PIC微控制器技术及应用

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页数:616
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出版时间:2009-4
价格:88.00元
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isbn号码:9787121083730
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  • 电气
  • PIC单片机
  • 嵌入式系统
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具体描述

《PIC微控制器技术及应用》是一本PIC系列微处理器开发应用的入门/提高级指导教材,它以美国Microchip(微芯)公司的PIC微处理器为例,从基础知识到基本应用开发,再到高级应用开发,进行了详细介绍。《PIC微控制器技术及应用》最后给出了大量的参考文献目录和网络资源。附录给出了《PIC微控制器技术及应用》正文涉及的案例项目的源代码。

读者对象:

《嵌入式系统设计与实践:基于ARM Cortex-M架构的深度解析》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的嵌入式系统设计与开发指南,重点聚焦于当前工业界和学术界广泛采用的ARM Cortex-M系列微控制器。它不仅仅是一本关于硬件接口和寄存器编程的参考手册,更是一本指导读者如何构建高性能、低功耗、高可靠性嵌入式系统的实践教程。 第一部分:嵌入式系统基础与ARM架构精要 本部分内容旨在为读者打下坚实的理论基础,理解现代嵌入式系统的核心构成和工作原理。 第一章:嵌入式系统概论与发展趋势 本章首先界定了嵌入式系统的概念,阐述了其与传统计算机系统的本质区别,包括实时性、专用性、资源约束等特性。接着,详细分析了当前嵌入式系统领域的主要发展趋势,如物联网(IoT)的兴起、边缘计算的普及、安全性和低功耗设计的日益重要性。章节内容会涉及嵌入式操作系统的分类(裸机、RTOS、Linux),以及系统级芯片(SoC)的演进。此外,还会探讨嵌入式系统在工业控制、医疗设备、智能家居和汽车电子等关键领域的应用场景和设计挑战。 第二章:ARM Cortex-M处理器内核深度剖析 本章是本书的核心理论基石之一。我们将详尽解析ARM Cortex-M系列内核的架构特性,特别是Cortex-M3/M4/M7的主要区别和优势。内容涵盖处理器架构(如冯·诺依曼与哈佛结构的选择)、指令集(Thumb-2指令集的高效性)、流水线机制以及寄存器集(通用寄存器、堆栈指针、链接寄存器等)的详细功能。重点讲解中断和异常处理机制,包括NVIC(嵌套向量中断控制器)的配置、优先级分组(Preemption与Sub-priority的精确控制)以及如何实现快速、确定的中断响应。此外,还会介绍内存保护单元(MPU)和浮点单元(FPU,针对Cortex-M4/M7)的基本原理和配置方法。 第三章:启动过程与底层硬件初始化 本章侧重于微控制器从“断电”到“开始执行应用程序代码”的完整流程。详细解析芯片的复位序列(Reset Sequence),包括上电复位(POR)和外部复位。深入探讨启动配置文件(Startup Code)的作用,如何设置初始堆栈指针(SP)和向量表偏移寄存器(VTOR)。内存映射单元(Memory Map)的理解至关重要,本章将剖析Flash、SRAM、外设寄存器等不同存储区域的物理地址和访问特性。最后,会提供一个使用汇编语言编写的最小化启动代码示例,帮助读者理解底层操作的精确性。 第二部分:外设接口的底层驱动与应用 本部分是实践操作的核心,重点讲解如何通过直接寄存器操作和基于硬件抽象层(HAL)的方式来高效地配置和使用各种片上资源。 第四章:通用输入/输出(GPIO)与中断驱动 本章深入讲解GPIO端口的配置,不仅仅停留在“输入”或“输出”的简单设置。内容包括端口模式选择(输入、输出、模拟、复用功能)、上拉/下拉电阻的启用、开漏/推挽输出类型的选择。