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出版者:Newnes

作者:Lucio Di Jasio

出品人:

頁數:552

译者:

出版時間:2008-04-01

價格:USD 59.95

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780750687096

叢書系列:

圖書標籤:

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• C Programming
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深入探索嵌入式世界的基石：ARM Cortex-M 係列微控製器編程指南 本書將帶領您踏上一段激動人心的旅程，深入探索嵌入式係統開發的精髓，聚焦於當今工業界廣泛應用的 ARM Cortex-M 係列微控製器。您將不僅僅是學習如何編寫 C 語言代碼，更將理解底層硬件的工作原理，掌握如何高效地驅動這些強大的處理核心，從而創造齣功能豐富、性能卓越的嵌入式解決方案。 內容概覽： 第一部分：ARM Cortex-M 架構基礎與開發環境搭建 ARM Cortex-M 架構概覽： 我們將從 ARM Cortex-M 架構的核心概念入手，剖析其精簡指令集（RISC）的優勢，理解其流水綫執行機製，以及為嵌入式應用量身定製的特點。您將瞭解不同 Cortex-M 內核（如 Cortex-M0, M3, M4, M7 等）的性能差異與適用場景，為選擇閤適的硬件平颱打下堅實基礎。 Cortex-M 處理器特性解析： 深入探討 Cortex-M 處理器的關鍵特性，包括中斷與異常處理機製（Nested Vectored Interrupt Controller, NVIC）、內存保護單元（Memory Protection Unit, MPU）、低功耗模式、調試接口（如 SWD, JTAG）等。理解這些特性是進行高效、可靠嵌入式開發的關鍵。 開發工具鏈與環境搭建： 我們將指導您如何搭建完整的嵌入式開發環境，包括選擇閤適的集成開發環境（IDE），如 Keil MDK, IAR Embedded Workbench, STM32CubeIDE 或 GCC for ARM。您將學習如何配置交叉編譯工具鏈，以及如何使用調試器進行代碼調試與性能分析。 首個嵌入式程序：點亮 LED： 從最簡單的“點亮 LED”程序開始，逐步引導您完成從項目創建、代碼編寫、編譯鏈接到下載調試的完整流程。這將是您掌握嵌入式開發工具鏈的絕佳實踐。 第二部分：C 語言在 Cortex-M 微控製器上的高效應用 C 語言基礎迴顧與嵌入式優化： 盡管本書假定您具備 C 語言基礎，但我們將著重強調在嵌入式環境中 C 語言的特性與優化技巧。包括對數據類型、指針、位操作、內存管理（棧、堆）的深入理解，以及如何利用 C 語言特性來最大化性能和最小化資源占用。 訪問硬件：寄存器與位段： 嵌入式開發的核心在於直接與硬件交互。您將學習如何通過直接訪問微控製器寄存器來控製外設，理解寄存器映射、位域的概念。同時，我們將介紹位段（bit-banding）這一強大的 ARM 特性，它能夠極大地方便地對單個位進行讀寫操作。 內存模型與訪問： 深入剖析 Cortex-M 微控製器的內存模型，理解閃存（Flash）、SRAM、外設地址空間等概念。學習如何安全有效地管理內存，避免常見的內存訪問錯誤，並瞭解存儲器分配的細節。 中斷與異常處理： 中斷是嵌入式係統中處理異步事件的核心機製。您將學習如何配置和編寫中斷服務例程（ISR），理解中斷優先級、中斷嚮量錶、上下文切換等概念。掌握異常處理機製（如硬故障、總綫故障）對於提高係統的魯棒性至關重要。 第三部分：驅動核心外設，釋放硬件潛力 通用輸入/輸齣 (GPIO) 控製： 掌握如何配置 GPIO 引腳作為輸入或輸齣，控製其電平，以及利用推挽、開漏等輸齣模式。您將學習如何驅動 LED、讀取按鈕狀態，並進行更復雜 I/O 操作。 定時器與 PWM： 定時器是嵌入式係統中不可或缺的組成部分。我們將詳細介紹不同類型的定時器（如 SysTick, General Purpose Timers），學習如何使用它們來實現延時、周期性任務，以及生成脈衝寬度調製（PWM）信號，用於控製電機速度、LED 亮度等。 串口通信 (UART/USART)： 學習如何配置和使用通用異步收發器（UART）/通用同步異步收發器（USART）進行串行通信。掌握波特率設置、數據格式配置、發送與接收緩衝區的使用，以及如何實現與 PC 或其他設備的通信。 模數轉換 (ADC) 與數模轉換 (DAC)： 瞭解 ADC 和 DAC 的工作原理，學習如何配置 ADC 采集模擬信號（如傳感器讀數），以及如何使用 DAC 輸齣模擬信號。這將為您實現與真實世界的交互打下基礎。 SPI, I2C 等串行通信協議： 深入學習 SPI（串行外設接口）和 I2C（集成電路互聯）等常用的同步和異步串行通信協議。您將學習如何配置主/從模式，掌握數據傳輸流程，從而連接各種外部傳感器、存儲器和顯示設備。 DMA（直接內存訪問）： 學習 DMA 的工作原理及其在提高係統效率中的作用。掌握如何配置 DMA 通道，實現外設與內存之間的數據高效傳輸，從而解放 CPU，處理更復雜的任務。 第四部分：高級主題與實戰應用 實時操作係統 (RTOS) 概念與應用： 介紹實時操作係統（RTOS）的基本概念，包括任務調度、信號量、消息隊列、互斥鎖等。您將瞭解 RTOS 如何幫助管理復雜的多任務係統，並學習如何在 Cortex-M 上移植和使用輕量級 RTOS，如 FreeRTOS。 電源管理與低功耗設計： 探討 Cortex-M 微控製器提供的各種低功耗模式（如 Sleep Mode, Stop Mode, Standby Mode）及其配置方法。學習如何優化代碼和硬件設計，實現低功耗嵌入式係統的開發。 調試技術與故障排除： 深入講解高級調試技術，包括斷點、單步執行、觀察變量、內存查看、邏輯分析儀的使用。學習如何有效地定位和解決嵌入式軟件中的常見問題。 項目案例與綜閤實踐： 通過一係列實際的項目案例，將前麵所學的知識融會貫通。例如，構建一個簡單的數據采集係統、一個電機控製器、一個用戶界麵等。這些案例將幫助您鞏固理論知識，並提升實際動手能力。 本書的目標是為您提供一個堅實的基礎，讓您能夠自信地駕馭 ARM Cortex-M 係列微控製器，並為進一步深入研究嵌入式領域（如物聯網、機器人、嵌入式 Linux 等）做好充分準備。無論您是學生、愛好者還是專業工程師，本書都將是您在嵌入式開發道路上的可靠夥伴。

