增强型单片机XC866原理及应用

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页数:281
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出版时间:2009-2
价格:34.00元
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isbn号码:9787121081569
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具体描述

《增强型单片机XC866原理及应用》以原理介绍和实际应用相结合的方式,系统地介绍英飞凌公司的XC7866单片机的体系结构、指令系统、编程语言、软件开发环境等,对其片内各外围模块的功能和原理进行详尽的描述。主要内容包括:XC2866单片机的体系结构、存储器结构、电源复位和时钟管理、编程语言、并行端口、中断、串行通信单元、捕获/比较单元、AD转换单元等。在各功能单元相应章节末均给出针对该模块的程序设计范例,在全书的最后一章,以一个工程应用实例对XC866单片机各功能单元的设置步骤及编程方法进行了系统的综合。

《增强型单片机XC866原理及应用》可作为高等学校计算机、电子、自动化类专业单片机课程的教材,也可供广大从事单片机应用系统开发的工程技术人员学习、参考。

书名:《嵌入式系统设计与实践:基于现代微控制器平台的高级应用开发》 内容简介 本书深入探讨了现代嵌入式系统设计的核心原理、关键技术以及实际应用开发流程。全书立足于当前主流的微控制器架构,旨在为读者提供一套系统化、工程化的知识体系,使其能够独立完成复杂嵌入式产品的概念设计、原型开发与优化迭代。 第一部分:嵌入式系统基础与架构解析 本部分首先勾勒出嵌入式系统的宏观图景,详细阐述了嵌入式系统与通用计算系统的本质区别,并系统梳理了其发展脉络和前沿趋势,特别是物联网(IoT)和边缘计算对传统嵌入式设计带来的冲击。 第一章:嵌入式系统概论与发展趋势 本章聚焦于嵌入式系统的基本构成要素,包括硬件平台(微处理器、存储器、接口)、系统软件(固件、操作系统)以及应用软件的层次结构。着重分析了当前嵌入式领域的热点,如实时性要求、功耗优化、安全性增强以及异构计算平台的融合。详细对比了冯·诺依曼与哈佛结构在嵌入式应用中的优劣,并引入了片上系统(SoC)的概念及其设计哲学。 第二章:微控制器核心架构深入分析 本章将重点解析现代高性能微控制器的核心指令集架构(ISA)。不同于传统的8位或16位结构,本章聚焦于32位及以上RISC-V和ARM Cortex-M系列内核的内部工作原理。深入剖析了流水线技术、分支预测、异常处理机制(中断与陷阱)以及内存保护单元(MPU)的配置与应用。理解这些底层机制是进行高效代码优化和系统级调试的前提。 第三章:存储器系统与总线通信协议 系统地介绍了嵌入式设备中常用的存储器类型,包括SRAM、DRAM、Flash(NOR/NAND)的特性、读写时序和寿命管理。详细讲解了存储器映射(Memory Mapping)的概念,以及系统级总线架构,如AMBA AXI/AHB/APB协议栈。