Designing Embedded Systems with PIC Microcontrollers, Second Edition

Designing Embedded Systems with PIC Microcontrollers, Second Edition pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Newnes
作者:Wilmshurst, Tim
出品人:
页数:750
译者:
出版时间:2009-12
价格:340.00元
装帧:平装
isbn号码:9781856177504
丛书系列:
图书标签:
  • microcontroller
  • amazon
  • PIC Microcontrollers
  • Embedded Systems
  • Microcontroller
  • Electronics
  • Programming
  • C Programming
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具体描述

PIC microcontrollers are used worldwide in commercial and industrial devices. The 8-bit PIC which this book focuses on is a versatile work horse that completes many designs. An engineer working with applications that include a microcontroller will no doubt come across the PIC sooner rather than later. It is a must to have a working knowledge of this 8-bit technology.

This book takes the novice from introduction of embedded systems through to advanced development techniques for utilizing and optimizing the PIC family of microcontrollers in your device. To truly understand the PIC, assembly and C programming language must be understood. The author explains both with sample code and examples, and makes the transition from the former to the latter an easy one. This is a solid building block for future PIC endeavors.

New to the 2nd Edition:

*Include end of chapter questions/activities moving from introductory to advanced

*More worked examples

*Includes PowerPoint slides for instructors

*Includes all code snips on a companion web site for ease of use

*A survey of 16/32-bit PICs

*A project using ZigBee

*Covers both assembly and C programming languages, essential for optimizing the PIC

*Amazing breadth of coverage moving from introductory to advanced topics covering more and more complex microcontroller families

