PIC单片机实用教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航大

作者:李学海

出品人:

页数:362

译者:

出版时间:2002-9

价格:34.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787810771801

丛书系列:

图书标签:

• 单片机
• microcontroller
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深入理解现代嵌入式系统设计：基于树莓派与Python的实践教程 本书面向电子工程、计算机科学专业的学生、硬件工程师、嵌入式系统爱好者以及希望将软件开发技能应用于物理世界互动的开发者。它提供了一条清晰、系统的路径，帮助读者掌握基于高性能单板计算机（SBC）的现代嵌入式系统开发技能。 --- 第一部分：平台基础与环境构建 本教程摒弃了传统微控制器（MCU）的资源受限环境，转而聚焦于功能强大的微型计算机——树莓派（Raspberry Pi）。我们将首先深入解析树莓派的硬件架构，包括其多核处理器（如Cortex-A系列）、内存管理单元（MMU）、GPU集成以及高速I/O接口（如PCIe和USB 3.0）。理解这些基础架构是进行高效系统编程的前提。 1.1 树莓派的系统级选型与配置： 我们将详细对比不同型号树莓派（如Pi 4、Pi 5及CM系列）在功耗、性能和接口配置上的差异，指导读者根据项目需求进行最优硬件选型。重点讲解如何选择合适的SD卡/eMMC存储介质，并介绍固件的刷写、启动流程（Boot Sequence）的剖析，包括固件校验和安全启动的初步概念。 1.2 操作系统与底层驱动初探： 本书以树莓派OS（基于Debian的发行版）为核心开发环境。我们将从头开始构建一个最小化的Linux发行版概念，介绍内核引导过程，并详细讲解如何通过`config.txt`和设备树（Device Tree Overlays, DTOs）来配置和管理底层硬件资源，例如I/O引脚的复用功能（Pin Multiplexing）和中断控制器（GIC）。 1.3 Python在嵌入式环境中的角色： 阐述Python作为高级脚本语言在嵌入式系统中的优势（快速原型设计、丰富的库生态）和局限性。我们将重点介绍CPython的解释器工作原理，以及如何利用JIT编译技术（如Numba）或交叉编译策略来优化性能敏感部分的执行效率。 --- 第二部分：Python与硬件交互的桥梁 本部分是连接软件逻辑与物理世界的关键。我们将系统地介绍如何使用Python标准库和第三方库来访问和控制树莓派的各种外设。 2.1 通用输入输出（GPIO）的高级抽象： 我们将超越简单的数字输入输出，深入探讨硬件抽象层（HAL）的概念。重点学习并对比使用`RPi.GPIO`、`lgpio`（Linux GPIO API）以及更底层的`sysfs`接口。教程将涵盖软件去抖动技术、上拉/下拉电阻的软件模拟与硬件配置，以及如何通过事件驱动模型（Polling vs. Interrupt-driven）高效地处理外部信号变化，避免CPU空转。 2.2 通信协议的深度实现： I2C/SMBus的精确时序控制： 不仅局限于使用`smbus`库进行简单读写，我们将分析I2C协议的握手过程、时钟拉伸（Clock Stretching）处理，并提供一个使用Python编写的、能够模拟Master或Slave角色的自定义I2C驱动框架示例。 SPI的性能优化： 讲解全双工通信的原理，如何配置SPI模式（CPOL/CPHA），以及如何利用DMA（直接内存访问）机制，在不占用CPU资源的情况下高速传输数据流（例如用于显示屏或高速ADC）。 UART/串口的流控制： 详细介绍RS-232/RS-485的电平转换需求，以及如何使用Python实现硬件流控制（RTS/CTS）和软件流控制（XON/XOFF）。 2.3 模拟信号处理： 由于树莓派原生不具备ADC功能，本章将侧重于如何接口外部高精度模数转换器（如MCP3xxx系列）。内容包括SPI驱动ADC的软件实现、多通道数据同步采集策略，以及如何应用数字信号处理（DSP）基础知识，如移动平均滤波和快速傅里叶变换（FFT）来清洗采集到的模拟数据。 --- 第三部分：网络、多媒体与系统级应用 现代嵌入式系统往往需要处理网络通信、数据可视化和实时任务调度。本部分将把树莓派的能力扩展到更复杂的应用场景。 3.1 嵌入式网络编程与物联网（IoT）： TCP/UDP套接字编程： 使用Python的`socket`库构建客户端-服务器架构，理解非阻塞I/O和异步编程（`asyncio`）在网络密集型应用中的重要性。 MQTT协议的实践： 详细介绍轻量级消息传输协议MQTT，包括QoS（服务质量）级别的选择、Broker的搭建与连接管理，以及如何利用Paho MQTT库构建可靠的遥测系统。 Web服务器的轻量级部署： 介绍如何使用Flask或FastAPI在树莓派上快速搭建RESTful API服务，实现对系统状态的远程监控和控制。 3.2 实时性考虑与任务调度： 虽然Linux是通用操作系统，但我们可以利用其工具提升系统响应速度。我们将探讨SCHED_FIFO和SCHED_RR调度策略的应用，并介绍如何使用`cgroups`（控制组）来限制非关键进程的资源使用。此外，还将简要介绍PREEMPT_RT内核补丁的概念及其对确定性实时操作的意义。 3.3 视觉处理与加速计算： 树莓派集成的GPU和VPU是其强大之处。我们将学习如何利用OpenCV库进行图像采集和处理。重点内容包括：如何配置和使用V4L2接口访问CSI摄像头模块，以及利用OpenCL或TensorFlow Lite进行低功耗的边缘推理计算。 --- 第四部分：系统维护、安全与项目部署 本章关注于如何将原型转化为稳定、可维护的最终产品。 4.1 系统镜像管理与版本控制： 介绍如何使用Yocto Project或Buildroot的概念，创建完全定制、无冗余的嵌入式Linux镜像。讲解使用`git`进行硬件配置（如设备树文件）和软件代码的版本控制策略。 4.2 嵌入式系统的安全加固： 探讨常见的安全漏洞（如缓冲区溢出、未授权访问）。内容涵盖SSH密钥管理、防火墙配置（`iptables`基础）、以及如何安全地管理敏感凭证（如API密钥）。 4.3 容器化部署基础（Docker on ARM）： 介绍使用Docker在树莓派上隔离应用环境的优势。我们将学习如何构建针对ARM架构的`Dockerfile`，实现应用的快速、可重复部署和环境隔离，简化多服务协同工作的复杂度。 --- 本书的特色在于其高度的实践导向性。每一章都包含详细的步骤指南、可立即运行的代码示例，以及“调试与陷阱”部分，帮助读者预见并解决在实际硬件交互中常遇到的复杂问题，从而建立起一个强大、现代化的嵌入式系统开发思维框架。

