boot）的实现原理，以及硬件加密加速器（如AES、SHA）在数据传输和存储加密中的集成。此外，系统容错设计，如看门狗定时器的有效配置、电源管理单元（PMU）的低功耗模式切换策略，以确保系统在恶劣环境下的持续可靠运行。 第三部分：前沿应用领域与系统集成 本书的最后部分将目光投向当前嵌入式系统最活跃的应用领域，展示如何应用前述的软硬件知识来解决实际问题。 第七章：物联网（IoT）边缘计算与连接技术 本章聚焦于连接密集型应用。我们将分析低功耗广域网（LPWAN）技术（如LoRaWAN、NB-IoT）的协议栈特点和资源消耗。对于近场通信，本章会详细解析Bluetooth Low Energy（BLE）的GAP与GATT服务模型，以及如何设计高效的配对和数据同步机制。边缘计算的架构概念，包括数据预处理、本地决策制定，以及与云端平台的安全通信协议（如MQTT/TLS）的实现细节，将被充分探讨。 第八章：工业控制与电机驱动应用 在工业自动化场景中，精确控制和高可靠性是首要标准。本章将分析如何利用高性能MCU实现复杂的电机控制算法，如矢量控制（FOC）。内容包括高分辨率PWM的生成、电流采样滤波算法（如卡尔曼滤波）的应用，以及如何通过高速通信协议（如EtherCAT或PROFINET的软件实现）与其他PLC和HMI进行数据交换。 第九章：嵌入式系统中的机器学习部署（TinyML） 随着AI能力的下沉，在资源受限的MCU上运行轻量级模型成为趋势。本章介绍TinyML的生态系统，包括TensorFlow Lite Micro等框架的编译与移植过程。我们将讨论模型量化（Quantization）的技术细节，解释它如何显著减少模型体积和内存占用，同时尽可能保持预测精度。最后，通过实际案例展示如何利用MCU的DSP指令集加速推理过程。 本书为电子工程师、嵌入式软件开发者以及相关专业学生提供了一张通往现代高性能微控制器设计与应用领域的全面路线图，强调的是通用技术原理、先进架构理解和工程实践能力的培养，而非对单一特定型号芯片的详尽寄存器描述。

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这本书的排版风格给我留下了深刻印象。字体大小适中，行间距也做得恰到好处，不会显得过于拥挤，也不会太空旷，长时间阅读眼睛不容易感到疲劳。章节标题醒目，段落划分清晰，使得知识点之间的逻辑关系一目了然。图表部分更是令人称道，无论是电路图还是流程图，都绘制得清晰规范，色彩搭配也很和谐，一些关键的信号线和元器件标识得非常明确，这对于理解复杂的电路原理至关重要。甚至连一些代码示例，都采用了专业的代码高亮风格，关键函数和变量一目了然，极大地提高了阅读效率。我觉得作者在排版和图示方面花了很多心思，力求让读者在学习过程中能够更直观、更轻松地理解抽象的电子知识。这种注重细节的排版，无疑为本书的学习体验加分不少。

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拿到这本书，我首先被其内容所吸引。虽然我还没有深入阅读，但从目录和章节标题的设置上，我能感受到其内容的深度和广度。它似乎不仅仅局限于ATmega128的某个方面，而是力求全面地覆盖其核心原理和实际应用。我期待在书中能够找到关于ATmega128架构的详细解析，包括CPU核心、存储器组织、各类外设接口（如定时器/计数器、ADC、UART、SPI、I2C等）的工作原理以及如何进行配置和使用。更重要的是，我希望能看到如何将这些知识融会贯通，应用到具体的项目中。比如，如何利用ATmega128构建一个智能家居控制系统，或者开发一个简单的机器人控制器。这种从理论到实践的无缝衔接，是我作为读者最渴望获得的。

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我一直对微控制器技术非常着迷，尤其是像ATmega128这样功能强大且应用广泛的单片机。这本书的标题非常吸引人，它暗示了内容将不仅仅是理论的堆砌，更会深入到实际的开发应用层面。我尤其关注“开发应用指南”这几个字，这意味着我不仅能学到原理，还能知道如何将这些理论知识转化为实际可行的项目。我期望书中能有丰富多样的案例，能够涵盖从基础的IO控制到复杂的通信协议，甚至是嵌入式系统的构建。如果能包含一些实际项目开发的完整流程，例如硬件选型、软件设计、调试技巧等，那将是极大的收获。我对这本书寄予厚望，希望能它能成为我进阶单片机开发的得力助手，帮助我打开新的技术视野。

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这本书的作者似乎对ATmega128有着非常深入的研究和丰富的实践经验。从“原理与开发应用指南”这个标题就能看出，作者的目标是将抽象的原理转化为具体的、可操作的开发指导。我特别关注作者在讲解原理时是否能做到深入浅出，用清晰易懂的语言解释复杂的概念，避免使用过于晦涩的术语。同时，我也期待在开发应用部分，作者能够提供一些切实可行的示例代码，并且能够详细地解释代码的逻辑和每一步的作用。如果书中还能包含一些调试技巧和常见问题的解决方法，那就更完美了。我希望这本书能够真正地帮助我，一个对单片机开发充满热情但又有些经验不足的读者，快速掌握ATmega128的核心技术，并能够独立完成一些有意义的项目。

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这本书的封面设计颇有艺术感，深邃的蓝色背景搭配烫金的标题，瞬间就营造出一种专业且高端的氛围。我当时就是被这精致的外观吸引，迫不及待地想一窥其究竟。拿到手里，份量也恰到好处，沉甸甸的，给人一种内容扎实的预感。翻开扉页，印刷质量非常棒，纸张的光泽度和厚度都达到了我期待的精装书水平，这一点对于长期阅读来说非常重要，毕竟翻阅舒适度也能影响学习的效率。我特别喜欢封面上ATmega128的图案，线条流畅，细节处理得相当到位，能感受到设计者在整体包装上的用心。从外观上来说，这本书已经完全符合我心中“高档”的定义，让我在还没开始阅读内容之前，就对它充满了信心和期待。我设想，这本书的内容一定也是同样精致和深入，能够引领我走进8位单片机的奇妙世界。

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