本章提供了如何根据应用需求(如数据吞吐量、随机存取频率)选择和配置最佳存储解决方案的实践指导。 第二部分:系统级软件开发与实时操作系统 本部分是本书的核心,侧重于如何构建稳定、高效且具备实时响应能力的系统软件层。 第四章:底层驱动程序开发与硬件抽象层(HAL) 本章讲解了如何从零开始编写可靠的硬件驱动。内容涵盖通用异步收发器(UART)、I2C、SPI等标准外设的寄存器级编程方法。重点阐述了硬件抽象层(HAL)的设计原则,如何通过分层结构提高代码的可移植性和可维护性,并结合实例演示了如何利用DMA(直接内存访问)来解放CPU,实现高效的数据传输。 第五章:中断管理与实时性保证 中断是嵌入式系统实现并发处理的关键。本章细致地分析了不同类型中断的优先级管理、嵌套机制和延迟分析。引入了“上下文切换”的概念,并详细对比了非嵌套和抢占式中断处理模型的优劣。对于需要严格时间约束的应用,本章将提供基于时钟源和定时器的精确时间测量和事件同步技术。 第六章:实时操作系统(RTOS)的选型与应用 本章深入探讨了多任务并发管理的核心——实时操作系统。详细对比了FreeRTOS、Zephyr等主流RTOS的内核机制,包括任务调度算法(固定优先级、轮转、优先级继承)、信号量、互斥锁和消息队列等同步原语。通过实际项目案例,指导读者如何正确使用RTOS的API来避免死锁和竞态条件,确保系统的确定性行为。 第三部分:高级外设接口与系统集成 本部分转向对现代嵌入式系统至关重要的外部接口和功能模块的集成与优化。 第七章:模拟前端与信号调理技术 探讨了微控制器如何与真实世界交互。详细讲解了模数转换器(ADC)的采样定理、量化误差、参考电压选择以及过采样技术。同时,对数模转换器(DAC)的输出波形生成和滤波器设计进行了介绍。本章侧重于如何处理工业信号中的噪声和漂移问题。 第八章:网络通信协议栈与嵌入式连接 随着连接性成为标配,本章专门讲解了TCP/IP协议栈在资源受限环境下的实现。内容包括LwIP协议栈的裁剪与移植、嵌入式网络接口(如以太网MAC/PHY)的配置。此外,也涵盖了低功耗无线通信协议栈(如Bluetooth Low Energy, Sub-GHz Radio)的接入层与应用层开发。 第九章:嵌入式系统调试、测试与性能分析 调试是嵌入式开发中最耗时的环节。本章提供了一套完整的调试工具链使用指南,包括JTAG/SWD接口、逻辑分析仪和示波器的配合使用。重点介绍了断点设置、内存查看、寄存器回溯等高级调试技巧。最后,引入了代码覆盖率分析和功耗剖析工具,以指导读者进行系统性能调优和能耗优化。 第十章:嵌入式系统安全基础 在万物互联的背景下,安全性不容忽视。本章介绍了嵌入式系统面临的主要安全威胁(如固件篡改、侧信道攻击)。讲解了基本的安全机制,包括安全启动(Secure Boot)、代码签名验证、内存隔离(MPU/MMU)的应用,以及硬件加密加速器的使用范例。 本书的特点在于理论与实践的高度结合,每一章节都辅以大量的代码示例和基于实际开发板的调试经验分享,旨在培养读者从芯片数据手册阅读到完整系统实现的端到端工程能力。