重点在于如何利用外部中断/事件控制器(EXTI)实现异步事件的精确捕获。会详细分析中断触发机制(上升沿、下降沿、电平触发),以及如何通过消抖电路设计来提高信号采集的可靠性。 第五章:定时器、脉冲宽度调制(PWM)与时钟管理 定时器是嵌入式系统实现时间基准和周期性任务的关键。本章细致剖析基本定时器(用于计数和生成周期性事件)、输入捕获(用于精确测量外部脉冲宽度)和输出比较(用于精确的波形发生)。PWM生成部分将详细阐述如何配置计数器模式、预分频器和自动重载寄存器(ARR)以实现特定频率和占空比的输出,并提供在电机控制和电源管理中的应用实例。此外,还将介绍系统主时钟(HSE/HSI/PLL)的配置策略,确保系统运行的稳定性和效率。 第六章:串行通信协议栈的实现与调试 嵌入式系统的互联互通依赖于成熟的通信接口。本章将对三种主流的异步和同步串行通信协议进行深入讲解和实践: 1. UART/USART: 详细介绍波特率计算、数据帧格式(奇偶校验、停止位)的设置。 2. SPI(Serial Peripheral Interface): 重点解析主/从模式的选择,时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)对数据传输的影响,以及如何通过片选信号(CS)管理多个从设备。 3. I2C(Inter-Integrated Circuit): 深入理解双向数据线(SDA)和时钟线(SCL)的工作原理,包括地址寻址、数据传输的时序要求(Start/Stop条件)以及如何实现多字节读写操作。 对于每种协议,都将提供基于寄存器操作的驱动代码示例,强调错误校验和中断驱动的数据传输方式。 第七章:模数转换器(ADC)与数模转换器(DAC) 本章聚焦于模拟信号的数字化和数字信号的模拟化。在ADC方面,将详细介绍采样过程、转换精度、参考电压的选择。重点讲解多通道扫描模式、单次转换与连续转换的配置,以及如何利用定时器触发ADC以确保采样与系统事件的同步。针对高速采集,会探讨DMA(直接内存访问)与ADC的联合使用,以实现CPU无干预的数据采集。DAC部分则侧重于生成精确的模拟输出波形,例如在音频处理或波形发生器中的应用。 第三部分:软件架构与高级主题 本部分将引导读者从单纯的硬件编程迈向健壮的软件工程实践。 第八章:内存管理与DMA技术 本章探讨如何高效地管理微控制器内部的RAM和Flash资源。讲解数据对齐的重要性,以及结构体在内存中的布局问题。核心内容是DMA控制器。DMA是实现高性能嵌入式系统的关键技术,本章会详细阐述DMA通道的配置、数据传输方向(外设到内存、内存到外设)、传输模式(正常/循环)以及传输完成后的中断通知机制。通过DMA与SPI/UART/ADC的结合应用,展示如何释放CPU资源以执行更复杂的计算任务。 第九章:实时操作系统(RTOS)的引入与调度机制 为了管理复杂的多任务并发性,RTOS是现代嵌入式系统的标准配置。本章将详细介绍一个主流的轻量级RTOS(如FreeRTOS)的内核机制。内容包括任务(Task)的创建、状态切换(就绪、运行、阻塞、挂起)和优先级继承。重点解析其调度算法(如抢占式调度、时间片轮转),以及如何使用信号量(Semaphore)、互斥锁(Mutex)和消息队列(Queue)等IPC(进程间通信)原语,安全地解决并发访问共享资源的冲突问题,确保系统的确定性和实时性。 第十章:嵌入式系统调试、测试与固件升级 一个成功的项目离不开有效的调试和验证。本章介绍专业的调试工具链,包括JTAG/SWD接口的工作原理,以及如何使用硬件调试器(如J-Link/ST-Link)进行断点设置、单步执行、查看寄存器和内存内容。同时,讲解如何在代码中嵌入逻辑分析器功能,利用GPIO端口模拟示波器进行时序验证。最后,本章会深入探讨OTA(Over-The-Air)或通过串口进行安全的Bootloader设计和固件更新机制,这对于部署在远程环境中的设备至关重要。 附录:开发环境搭建与工具链选择 附录部分提供详细的开发环境配置指南,包括交叉编译工具链(GCC for ARM)的安装、IDE(如Keil MDK, STM32CubeIDE, 或VSCode+PlatformIO)的选择与配置,以及版本控制系统(Git)在嵌入式项目中的应用最佳实践。