*Details MPLAB and other Microchip design tools

现代嵌入式系统设计指南:掌控PIC微控制器,赋能创新应用 这是一本专为希望深入理解并精通PIC微控制器在嵌入式系统设计中应用的工程师、学生和技术爱好者而打造的权威指南。本书将带您从基础理论出发,逐步构建对PIC架构、指令集、外设以及开发环境的全面认知,并通过一系列贴合实际需求的案例分析,引导您掌握从概念到实现的完整开发流程。 核心内容预览: PIC微控制器架构与工作原理深度解析: 本书将详细剖析PIC系列微控制器的内部结构,包括CPU核心、存储器组织(RAM、ROM、Flash)、指令流水线、中断处理机制以及各种总线接口。您将清晰地理解数据如何在微控制器内部流动,以及各功能模块如何协同工作,为后续的学习打下坚实基础。 PIC指令集与编程技巧: 掌握PIC微控制器的汇编语言指令集是精细化控制硬件的关键。本书将系统介绍PIC指令的分类、格式、寻址方式,并提供大量实用的汇编编程示例,教您如何高效地编写汇编代码,优化执行效率和资源占用。同时,我们也涵盖了C语言在PIC开发中的应用,重点讲解如何使用C语言与硬件寄存器交互,以及如何利用C语言的优势快速开发复杂功能。 PIC系列外设功能详解与应用: PIC微控制器强大的外设集是实现嵌入式系统多样化功能的核心。本书将深入讲解PIC系列中常用且重要的外设模块,包括: 通用输入/输出 (GPIO) 端口: 如何配置和控制GPIO端口,实现数字信号的输入和输出,驱动LED、继电器等外部器件。 定时器/计数器 (Timers/Counters): 详细阐述不同类型的定时器(如8位、16位定时器、带预分频器的定时器),讲解其工作模式(定时、计数、PWM生成),以及如何利用定时器实现精确的时间控制和周期性事件。 模拟数字转换器 (ADC): 介绍ADC的原理、采样率、分辨率,以及如何配置ADC模块采集模拟传感器数据,如温度、光照、电压等,并进行数据处理。 脉冲宽度调制 (PWM) 控制器: 深入讲解PWM的生成原理、占空比和频率控制,演示如何利用PWM实现电机速度控制、LED亮度调节等模拟量控制。 通信接口 (UART, SPI, I2C): 全面介绍PIC微控制器支持的串行通信协议,包括UART(异步串行通信)、SPI(同步串行外设接口)和I2C(集成电路总线)。本书将详细讲解这些协议的工作方式、数据传输流程、主从机配置,并提供实际通信应用的示例,如与传感器、显示器、其他微控制器之间的数据交互。 中断系统: 阐述PIC微控制器的中断机制,包括中断源、中断向量、中断优先级以及中断服务程序的编写。通过掌握中断,您可以实现高效的事件驱动型程序设计,无需持续轮询即可响应外部事件。 看门狗定时器 (Watchdog Timer): 讲解看门狗定时器的作用,以及如何合理配置和使用它来防止系统死锁,提高系统的稳定性和可靠性。 其他重要外设: 根据PIC系列的具体型号,本书还会涵盖其他关键外设,如比较器 (Comparators)、LCD控制器 (LCD Controllers)、USB接口 (USB Interfaces)、CAN总线 (CAN Bus) 等,并提供其应用场景的介绍。 嵌入式系统开发流程与工具链: 本书不仅关注硬件本身,更强调完整的开发流程。您将学习如何搭建和配置PIC微控制器的开发环境,包括选择合适的集成开发环境 (IDE)(如MPLAB X IDE)、编译器(如XC8、XC16)、调试器(如PICkit、ICD)。同时,本书将引导您掌握从编写代码、编译链接、程序烧录到硬件调试的整个流程,帮助您高效地定位和解决开发过程中遇到的问题。 实际项目案例分析与实践: 理论知识需要通过实践来巩固。本书精选了一系列具有代表性的嵌入式系统项目案例,涵盖了从简单的LED闪烁、按键输入控制,到复杂的温度监测系统、数据采集与传输、电机驱动控制等。每个案例都提供了清晰的设计思路、详细的硬件连接图、完整的代码实现以及关键步骤的讲解,让您能够跟随书中的指导,亲手搭建和实现这些功能。通过这些实践项目,您将能够将所学的知识融会贯通,并为自己的创新项目积累宝贵的经验。 嵌入式系统设计最佳实践与技巧: 除了技术细节,本书还将分享嵌入式系统设计的关键原则和最佳实践,包括如何进行系统需求分析、硬件选型、电路设计、代码优化、功耗管理、系统测试和可靠性保障。您将学到如何编写更健壮、更高效、更易于维护的代码,以及如何避免常见的嵌入式开发陷阱。 本书的目标读者: 电子工程、计算机科学及相关专业的学生: 为您提供扎实的微控制器理论基础和实践技能,为未来的职业生涯打下坚实基础。 嵌入式系统工程师: 帮助您系统地学习和掌握PIC微控制器的各项功能,提升开发效率和项目质量。 创客与DIY爱好者: 为您提供实现各种创意项目的强大工具和指导,将您的想法变为现实。 任何对微控制器和嵌入式系统设计感兴趣的技术人员。 本书旨在成为您在PIC微控制器嵌入式系统开发旅程中的忠实伙伴。通过深入浅出的讲解和丰富的实践案例,您将能够自信地驾驭PIC微控制器,设计出高性能、高可靠性的现代嵌入式系统,为物联网、自动化、消费电子、工业控制等领域注入创新活力。

作者简介

Tim Wilmshurst was born in West Africa, where he spent his early years and started his schooling. From childhood he was fascinated with how things worked, and spent many hours making models, or taking things to pieces and hoping to put them back together again.

After playing with the idea of a career in professional music, Tim was drawn first into engineering design and then into education. He has had two spells working in the Engineering Department of the University of Cambridge, one in Botswana Polytechnic, and is currently Head of Electronics at the University of Derby. At Cambridge he had the privilege of contributing to much ground-breaking research through his designs, focussing mainly on control and instrumentation. This included work in the fields of aerospace, geotechnical, medical and motor vehicle. He also claims to have introduced the first microprocessor into the British Houses of Parliament, and the first microcontroller into the Kalahari Desert!

Tim believes in learning by doing, and aims to share his fascination with how things work, and how to devise new or different things. He has developed the Derbot project, which encourages students to develop inventive autonomous vehicles, based on a given core design.

Tim's books encapsulate his teaching and design work; all are supported on his web site, at www.embedded-knowhow.co.uk.

Tim also enjoys long distance cycling and hiking, playing the violin, and family life.