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这本书的图文结合做得非常出色，这是我选择它的一个重要原因。作为一名视觉学习者，我发现书中大量的流程图、时序图以及电路原理图，能够非常直观地帮助我理解复杂的概念。例如，在讲解中断处理流程时，书中用一个清晰的流程图就将中断的整个生命周期展示出来，让我一目了然。同时，配套的程序代码也都经过了良好的注释，让我能够轻松理解每一行代码的作用。我还在学习这本书，但已经能够感受到它的系统性和深入性。它不仅仅是简单地介绍PIC单片机的各种功能，而是深入地剖析了其工作原理，并且提供了丰富的实践经验。这本书为我打开了通往PIC单片机世界的大门，我感觉自己正在一步步地掌握这项重要的技能。

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这本书的语言风格非常朴实，没有太多华丽的辞藻，也没有故弄玄虚的理论。读起来就像是和一个经验丰富的工程师在交流，他会用最直接、最清晰的方式告诉你如何解决问题。我是一个比较注重实际操作的学习者，所以对这种“实战派”的教材情有独钟。这本书在这方面做得非常到位，它不仅仅是介绍理论知识，更重要的是教会你如何将这些知识应用到实际项目中。书中提供了大量的程序代码，这些代码都经过了精心的设计和测试，可以直接拿来使用，或者在此基础上进行修改和扩展。我特别喜欢它在讲解PWM输出时，给出了控制直流电机速度的例子，这让我能够立刻看到单片机的强大之处，并且激发了我进一步探索的欲望。而且，书中还提到了很多在实际开发中可能会遇到的问题，比如电源设计、抗干扰、调试技巧等等，这些都是非常宝贵的经验，在其他教材中很难看到。