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读后感

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用户评价

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这本书《PIC微控制器技术及应用》确实让我对PIC微控制器有了更全面的认识。作者在书中对于PIC微控制器内部架构的阐述非常细致,从CPU核心的流水线工作方式到存储器映射的细节,都进行了深入的分析。我之前一直对PIC的指令集感到有些困惑,这本书通过大量具体的汇编语言示例,帮助我理解了每条指令的含义和作用,特别是那些用于位操作和算术运算的指令,它们的精确应用让我对PIC的底层控制能力有了更深刻的体会。书中最令我印象深刻的部分是关于PIC微控制器在信号处理方面的应用。作者详细讲解了如何利用PIC的ADC模块进行数据采集,并结合FFT(快速傅里叶变换)算法对采集到的信号进行频谱分析,这对于我从事音频处理相关的项目非常有启发。书中提供的相关代码和算法实现,都经过了精心的优化,使得在资源受限的PIC微控制器上也能高效运行。此外,这本书对于PIC微控制器在工业自动化领域的应用也进行了深入探讨,例如如何利用PIC实现PLC(可编程逻辑控制器)的功能,以及如何通过CAN总线进行设备间的通信和协同工作。这些内容为我打开了新的思路,让我看到了PIC微控制器在更广阔的领域内的应用潜力。总的来说,这本书的内容翔实,讲解深入,理论与实践相结合,是一本非常值得推荐的PIC微控制器技术参考书。

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读完《PIC微控制器技术及应用》这本书,我感觉自己对PIC微控制器的理解提升到了一个全新的高度。这本书的结构非常清晰,逻辑性很强,从最基本的硬件架构到各种复杂的应用场景,都安排得井井有条。作者在讲解PIC微控制器的各种外设模块时,不仅仅是简单地罗列功能,而是深入分析了每个模块的工作原理、关键参数以及如何进行配置和使用,这让我对PIC微控制器的“底层”有了更深的认识。比如,书中对PWM(脉冲宽度调制)模块的讲解就非常透彻,不仅说明了如何生成不同占空比的PWM信号,还详细介绍了如何利用PWM实现电机调速、LED亮度调节等功能,并给出了相应的电路设计和程序代码。这一点对我的学习帮助非常大,因为我之前尝试过用软件模拟PWM,但效果很不理想。这本书还特别强调了固件开发中的一些关键技术,例如低功耗设计、抗干扰设计以及代码优化技巧。这些内容对于提高嵌入式系统的稳定性和可靠性至关重要。作者在书中提供的大量调试技巧和常见问题解答,更是让我少走了很多弯路。我尤其喜欢书中关于串行通信协议(如Modbus、CAN总线)的应用实例,这些都是我在实际工作中经常会遇到的场景,通过学习这本书,我能够更好地理解和实现这些通信协议,从而提高我的工作效率。

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说实话,我收到这本《PIC微控制器技术及应用》的时候,并没有抱太大的期望,毕竟我之前接触过不少关于嵌入式技术的书籍,有的过于晦涩难懂,有的则过于浅尝辄止,总觉得缺少了那种“实战”的味道。然而,这本书的开篇就给了我一个惊喜。作者首先花了很大的篇幅来讲解PIC微控制器的选型和基础知识,这对于我这种需要从零开始构建项目的工程师来说,是至关重要的。他详细分析了不同系列PIC微控制器的特点、优势以及适用场景,帮助我能够根据实际需求做出最合理的选择。接着,他对PIC架构的深入剖析,从CPU核心到各种外设接口,都做了非常透彻的讲解,特别是对于中断系统、定时器/计数器、ADC/DAC模块等关键部分的描述,让我对PIC微控制器的内部工作机制有了前所未有的清晰认识。书中最令我印象深刻的是那些工业控制和智能家居方面的应用案例,比如利用PIC实现PID温度控制算法,或者设计一个基于PIC的智能安防系统。这些案例不仅贴近实际工程需求,而且讲解得非常详细,从硬件电路设计到软件编程实现,都提供了完整的解决方案。我特别喜欢作者在讲解过程中使用的那种“问题导向”的风格,他会先提出一个实际问题,然后逐步引导读者思考如何利用PIC微控制器的特性来解决它,这种学习方式让我受益匪浅。通过这本书,我不仅掌握了PIC微控制器的编程技巧,更重要的是培养了一种解决实际工程问题的思维方式。