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计就带着一种沉稳可靠的感觉,深邃的蓝色背景,辅以清晰的字体,传递出一种专业和严谨的态度。我是在一次偶然的机会中接触到它的,当时我正在寻找一本能够系统性地学习 PIC 微控制器设计的入门书籍,同时又希望能触及到一些更深入的应用和实战技巧。在众多的选择中,这本书的书名立刻吸引了我,"Designing Embedded Systems with PIC Microcontrollers" —— 这几个词汇精准地概括了我所期望的内容。翻开封面,一股印刷油墨的淡淡香味扑鼻而来,让人联想到无数个通宵达旦、埋头钻研的夜晚。纸张的质感也相当不错,厚实且略带磨砂感,即使长时间阅读也不会觉得刺眼,而且方便在上面做笔记,留下自己思考的痕迹。我尤其喜欢它封面上的字体选择,既有科技感又不失亲和力,不像一些纯粹的技术书籍那样显得冷冰冰。总而言之,在还没有深入阅读内容之前,这本书的外在就已经给了我一个非常好的第一印象,它让我对接下来的学习充满了期待,相信它能成为我深入理解嵌入式系统设计的得力助手。

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在阅读这本书的过程中,我深刻地体会到了作者在内容组织和语言表达上的匠心。他能够用一种清晰、简洁、易于理解的方式来讲解复杂的嵌入式系统概念。即使是对于一些初学者可能感到陌生的术语,作者也会在第一次出现时进行详细的解释,并给出相关的背景信息。书中的语言风格比较严谨,但又不失亲切感,读起来不会感到枯燥乏味。作者在讲解每个知识点时,都会考虑读者的接受能力,并适当地进行类比和举例,帮助读者更好地理解。例如,在讲解定时器溢出时,作者可能会用一个钟表滴答滴答地走来类比,让读者更容易理解溢出的概念。这种细致入微的讲解方式,让我感觉作者就像一位经验丰富的老师,耐心地引导着我一步步深入嵌入式领域,让我对学习过程充满了积极性。

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这本书在讲解过程中,非常注重对核心概念的深入剖析。它不会仅仅停留在“如何使用”的层面,而是会花时间去解释“为什么这样使用”以及“背后的原理是什么”。例如,在讲解中断系统时,作者不仅仅介绍了如何编写中断服务函数,还会深入讲解中断向量表、中断优先级、中断嵌套等概念,并分析它们对系统实时性和稳定性的影响。同样,在讲解 ADC/DAC 时,作者也会详细解释采样率、分辨率、量化误差等参数的意义,以及如何根据具体的应用需求来选择合适的配置。这种深入的讲解方式,帮助我建立起对 PIC 微控制器更全面、更深刻的理解,不仅仅是学会了照搬代码,而是真正理解了嵌入式系统的工作机制。这对于我未来解决更复杂的问题、进行更高级的设计奠定了坚实的基础。

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这本书在代码示例的编写上做到了极高的专业水准。作者提供的所有代码都经过了严格的测试,并且风格统一、注释详尽。这对于嵌入式开发来说至关重要,因为一个微小的语法错误或者逻辑漏洞都可能导致整个系统无法正常工作。我通常会将书中的代码示例复制到我的开发环境中进行编译和调试,绝大多数情况下都能一次成功,即使出现问题,详细的注释也能帮助我快速定位并解决。此外,作者还在代码中巧妙地融入了许多编程技巧和最佳实践,例如如何有效地管理内存、如何编写可重用的函数库、如何进行低功耗设计等等。这些细节的处理,让我不仅仅学会了如何让 PIC 微控制器工作,更学会了如何写出高质量、可维护的代码。这对于我未来独立开发复杂的嵌入式项目非常有帮助,让我受益匪浅。

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读完这本书的序言,我立刻被作者的写作热情和对嵌入式技术的热爱所感染。他不仅仅是在传授知识,更像是在分享他多年来在 PIC 微控制器领域摸爬滚打的宝贵经验。序言部分详细地阐述了本书的写作目的、目标读者以及它在整个嵌入式系统设计领域中的定位。作者强调了实践的重要性,并表示这本书将不仅仅局限于理论的讲解,而是会通过大量的实例和项目来帮助读者巩固所学。这一点对我来说尤为重要,因为我是一名动手能力很强的学习者,我更倾向于通过实际操作来理解抽象的概念。序言中还提到了本书第二版相对于第一版的更新和改进,这让我对接下来的内容充满了好奇,想知道作者是如何根据技术的发展和读者的反馈来不断完善这本书的。总的来说,这篇序言为本书奠定了一个坚实的基础,让我对接下来的阅读充满了信心,也对作者的专业水平和教学理念有了初步的认识,感觉这是一位真正用心在做教学的专家。

