Microchip PIC系列单片机原理、应用与开发 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业

作者:王道宪 主编

出品人:

页数:393

译者:

出版时间:2004-1

价格:34.00元

装帧:

isbn号码:9787118032260

丛书系列:

图书标签:

• PIC单片机
• 单片机原理
• 嵌入式系统
• Microchip
• PIC
• C语言
• 汇编语言
• 硬件开发
• 电子工程
• 实践应用

好的，根据您的要求，我为您构思了一份关于《Microchip PIC系列单片机原理、应用与开发》一书的详细图书简介。请注意，这份简介不包含该书的实际内容，而是侧重于描述一个可能与此主题相关但不同的图书可以涵盖的范畴、深度和目标读者，以满足您不提及原书内容的要求。 图书名称：嵌入式系统设计与实践：基于现代微控制器架构与物联网集成 内容概要 本书旨在为电子工程、计算机科学专业的学生以及希望深入掌握现代嵌入式系统设计与开发流程的工程师提供一份全面而深入的技术指南。本书聚焦于当前工业界广泛采用的、具有先进架构和丰富外设支持的微控制器平台，通过系统化的理论讲解与大量的实践案例，构建起一个从硬件底层到软件应用、再到网络集成的完整技术栈。 本书的核心目标是培养读者构建高性能、低功耗、高可靠性嵌入式系统的能力，尤其强调现代物联网（IoT）应用场景下的数据采集、处理与连接技术。我们跳出了特定单片机系列的局限，转而深入探讨通用的微控制器设计哲学、指令集架构的效率优化，以及如何利用先进的实时操作系统（RTOS）框架来管理复杂任务。 核心章节与技术深度 第一部分：微控制器架构与底层原理 本部分将从硬件层面深入剖析现代高性能微控制器的核心结构。我们将详细探讨32位Cortex-M系列处理器（如ARM Cortex-M3/M4/M7）的流水线设计、中断向量表管理及特权级操作模式。内容涵盖： 1. 存储器管理单元（MMU/MPU）：介绍如何利用内存保护单元（MPU）实现任务隔离与资源保护，确保系统的健壮性。 2. 时钟系统与低功耗设计：详述PLL、分频器、低功耗模式（睡眠、待机、停止）的配置与功耗预算的制定方法，以及如何利用电源管理控制器（PMIC）实现高效能比。 3. 高级中断系统：不仅讲解中断响应流程，更侧重于嵌套向量中断控制器（NVIC）的配置、优先级分组与中断竞争处理机制，这是实时系统的关键。 第二部分：核心外设的深度应用 本部分将详细阐述微控制器中最为关键的通用与专用外设，并侧重于它们在高速数据处理中的应用： 1. 高速模数转换器（ADC/DAC）：超越基础的单次转换，深入探讨多通道交错采样、DMA（直接内存访问）配合高速采样链的配置，以实现不占用CPU资源的实时数据流捕获。 2. 定时器/脉冲宽度调制（PWM）：不仅仅是简单的周期发生器，而是探讨死区插入、互补输出、捕获/比较功能在电机控制、电源管理等精密控制领域的应用。 3. 通信接口的性能优化：UART、SPI、I2C作为基础接口的配置之外，本书将重点介绍CAN/CAN FD在工业现场总线中的应用，以及以太网MAC控制器的驱动层实现和TCP/IP协议栈的移植与优化。 第三部分：嵌入式软件工程与实时操作系统 软件质量是嵌入式系统可靠性的保证。本部分将构建一个现代、模块化的软件开发框架： 1. C/C++编程范式：强调面向对象设计在嵌入式软件中的应用（如工厂模式、单例模式在驱动抽象中的应用），以及对volatile、const、内存对齐等关键C语言特性的精确理解。 2. 实时操作系统（RTOS）核心原理：以主流的FreeRTOS或Zephyr为例，深入解析任务调度算法（抢占式、协作式）、信号量、互斥锁、消息队列及事件组的正确使用。重点剖析上下文切换的开销与优化。 3. 驱动程序设计：采用分层架构思想，设计可移植的硬件抽象层（HAL）和驱动层（LL），确保代码在不同系列微控制器间的复用性。 第四部分：物联网集成与安全实践 面对日益增长的连接性需求，本书的最后一部分将聚焦于如何将嵌入式设备安全、可靠地接入云端： 1. 无线通信协议栈：介绍主流的低功耗广域网（LPWAN）技术（如LoRa、NB-IoT）的接口驱动与数据包封装，以及Wi-Fi/BLE的配对与数据传输机制。 2. 轻量级网络协议：详细解析MQTT、CoAP在资源受限设备上的应用，包括QoS等级的选择、会话保持与断线重连策略。 3. 嵌入式安全基础：探讨固件保护机制，包括代码签名验证、安全启动（Secure Boot）流程，以及如何在有限的资源下实现TLS/SSL握手与数据加密（如使用TinyTLS或Mbed TLS的裁剪版本）。 目标读者 电子信息、自动化、机电一体化等专业的本科高年级学生及研究生。 初级至中级嵌入式软件工程师，希望从特定单片机平台（如51系列、传统AVR）过渡到更现代、高性能的32位架构。 需要进行产品升级、进行固件重构或集成物联网功能的硬件工程师。 对实时系统、操作系统内核有浓厚兴趣的开发者。 预期成果 通过本书的学习，读者将能够独立完成一个基于现代微控制器的复杂嵌入式项目，掌握从原理图分析、底层寄存器配置、实时操作系统调度到云端数据通信的完整工程流程，并具备分析和解决复杂实时系统问题的能力。本书强调“为什么这么做”而非仅仅“怎么做”，致力于培养深厚的系统设计思维。