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这本书的封面设计其实挺吸引人的，那种沉稳的蓝色搭配上银色的字体，给人一种专业又可靠的感觉。拿到手里，厚度也适中，不像有些教材动辄几百页，让人望而却步，但翻开目录，内容安排得倒是挺扎实的，从最基础的硬件结构讲起，到各种外设接口的使用，再到一些实际应用的例子，逻辑性很强。我尤其喜欢它在讲解每个知识点时，都会配上相关的程序代码和硬件接线图，这对于我这种动手能力比较弱的学习者来说，简直是福音。光是看着理论，我很容易就走神，但有图有码，我就能一步步跟着操作，感觉自己真的能把那些抽象的概念变成活生生的东西。而且，作者的语言风格也比较平实，没有那些晦涩难懂的术语，读起来很顺畅，就像是在跟一位经验丰富的老师在交流一样，一点点地把你领进门。我还在犹豫是否要买一本，但单凭这初步的印象，就已经让我产生了浓厚的兴趣，感觉它很可能是我学习PIC单片机的一个不错的起点。

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我对嵌入式开发一直非常感兴趣，尤其是在了解了PIC单片机的强大功能后，我更加渴望能够掌握这项技术。在寻找合适的学习资料时，我对比了很多书籍，最终被这本《PIC单片机实用教程》所吸引。这本书最让我印象深刻的是它对细节的把握。作者在讲解每一个外设时，都详细地介绍了其工作原理、内部结构以及相关的寄存器配置。举个例子，在讲解ADC时，它不仅告诉了你如何进行采样，还详细说明了不同采样模式的区别，以及如何通过调整参考电压和采样时间来优化ADC的精度。这种细致入微的讲解，让我能够真正理解每一个参数的含义，而不是死记硬背。而且，书中还提供了大量的代码示例，这些代码都具有很强的实践性，能够帮助我快速上手，并且在实际项目中应用。

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当我第一次看到这本书时，它的封面设计并没有特别突出，但当我翻开它，我便被书中内容的翔实和系统性所吸引。作为一名有一定电子基础但对单片机编程接触不多的学习者，我一直希望能找到一本能让我快速上手，并且能深入理解PIC单片机工作原理的书。这本书在这方面做得非常出色。它没有回避技术细节，但又不会让初学者感到 overwhelming。作者在讲解每个核心概念时，都会辅以大量的代码示例和电路图，并且这些示例并非简单的“Hello World”，而是包含了实际应用中的一些基本功能，例如如何控制LED闪烁、如何读取按键输入、如何通过串口发送数据等。我尤其喜欢书中关于定时器和中断的讲解，它不仅仅是告诉你如何设置寄存器，而是详细解释了定时器的工作模式，以及中断如何被触发和响应，并且还列举了实际应用场景，比如如何用定时器实现精确延时，如何用中断来处理外部事件。这对于我理解单片机的实时性至关重要。

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我是一个对电子技术有着浓厚兴趣的业余爱好者，一直想深入了解单片机编程，特别是PIC系列。在市面上寻找合适的教程时，我发现很多书籍要么过于陈旧，要么内容不够深入。这本《PIC单片机实用教程》给我带来了耳目一新的感觉。它不仅覆盖了PIC单片机的基本原理和常用指令，还花了大量篇幅介绍了一些进阶的应用，比如如何利用ADC进行数据采集，如何通过UART实现与其他设备的通信，甚至还涉及了一些关于实时操作系统（RTOS）的初步概念。我特别欣赏的是，书中提供的代码示例都非常贴合实际应用场景，不是那种脱离实际的“玩具”程序。比如，它讲解如何用定时器实现PWM输出时，就直接给出了控制LED亮度的例子，这让我能够立刻验证所学知识，并且看到了将这些知识应用到实际项目中的可能性。此外，本书的排版也很舒服，图文并茂，重点突出，阅读起来不会感到疲劳。对于我这样希望通过实践来学习的人来说，这本书无疑提供了一个非常好的平台。