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对于嵌入式开发新手来说,这本书最大的价值之一在于它对开发工具和调试方法的详细介绍。作者不仅仅是讲解了如何编写代码,还花费了大量篇幅来介绍如何使用 MPLAB X IDE、XC8 编译器以及 PICkit 等调试工具。他详细地讲解了如何设置项目、如何进行代码编译、如何下载程序到 PIC 微控制器,以及如何使用调试器来单步执行代码、观察变量的值、设置断点等等。这些内容对于初学者来说至关重要,因为掌握了正确的开发和调试方法,能够极大地缩短学习周期,避免走弯路。我印象深刻的是,作者在讲解调试技巧时,分享了许多他自己在实际开发中总结出的经验,例如如何有效地利用示波器来分析信号、如何通过日志输出来排查问题等等。这些实用的建议,让我在实际操作中受益匪浅。

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这本书的“附录”部分更是为这本书增添了额外的价值。虽然我还没有深入研究每一个附录,但我粗略地浏览了一下,发现它们涵盖了非常实用的信息。例如,它可能包含 PIC 微控制器的引脚功能列表、各种常用寄存器的详细说明、一些基本的嵌入式系统设计原则的总结,甚至是推荐的参考资料和在线资源列表。这些附录内容就像是一本“工具箱”,为读者在后续的学习和开发过程中提供了极大的便利。我尤其期待看到那些关于“硬件选型建议”或者“常见问题排查指南”的内容,这些都是在实际项目中非常宝贵的经验。总而言之,这本书的内容非常丰富,不仅仅局限于核心的教学内容,还提供了许多额外的、非常有用的补充信息,这使得它成为一本非常全面的嵌入式系统设计参考书。

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书中提供的项目案例设计得非常巧妙,既有代表性,又具有一定的挑战性。作者挑选的案例涵盖了多种常见的嵌入式应用场景,例如简单的 LED 控制、温度传感器数据采集、LCD 显示器驱动、串行通信接口的应用等等。这些案例不仅仅是为了展示某个特定功能,而是将前面章节讲解的各个知识点串联起来,让读者在实践中体会到各个模块之间的协同工作。更难能可贵的是,作者在设计这些案例时,充分考虑到了初学者的接受能力,案例的复杂度循序渐进,能够帮助读者逐步建立信心。对于每一个案例,作者都提供了详细的硬件连接图、代码实现以及运行效果的说明。我按照书中的指导,完成了几个小项目,这让我对嵌入式系统的开发流程有了直观的认识,也体会到了将理论知识转化为实际产品的成就感。

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我特别欣赏这本书的章节结构安排,它遵循了一个非常清晰的学习路径。从最基础的 PIC 微控制器的架构和指令集讲起,循序渐进地过渡到外设接口(如 GPIO、UART、SPI、I2C 等)的应用,再到更高级的定时器、中断系统、ADC/DAC 等功能模块的讲解。每一章节的内容都安排得恰到好处,不会过于晦涩难懂,也不会过于肤浅。作者在讲解每个概念时,都会先给出清晰的定义和原理,然后通过具体的代码示例来展示如何在 PIC 微控制器上实现这些功能。这种理论与实践相结合的讲解方式,极大地降低了学习门槛,让像我这样初次接触 PIC 的读者能够快速上手。我尤其喜欢书中对各种外设接口的详细阐述,它们不仅仅是简单地罗列了寄存器,而是深入地讲解了每个接口的工作原理、配置方法以及在实际应用中可能遇到的问题和解决方法。这为我后续进行具体的项目设计提供了非常有价值的参考。

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这本书在图示和表格的使用上非常出色,极大地增强了内容的易读性和理解性。作者在讲解复杂的硬件结构、时序图或者数据流程时,都会配以清晰、准确的示意图。这些图示不仅仅是简单的插图,而是经过精心设计,能够直观地展示抽象的概念。例如,在讲解 PIC 微控制器的内部总线结构时,书中提供的框图清晰地展示了各个模块之间的连接关系;在讲解 SPI 通信时,时序图则生动地描绘了数据传输的各个阶段。此外,书中还使用了大量的表格来总结关键信息,例如各种寄存器的位定义、不同模式下的参数配置、各种指令的执行时间等等。这些表格就像一本“速查手册”,方便我随时查阅和对照。这种图文并茂、表格丰富的编排方式,让原本可能枯燥的技术内容变得生动有趣,大大提高了我的学习效率。

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