Intel系列微处理器体系结构、编程与接口 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:布雷,

出品人:

页数:1012

译者:

出版时间:2005-4

价格:99.00元

装帧:

isbn号码:9787111160526

丛书系列:经典原版书库

图书标签:

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《深入理解 ARM Cortex-M 微控制器》 本书旨在为嵌入式系统开发者提供一本全面而深入的 ARM Cortex-M 微控制器架构、编程与应用指南。作者凭借多年的嵌入式开发经验，将复杂的概念以清晰易懂的方式呈现，帮助读者快速掌握 Cortex-M 系列微控制器的核心技术，并能灵活运用于实际项目中。 本书内容聚焦以下核心领域： 一、 ARM Cortex-M 架构精解 Cortex-M 系列概览： 详细介绍 Cortex-M0, M3, M4, M7 等主流内核的特点、优势及应用场景，为读者选择合适的微控制器奠定基础。 核心处理器模型： 深入剖析 ARMv7-M 和 ARMv6-M 架构，包括指令集（Thumb/Thumb-2）、流水线、分支预测等，理解指令执行的底层机制。 内存模型与地址映射： 详细解析 Cortex-M 的内存空间组织，包括 SRAM、Flash、外设寄存器等区域的划分，以及访问机制。 中断与异常处理： 系统讲解 NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller）的工作原理，包括中断优先级、向量表、嵌套中断、低功耗模式下的中断处理等，是实时系统设计的关键。 内存保护单元（MPU）： 介绍 MPU 的作用、配置方法以及如何通过 MPU 实现内存访问权限的控制，提高系统的安全性和稳定性。 调试与跟踪： 详细阐述 ARM 的调试接口（SWD/JTAG），以及 CoreSight 调试与跟踪架构，帮助读者掌握高效的程序调试和性能分析技巧。 二、 Cortex-M 编程实战 C/C++ 嵌入式开发： 聚焦使用 C/C++ 语言进行 Cortex-M 开发，从基础数据类型、指针操作，到位操作、寄存器访问，再到面向对象的设计思想在嵌入式领域的应用。 汇编语言辅助编程： 适时引入 ARM Thumb/Thumb-2 汇编语言，讲解其与 C 语言的混合编程技巧，用于优化关键代码段的性能，理解底层操作。 标准外设驱动开发： 详细讲解 GPIO, UART, SPI, I2C, Timer, ADC, DAC 等常用外设的硬件结构、工作原理以及 C 语言驱动程序的编写方法，从硬件手册到代码实现，步步为营。 实时操作系统（RTOS）应用： 介绍 FreeRTOS, RT-Thread 等主流嵌入式 RTOS 的核心概念，包括任务调度、信号量、互斥锁、消息队列、事件标志组等，并提供基于 Cortex-M 的 RTOS 移植与应用实例。 低功耗设计技术： 深入探讨 Cortex-M 的各种低功耗模式（Sleep Mode, Deep Sleep Mode 等），以及如何通过软件和硬件手段实现极致的功耗优化，满足电池供电设备的需求。 固件更新（OTA）与安全性： 介绍如何在 Cortex-M 微控制器上实现安全的固件更新机制，以及基础的加密和认证技术，保障产品的长期维护和用户数据安全。 三、 典型应用与案例分析 传感器数据采集与处理： 结合实际传感器（如温湿度、加速度计、陀螺仪），展示如何利用 Cortex-M 微控制器进行高效的数据采集、滤波和初步分析。 通信协议栈实现： 讲解如何基于 Cortex-M 实现常见的通信协议，如 Modbus RTU, CANopen, LwM2M 等，为工业自动化、物联网设备开发提供指导。 电机控制系统： 以直流电机、无刷电机为例，演示如何利用 PWM、ADC、定时器等外设实现精确的电机速度和位置控制。 人机交互界面开发： 介绍如何驱动 LCD/OLED 显示屏，以及通过按键、触摸屏等输入设备实现用户友好的交互设计。 嵌入式网络通信： 结合 TCP/IP 协议栈（如 LwIP），展示如何利用以太网或 Wi-Fi 模块实现 Cortex-M 设备的网络连接和数据传输。 本书特色： 理论与实践并重： 每一章节都包含清晰的理论讲解和配套的实用代码示例，帮助读者将所学知识融会贯通。 深入浅出，逻辑清晰： 复杂的硬件原理和软件概念被分解成易于理解的部分，并通过循序渐进的方式呈现。 广泛的硬件支持： 书中涉及的开发板和微控制器型号广泛，读者可根据自身条件选择合适的平台进行实践。 丰富的学习资源： 提供配套的源代码、开发环境配置指南以及进一步学习的资源链接。 面向工程师的实战指导： 专注于解决嵌入式开发中遇到的实际问题，帮助工程师提高开发效率和产品质量。 适读人群： 大学电子工程、计算机科学等相关专业的学生。 有一定 C 语言基础，希望进入嵌入式开发领域的工程师。 正在使用或计划使用 ARM Cortex-M 系列微控制器的嵌入式系统开发者。 对微控制器底层架构、实时操作系统、嵌入式应用开发感兴趣的研究人员。 通过本书的学习，读者将能够自信地设计、开发和调试基于 ARM Cortex-M 微控制器的各类嵌入式系统，为迎接日益复杂的物联网和嵌入式应用挑战做好充分准备。