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这本书的结构安排真的非常合理。我拿到它的时候，最先关注的就是目录，发现它从最基础的PIC单片机是什么，为什么选择它，讲到具体的硬件组成，再到开发环境的搭建，然后是指令集、IO口、中断、定时器、ADC、PWM、通信接口（UART、SPI、I2C），最后是实际应用案例。这样的编排方式，对于新手来说，简直就像一条清晰的航海图，让你知道下一步该往哪里走，不会迷失方向。我尤其喜欢它在讲解寄存器的时候，不会直接罗列一大堆寄存器名称和功能，而是会先解释这个寄存器在整个系统中扮演的角色，它解决了什么问题，然后才具体介绍它的位定义和操作方法。这种循序渐进的方式，大大降低了学习门槛。而且，书中提到的很多程序代码，都经过了精心的优化，既保证了功能的实现，又考虑到了效率和资源占用。我还在学习过程中，但已经能感受到这本书的深度和广度，它不仅教我“怎么做”，更让我理解“为什么这么做”，这对于建立扎实的理论基础非常有帮助。

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我是一名正在攻读电子信息工程专业的学生，在课程学习中，我需要掌握一种主流的单片机，PIC系列是我一直想深入学习的。在选择教材时，我考虑了很久，最终选择了这本《PIC单片机实用教程》。我之所以选择它，是因为它在内容的深度和广度上都做得非常出色。它不仅仅讲解了PIC单片机的基本原理和指令集，还涵盖了许多进阶的主题，比如多任务调度、嵌入式操作系统、通信协议等。我特别欣赏的是，书中在讲解每个概念时，都附带了大量的代码示例，并且这些代码都经过了精心的设计和优化，可以直接应用到实际项目中。我还在学习过程中，但已经能够感受到这本书的系统性和全面性，它为我打下了坚实的单片机开发基础，为我今后的学习和研究提供了重要的指导。

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作为一个在电子产品公司工作了几年，但一直专注于软件开发的技术人员，我深知硬件知识的重要性。PIC单片机是我一直想深入了解的领域。在一次偶然的机会，我看到了这本《PIC单片机实用教程》。这本书最吸引我的地方在于它的“实用”二字。它没有过多的理论堆砌，而是将重心放在了如何将PIC单片机应用到实际工程中。书中提供了大量的实用案例，比如如何设计一个简单的数码管显示系统，如何实现一个基本的通信协议，甚至是如何进行简单的传感器数据采集。这些案例都配有详细的电路图和代码，让我能够一步步地跟着操作，并且能够理解其中的原理。这本书为我提供了一个非常好的平台，让我能够快速地将理论知识转化为实践能力，并且对PIC单片机有了更深层次的认识。

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作为一名刚刚接触嵌入式开发的菜鸟，我在寻找一本能够让我快速入门PIC单片机的教材时，真的走了不少弯路。市面上琳琅满目的书籍，有的过于理论化，读起来像天书；有的则过于注重技巧，却忽略了基础的原理。直到我偶然翻开这本《PIC单片机实用教程》，我才感觉找到了“对的书”。作者在讲解PIC的内部结构时，并没有直接丢出复杂的寄存器地址和位定义，而是先从整体的架构入手，让你了解CPU、存储器、I/O口是如何协同工作的，然后再逐步深入到各个模块的细节。这种由宏观到微观的讲解方式，让我能够建立起一个清晰的整体概念，而不是在一堆细节中迷失方向。更让我惊喜的是，书中对每个外设（如定时器、ADC、UART等）的讲解都非常细致，不仅仅是介绍其功能，更重要的是如何进行配置和编程，甚至还提到了在实际应用中可能遇到的问题和解决方法。我特别喜欢它在讲解中断时，用了很多生动的比喻，让我瞬间就明白了中断的本质和重要性。总的来说，这本书的实用性非常高，让我觉得学习过程不再是枯燥的记忆，而是充满探索和实践的乐趣。

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