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《增强型单片机XC866原理及应用》这本书在讲解XC866的片上外设,特别是涉及到一些高级功能,比如看门狗定时器(Watchdog Timer)和实时时钟(RTC)时,同样展现了其深度和广度。看门狗定时器的作用是在系统出现异常时,强制系统复位,以防止程序“死机”。书中不仅解释了看门狗的工作原理,还详细说明了如何配置其超时时间和喂狗时机,以及如何防止其误触发。对于实时时钟,它则讲解了如何利用RTC来记录时间,即使在主系统断电的情况下也能保持计时。我尤其欣赏书中关于RTC的持久性存储的讨论,以及如何利用其中断功能来实现定时唤醒。这些功能看似简单,但在很多实际应用场景中,却能发挥关键作用,例如系统的定时任务调度和数据记录。

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这本书给我最深刻的印象之一,就是它对XC866这款单片机的外设接口讲解得非常透彻。我之前在学习其他单片机的时候,对于UART、SPI、I2C这些接口的理解总是停留在“是什么”的层面,而这本书则更进一步,深入到了“为什么”和“怎么用”。例如,在讲解UART的时候,它不仅介绍了波特率、数据位、停止位等基本概念,还详细阐述了不同通信模式下的数据帧格式,以及在实际通信中可能遇到的各种问题,比如数据丢失、帧同步错误等,并且给出了相应的解决方案。对于SPI和I2C,书中的讲解更是细致入微,从主从机的通信协议,到时序图的解析,再到具体的寄存器配置,都娓娓道来,让人一目了然。我特别欣赏书中对于各种中断的讲解,它不仅列举了不同类型中断的优先级和触发条件,还示范了如何编写高效的中断服务程序,以及如何避免中断嵌套带来的潜在问题。这些细节的讲解,对于任何一个想要深入理解单片机硬件特性,并将其应用于复杂控制系统的读者来说,都具有极高的参考价值。

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最近接触到一些嵌入式开发的工作,正好手里有一本《增强型单片机XC866原理及应用》,说实话,刚开始拿到这本书的时候,我并没有抱太高的期望。市面上关于单片机的书实在太多了,而且很多都写得枯燥乏味,充斥着各种晦涩难懂的术语,让人望而却步。但是,当我翻开这本书,认真地阅读了其中一些章节后,我不得不承认,这本书给我带来了很多惊喜。它不像有些书那样,上来就抛出一大堆理论,而是循序渐进,从最基础的概念讲起,然后逐步深入到XC866这款单片机的核心架构和功能。我尤其喜欢它在讲解寄存器和指令集的部分,作者并没有简单地罗列,而是通过大量的实例来演示这些知识点的实际应用,让你能够清晰地理解每一个寄存器代表的含义,以及每一条指令在执行过程中会发生什么。这种“实战导向”的讲解方式,对于像我这样,希望能够快速上手实际项目开发的读者来说,简直是福音。而且,书中的代码示例也写得非常规范,逻辑清晰,注释详细,我经常可以直接拿来借鉴,或者在它的基础上进行修改和扩展,大大缩短了我的开发周期。

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这本书在涉及XC866的通信接口,特别是CAN总线方面,给我留下了深刻的印象。CAN总线在汽车电子、工业自动化等领域有着广泛的应用,但其协议本身相对复杂。而《增强型单片机XC866原理及应用》这本书,对CAN总线的讲解非常到位。它从CAN协议的物理层、数据链路层开始,逐步深入到报文的帧格式、仲裁机制、错误处理等关键概念。书中对XC866内部CAN控制器的寄存器做了详细的解析,并提供了完整的CAN通信示例代码,包括发送和接收报文的流程。我特别欣赏书中关于CAN总线节点配置的讲解,它详细介绍了如何设置波特率、滤波器、验收码等参数,以确保可靠的通信。对于初学者来说,理解CAN总线的这些细节可能会有一定难度,但书中通过图文并茂的方式,将复杂的概念变得易于理解,大大降低了学习门槛。

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这本书在讲解XC866的软件开发工具链和调试方法时,也提供了一些值得借鉴的内容。对于任何一款单片机,掌握一套高效的开发工具是必不可少的。这本书虽然没有大篇幅地介绍具体的IDE,但它巧妙地通过代码示例和调试技巧的讲解,让读者能够间接了解常用的开发流程。我特别欣赏书中在调试部分,提到了一些常见的“坑”以及如何避免它们,比如变量未初始化、指针越界等。它还给出了一些利用示波器、逻辑分析仪等外部工具辅助调试的方法,这对于分析复杂的硬件交互问题非常有帮助。总的来说,这本书在软件开发方面,更侧重于将理论与实践相结合,引导读者在实际操作中学习和掌握开发技巧。

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虽然我手上拿到的是《增强型单片机XC866原理及应用》这本书,但我想说的是,它所包含的许多原理性的讲解,其实是具有普遍性的,可以迁移到其他同类单片机的学习中。例如,书中对微控制器架构的分析,对中断系统的理解,对各种通信协议的讲解,都非常有启发性。它不仅仅是关于XC866这款具体芯片的说明书,更像是一本通识性的嵌入式系统开发指南。它帮助我建立了对嵌入式系统更全面的认识,让我能够举一反三,在面对新的单片机型号时,也能更快地把握其核心特点和开发方法。这本书的优点在于,它能够在深度讲解特定芯片的同时,又不失通用性的指导意义,这对于想要系统学习嵌入式开发的读者来说,是一个非常宝贵的资源。