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**评价四：** 这本书给我最大的感受就是“厚重”和“扎实”。作者的行文风格非常严谨，每个概念的提出都有理论依据，每个例子的讲解都深入浅出。我是一名曾经接触过一段时间硬件开发，后来转到操作系统内核的开发者。我一直想系统地梳理一下CPU从汇编指令到最终执行的整个过程，以及操作系统内核与硬件交互的关键环节。这本书在这方面做得非常出色。作者详细讲解了Intel微处理器的指令集架构（ISA），包括各种指令的类型、操作数、寻址模式，以及汇编代码如何映射到机器指令。这对于我理解程序是如何在底层被执行的至关重要。更重要的是，关于中断和异常处理的部分，作者通过对Intel处理器的中断控制器（如PIC、APIC）的介绍，让我对操作系统如何响应硬件事件、如何进行上下文切换有了更深刻的认识。这本书还深入讲解了内存管理，包括分段、分页机制，以及虚拟地址到物理地址的转换过程。这与我日常内核开发中接触到的虚拟内存管理有很强的关联性。虽然书中没有直接讨论ARM处理器的内存模型，但Intel的处理器在此方面的详细阐述，为我理解通用的内存管理思想提供了坚实的基础。

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**评价一：** 这本书的到来，简直是解决了我燃眉之急。最近在捣鼓一个基于ARM架构的嵌入式项目，需要深入理解底层硬件的运作方式，尤其是CPU的指令集和寄存器配置。虽然这本书是关于Intel系列的，但其对微处理器通用体系结构、流水线技术、中断处理以及内存管理单元（MMU）的讲解，实在是太清晰、太透彻了！作者用大量图示和通俗易懂的语言，将原本枯燥的概念变得生动形象。尤其是关于缓存一致性协议的章节，以前看其他资料总觉得云里雾里，这本书通过一个非常贴切的例子，让我瞬间茅塞顿开。虽然书中并没有直接提及ARM的ARMv7或ARMv8架构，但其讲解的那些CPU设计的普适性原理，例如指令预取、分支预测等，在ARM处理器上也同样适用。这让我能够举一反三，更快地掌握ARM的编程模型。此外，关于I/O接口编程的部分，虽然是针对Intel的ISA总线、PCIe等，但其对端口映射、DMA（直接内存访问）的原理阐述，也为我理解嵌入式系统中设备驱动程序的编写提供了坚实的基础。总而言之，即便我项目的目标平台不是Intel，这本书作为理解现代CPU底层运行逻辑的入门读物，其价值依然是无可估量的。它就像是一本关于“计算机大脑”的百科全书，让我得以窥探其内部的精妙设计。