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作为一名资深的嵌入式开发工程师,我一直在寻找能够真正提升我PIC微控制器开发能力的参考书籍。《PIC微控制器技术及应用》无疑是近期我阅读过的最出色的一本。它的内容涵盖了从基础理论到高级应用的各个层面,并且每一个部分都处理得恰到好处,既有深度又不失广度。作者在讲解PIC微控制器的指令集和汇编语言时,并没有陷入枯燥的理论堆砌,而是通过分析典型的应用场景,展示了汇编语言在优化代码性能、精细控制硬件方面的独特优势。这一点对于我来说非常宝贵,因为在许多实时性要求极高的项目中,汇编语言仍然是不可或缺的工具。书中对RTOS(实时操作系统)在PIC微控制器上的应用讲解也同样精彩,作者详细介绍了FreeRTOS等主流RTOS的移植和使用方法,以及如何在多任务环境下进行任务调度、通信和同步。这一点对于构建复杂、可靠的嵌入式系统至关重要。我特别欣赏的是书中关于通信接口(如UART、SPI、I2C)的应用章节,作者不仅详细解释了这些接口的工作原理和时序,还提供了大量的实际应用案例,例如如何利用SPI接口驱动外部ADC和DAC,或者如何通过I2C接口与EEPROM进行数据读写。这些内容为我解决实际项目中的通信问题提供了非常有价值的参考。总而言之,这本书为我提供了一个更加系统、更加深入的PIC微控制器开发视角,让我能够在未来的项目中更加自信地应对各种挑战。

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说句实话,在我翻阅《PIC微控制器技术及应用》之前,我一直觉得PIC微控制器只是一个相对基础的微控制器,但在读完这本书后,我完全改变了看法。作者对PIC微控制器的各种型号和系列进行了非常详尽的介绍,从最初的8位PIC到现在的32位PIC32系列,每一个系列的特点、优势以及适用场景都做了清晰的对比。我特别喜欢书中关于PIC微控制器在嵌入式GUI(图形用户界面)开发中的应用。作者详细讲解了如何利用PIC微控制器配合触摸屏控制器和图形库,实现流畅、美观的用户界面。书中提供的GUI设计框架和代码示例,极大地降低了我的开发难度。此外,本书还对PIC微控制器的安全特性进行了探讨,例如如何实现代码保护、数据加密以及防篡改等功能。这对于开发涉及敏感信息的嵌入式系统至关重要。作者在书中分享了许多实际项目的经验和教训,这些都非常宝贵。总而言之,这本书为我提供了一个更加全面、更加深入的PIC微控制器开发知识体系,让我能够更自信地应对各种嵌入式开发挑战。

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《PIC微控制器技术及应用》这本书为我提供了一个非常全面的PIC微控制器学习路径。作者在编写这本书时,无疑是站在读者的角度,将复杂的概念用最易于理解的方式呈现出来。我尤其欣赏书中关于PIC微控制器与FPGA(现场可编程门阵列)协同工作的章节。作者详细分析了PIC微控制器和FPGA各自的优势,以及如何通过接口将它们结合起来,实现更强大、更灵活的系统。例如,书中有一个案例是利用PIC微控制器作为主控单元,控制FPGA完成高速数据采集和处理任务。这个案例的讲解非常深入,包括了数据接口的设计、通信协议的建立以及软件和硬件的协同调试。此外,本书还对PIC微控制器在机器人控制领域的应用进行了深入的探讨,例如如何利用PIC微控制器实现步进电机和伺服电机的精确控制,以及如何构建完整的机器人运动控制系统。这些内容为我开启了新的研究方向,让我对PIC微控制器在复杂系统中的作用有了更深的理解。

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我必须要说,《PIC微控制器技术及应用》这本书的深度和广度都超出了我的预期。作者的讲解方式非常系统化,他从PIC微控制器的基本指令集开始,逐步引入了更高级的编程技巧和应用方法。我一直对PIC微控制器在嵌入式系统中的实时性要求如何满足感到好奇,这本书对此进行了详细的阐述,特别是关于中断响应时间、任务优先级以及死锁预防等方面的讨论,都非常有价值。书中对于PIC微控制器与各种常用通信协议(如TCP/IP、HTTP)的结合应用也进行了深入的讲解,这让我对如何构建基于网络的嵌入式设备有了更清晰的认识。例如,书中有一个案例是利用PIC微控制器和以太网接口实现一个简易的Web服务器,可以通过浏览器访问和控制设备。这个案例的讲解非常详细,包括了TCP/IP协议栈的实现以及HTML页面的设计。此外,本书还重点介绍了PIC微控制器在仪器仪表和医疗设备领域的应用,例如如何利用PIC微控制器实现高精度的测量和数据记录功能。这些内容为我拓宽了视野,让我看到了PIC微控制器在更多高端领域的应用潜力。