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不得不说,这本书在讲解XC866的定时器和PWM功能时,做得相当出色。对于许多初学者来说,定时器和PWM往往是比较抽象的概念,难以把握其核心原理。而《增强型单片机XC866原理及应用》这本书,则通过一系列精心设计的实验和案例,将这些概念变得直观易懂。它首先从最基础的定时器工作原理讲起,详细解释了预分频、计数器、周期值等关键参数的意义,并通过具体的代码演示,如何实现精确的延时和周期性事件触发。更令人赞赏的是,它在讲解PWM时,并非简单地罗列PWM的生成方法,而是深入剖析了不同PWM模式的优缺点,以及在实际应用中如何选择合适的模式。例如,在控制电机转速、LED亮度等场景下,如何通过调整占空比和频率来实现平滑的控制,书中的讲解清晰而富有启发性。我尤其喜欢它对PWM死区时间设置的讲解,这一点对于电机驱动等应用至关重要,书中给出的指导非常有实践意义。

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令我惊喜的是,《增强型单片机XC866原理及应用》这本书在讲解XC866的存储器映射和访问机制时,做得非常细致。对于单片机开发来说,理解存储器的组织结构是至关重要的,直接影响到代码的效率和程序的稳定性。这本书并没有简单地罗列存储器地址,而是深入探讨了RAM、ROM、EEPROM等不同类型存储器的特性,以及它们在XC866中的具体分布和访问方式。我尤其欣赏书中关于存储器保护机制的讲解,它解释了如何设置访问权限,以防止非法访问和数据损坏,这一点在多任务或嵌入式操作系统环境中尤为重要。而且,书中还提供了如何进行代码下载和程序烧录的详细步骤,以及一些调试技巧,这对于刚开始接触XC866的开发者来说,是非常实用的指导。

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这本书在讲解XC866的电源管理和低功耗模式方面,也提供了非常有价值的信息。在许多嵌入式系统中,功耗是至关重要的考量因素,尤其是在电池供电的设备中。而《增强型单片机XC866原理及应用》这本书,则详细介绍了XC866的各种低功耗模式,如睡眠模式、空闲模式等,以及如何通过配置相应的寄存器来进入和退出这些模式。书中还对不同低功耗模式下的功耗表现进行了分析,并给出了实际应用的建议。我特别欣赏书中关于唤醒源的讲解,它详细列举了可以触发单片机从低功耗模式唤醒的各种事件,比如外部中断、定时器溢出等,并提供了相应的配置方法。这些内容对于设计低功耗嵌入式产品,延长设备续航时间非常有帮助。

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我在阅读《增强型单片机XC866原理及应用》的过程中,对书中关于ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)部分的讲解印象尤为深刻。很多市面上的书籍在讲到ADC时,往往只停留在“采集模拟信号”这个层面,而这本书却深入到了ADC的转换原理、采样定理、量化误差等更深层次的内容。它详细介绍了XC866内部ADC的架构,包括采样保持电路、比较器、数字编码器等,并提供了具体的寄存器配置方法,以实现不同分辨率和采样率的转换。书中的示例代码,展示了如何读取ADC的转换结果,并进行相应的计算和处理,这对于需要进行传感器数据采集的应用来说,非常有帮助。同样,在讲解DAC时,作者也给出了清晰的原理说明,以及如何通过DAC输出模拟信号。我特别欣赏书中关于ADC和DAC在实际应用中的一些权衡和技巧的讨论,比如如何在精度和速度之间做出选择,以及如何降低噪声对转换精度的影响。

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