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**评价三：** 刚拿到这本书时，我还有点犹豫，因为我从事的是嵌入式领域，平时接触的主要是ARM Cortex-M系列微控制器，对Intel的x86架构了解不多。但是，这本书的标题“体系结构、编程与接口”吸引了我，我猜想它应该能提供一些通用的原理。结果，我的猜测完全正确！作者在讲解Intel处理器时，虽然用了大量的Intel特有的术语和例子，但其对处理器核心概念的阐述，比如CPU的内部结构（ALU、CU、寄存器）、指令执行周期、存储器层次结构（寄存器、缓存、内存）、中断与异常的发生与处理流程，都非常具有普遍性。我尤其喜欢关于内存管理单元（MMU）的章节，虽然Intel的MMU和ARM的MMU在具体实现上有所差异，但其核心功能——虚拟内存、页表、段页式管理——的讲解，让我对操作系统如何管理内存有了醍醐灌顶般的认识。这本书还详细介绍了各种I/O接口，如串口、并口、键盘接口，以及中断控制器的工作原理。这些内容对于我理解嵌入式系统中如何与外设打交道非常有帮助。即使书中没有直接提到CAN总线、SPI、I2C这些嵌入式领域常用的接口，但其对总线通信、中断驱动、DMA的原理分析，让我能够触类旁通，更容易理解这些接口的工作方式。

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**评价二：** 作为一名软件工程师，我一直觉得自己在某些方面“知其然不知其所以然”。比如，我熟练使用各种高级语言开发应用，但对于CPU是如何执行我的代码，各种优化技术是如何产生的，总感觉隔着一层纱。这本书正好弥补了我的这一知识短板。尽管我平时的工作主要集中在Linux内核开发，接触更多的是x86_64的指令集，这本书的侧重点放在了Intel的早期和中期系列，以及更底层的体系结构，但这反而给了我一个更宏观的视角。作者对汇编语言的讲解，虽然比现代指令集要“古老”一些，但其对指令格式、寻址模式、堆栈操作的细致分析，让我对CPU执行每一条指令的过程有了更清晰的认识。特别是关于中断向量表、异常处理机制的介绍，让我对操作系统如何管理硬件中断有了更深的理解。我一直在思考，为什么有些代码在某些平台上会跑得特别快，这本书关于流水线冲突、乱序执行、超标量执行的原理，给了我一些启发。虽然书中没有直接谈论现代CPU的SIMD指令集（如AVX），但其对指令流水线和执行单元的讲解，为理解这些高级指令集打下了基础。这本书更像是一部微处理器发展史的缩影，通过讲解Intel系列的处理器，让我们看到了计算机科学技术是如何一步步演进的，这种历史的厚重感，是很多纯粹的技术手册所不具备的。

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**评价五：** 我购买这本书纯粹是出于个人兴趣，我本身不是计算机专业的，但一直对计算机硬件的底层运作原理非常好奇。平时接触到的大多是应用层面的软件，对于CPU内部到底是怎么工作的，一无所知。这本书的出现，简直是为我打开了一扇新世界的大门。尽管作者讲解的是Intel系列的微处理器，对我这个非专业人士来说，一些汇编指令和寄存器名称听起来可能有些陌生，但作者的讲解方式非常有耐心，而且配图非常丰富，即使是初学者也能逐渐跟上思路。我最喜欢的部分是关于CPU的工作流程，从取指令、译码、执行到写回结果，作者用非常生动的比喻，将这个复杂的过程描绘得栩栩如生。虽然书中没有直接谈论ARM的架构，但其对CPU核心部件（如算术逻辑单元ALU、控制单元CU）功能的介绍，以及指令流水线的概念，都具有普遍性。这本书让我明白，原来我们日常使用的电脑，背后有着如此精密的机械设计。它让我不再仅仅是“使用”计算机，而是开始“理解”计算机。即使我以后接触不到Intel的处理器，通过这本书，我对任何一种微处理器的底层运作都会有一个更基础的认识。

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孙春奇推荐过这本书。大四能在图书馆安静地读这样一本书，这感觉真的很美妙！

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很好的参考书，对X86汇编很有帮助，不过实验系统是在WindowS 感觉不太喜欢，还是LINUX/UNIX 上比较习惯。

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孙春奇推荐过这本书。大四能在图书馆安静地读这样一本书，这感觉真的很美妙！

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