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我对《PIC微控制器技术及应用》这本书的评价是:它完美地填补了我知识体系中的一个重要空白。作为一名在校的电子信息工程专业学生,我接触过很多微控制器,但PIC系列对我来说总是有一些神秘感。这本书从最基础的 PIC10/12/16/18 系列的架构差异讲起,然后逐步深入到 PIC24/dsPIC 系列的高级特性。作者在讲解时,非常注重理论与实践的结合,每介绍完一个重要的概念或模块,都会紧接着给出相应的硬件电路图和 C 语言程序代码。我尤其喜欢书中关于PIC微控制器与各种传感器(如温度传感器、光敏传感器、加速度传感器)接口的讲解,这些实例都是非常贴近实际应用的。他详细解释了如何读取这些传感器的模拟信号,并将其转换为数字信息,然后进行处理和显示。书中的数据可视化部分也让我受益匪浅,作者展示了如何利用PIC微控制器驱动图形LCD,并绘制各种曲线图和实时数据,这对于我开发交互式嵌入式产品非常有帮助。另外,书中对于USB接口的应用也进行了详细的介绍,包括如何设计USB通信协议以及如何与PC端的软件进行数据交互。这对于我未来开发需要与电脑连接的嵌入式设备来说,提供了非常宝贵的经验。

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这本《PIC微控制器技术及应用》简直是为我量身定做的!我是一名电子爱好者,一直对嵌入式系统充满好奇,但市面上很多书籍要么过于理论化,要么就只涉及一些非常基础的例程,总觉得抓不住核心。直到我翻开这本书,才真正找到了那种“拨云见日”的感觉。作者用一种非常循序渐进的方式,从最基础的PIC微控制器架构讲起,详细阐述了其工作原理、指令集、存储器组织等等,这些都是理解后续应用的基础。更重要的是,他没有停留在理论层面,而是紧密结合实际应用,通过大量生动具体的案例,展示了PIC微控制器在各种场景下的强大功能。比如,书中对如何利用PIC实现步进电机精确控制的讲解,详细到每一个寄存器的设置、每一个时序的把握,让我这个初学者都能清晰地理解其中的逻辑。还有那些关于数据采集、LCD显示、通信协议的章节,都写得深入浅出,我反复研读了好几遍,每次都有新的收获。书中的代码示例也写得非常规范、清晰,并且提供了详细的注释,让我能够轻松地模仿和修改,快速上手。我之前尝试过一些其他的微控制器书籍,但总感觉隔靴搔痒,无法真正掌握核心技术。《PIC微控制器技术及应用》则完全不同,它提供了一种系统性的学习方法,让我不仅学会了“怎么做”,更重要的是理解了“为什么这样做”。我现在已经能够独立完成一些小型嵌入式项目了,这在以前是我想都不敢想的。这本书的价值,远远超过了我付出的价格。

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这本《PIC微控制器技术及应用》简直是我学习PIC微控制器的一个“圣经”。作者的讲解风格非常独特,他没有一开始就陷入晦涩的技术术语,而是从一个宏观的视角,先介绍PIC微控制器在各个行业中的应用领域,激发读者的兴趣。然后,他才逐步深入到技术细节。我特别喜欢书中关于PIC微控制器与无线通信模块(如蓝牙、Wi-Fi)接口的章节。作者详细介绍了如何将PIC微控制器与这些无线模块进行连接,以及如何通过它们实现远程数据传输和控制。例如,书中有一个案例是利用PIC微控制器和蓝牙模块构建一个智能家居控制系统,可以通过手机APP来控制家里的灯光和电器。这个案例的讲解非常全面,从硬件选型到软件开发,都提供了详细的步骤和思路。此外,这本书还对PIC微控制器的低功耗设计技术进行了深入的探讨,例如如何通过休眠模式、时钟门控等技术来延长电池供电嵌入式设备的工作时间。这对于我开发便携式、电池供电的嵌入式产品非常有价值。作者在书中还分享了许多调试和故障排除的经验,这些都是在实际开发过程中非常宝贵的财富。

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