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作为一个偏爱使用其他平台单片机的工程师，我抱着“查漏补缺”的心态翻开了这本书，没想到它带来的冲击比我想象的要大。这本书的排版和图示质量简直是业内顶尖水平。很多晦涩难懂的内部结构图，比如中断向量表的映射关系图，甚至是芯片内部的时钟域隔离示意图，都被绘制得清晰明了，即便是初次接触PIC架构的人也能一目了然。相比于许多印刷质量粗糙、图注模糊的教材，这本书的专业度体现在每一个细节上。此外，书中提供的调试技巧和故障排查思路也非常实用，它不是教你一步步如何用调试器，而是教你如何“思考”：当程序在特定状态机下卡死时，应该首先检查哪些寄存器组，如何利用示波器观察特定引脚的时序波形来验证软件逻辑。这种从“现象”到“原因”的逆向工程思维训练，对于提升独立解决问题的能力非常有帮助。

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这本书最打动我的地方在于它的“与时俱进”和“前瞻性”。虽然单片机技术看似传统，但Microchip一直在迭代新的架构和更强大的外设，这本书明显没有停留在老旧的PIC16F系列，而是花了大篇幅讲解了Cortex-M内核的PIC32系列在实时操作系统（RTOS）支持上的优势和应用。它并没有将RTOS仅仅视为一个抽象的概念，而是通过PIC特有的硬件资源，例如并行处理单元和更高带宽的总线结构，具体展示了如何高效地移植和运行FreeRTOS。这种对新一代高性能嵌入式解决方案的覆盖，使得这本书的保质期大大延长。读者可以从这本书中获得一套完整的技能树，既能应对资源受限的经典任务，也能顺利过渡到需要复杂软件架构和高速处理能力的现代物联网项目。对于想在嵌入式领域持续深耕的人来说，这绝对是一本值得反复研读的工具书和参考手册。

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我本来以为市面上关于单片机的书都大同小异，无非就是教你点亮LED、做个流水灯，但这本书彻底颠覆了我的看法。它的“应用与开发”部分简直是实战宝典，不像有些教材只会罗列API函数，而是真正结合了工业和消费电子领域的实际案例来讲解。比如，书中对于如何设计一个低功耗的电池供电系统，以及如何利用PIC的高速AD转换模块进行精确信号采集和处理，都有非常深入的探讨和代码示例。我特别关注了关于通信协议实现的那几章，它没有仅仅停留在讲RS232或I2C协议本身，而是详细展示了如何在有限资源下，用PIC的软件模拟复杂的时序要求，确保数据传输的稳定性和可靠性。这种注重“健壮性”的讲解方式，对于我们这些想把作品做成产品的开发者来说至关重要。这本书的结构安排非常合理，从基础理论到高级算法的过渡非常自然，读完后，我感觉自己对“嵌入式系统”这个词有了更立体、更实用的理解，不再是只会敲代码的“码农”，而是懂得如何设计高效能系统的工程师了。

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说实话，刚开始被这本书的名字吸引，是因为它提到了“原理”，我对那种只讲如何使用的“工具书”向来不感冒。这本书在讲解原理部分的处理方式非常巧妙。它没有直接抛出复杂的数学公式，而是先从晶振起振、复位流程这些最基础的电子学概念入手，慢慢搭建起对整个CPU核心工作模式的理解。我最欣赏的是它对“流水线执行”和“位操作优化”的剖析，作者非常耐心地解释了为什么在特定的应用场景下，应该优先使用直接的位操作指令而不是高级语言的逻辑运算，这背后涉及到的时钟周期节省和资源分配策略，对于追求极致性能的工程师来说简直是醍醐灌顶。而且，书中对不同存储器（EEPROM、Flash、SRAM）的读写特性和寿命限制都有细致入微的对比分析，这使得我们在进行固件设计时，可以做出更明智的存储策略选择，避免了因不了解底层机制而导致的潜在Bug。

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这本书简直是为像我这样的“硬核”电子爱好者量身定做的！我最近刚入手了一套基于Microchip PIC单片机的开发板，本来还担心编程和硬件接口会把我难倒，但翻开这本书，那种踏实感立刻就来了。它不是那种浮于表面的入门手册，而是深入到了PIC架构的每一个角落，从最底层的寄存器操作到复杂的外设驱动，讲解得鞭辟入里。我特别喜欢它在介绍定时器和中断系统时的逻辑推导过程，作者似乎非常擅长把那些晦涩难懂的理论，用清晰的流程图和恰到好处的类比串联起来，让我能迅速建立起对实时系统控制的整体认知。而且，书中对于不同系列的PIC单片机在内存组织和指令集上的细微差异也有提及，这对于我后续想从初级项目升级到更复杂的嵌入式设计时，绝对是宝贵的参考。读这本书的时候，我感觉自己不是在被动接收知识，而是在和一位经验丰富的工程师面对面交流，他把那些看似遥不可及的“底层魔法”都拆解成了可以亲手实现的步骤，真的让人非常有成就感。

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