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坦白說，我手頭已經有一些關於微控製器的入門書籍，但它們大多停留在8位或16位時代，對於現在主流的32位微控製器，我總感覺隔瞭一層。而《Programming 32-bit Microcontrollers in C》的齣現，正好填補瞭我學習上的這個空白。32位微控製器，尤其是基於ARM Cortex-M架構的芯片，在性能、功耗和外設豐富度上都有瞭質的飛躍，掌握它們是走嚮現代嵌入式開發的必經之路。C語言作為一門低級但強大的語言，在嵌入式領域依然是無可爭議的主流，用C語言來駕馭32位微控製器，無疑是最直接有效的學習方式。我購買這本書，主要是看中瞭其“32位”和“C語言”這兩個關鍵詞，它們代錶瞭我希望掌握的核心技術。 我對於書中關於“實時操作係統（RTOS）”的介紹尤為期待。在許多復雜的嵌入式係統中，傳統的裸機編程已經難以滿足需求，RTOS能夠有效地管理任務、資源和時間，極大地提高係統的可維護性和可擴展性。我希望這本書能夠從最基礎的概念講起，例如任務的創建、調度、同步與通信，並且能夠提供一些簡單的RTOS應用示例，讓我能夠理解如何在實際項目中引入RTOS。另外，我也希望書中能夠涉及一些關於“固件更新（OTA）”和“安全機製”的內容，這些都是現代嵌入式産品越來越重視的功能。

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《Programming 32-bit Microcontrollers in C》這個書名，簡直是為我量身定製的。作為一名在軟件開發領域摸索多年，卻一直對嵌入式硬件控製領域心嚮往之的人，32位微控製器和C語言的組閤，是我實現這一目標的關鍵。我深知C語言是嵌入式開發的靈魂，而32位微控製器則是實現各種智能功能的強大引擎。這本書的標題，預示著我將有機會深入瞭解這個激動人心的世界，從底層的硬件操作到上層的應用開發，都有可能得到係統性的講解。我迫不及待地想知道，這本書將如何把我從一個對硬件感到陌生的開發者，變成一個能夠駕馭32位微控製器的“硬核”工程師。 我特彆希望書中能夠包含一些關於“信號處理”和“數字濾波”的章節。在很多傳感器數據采集應用中，原始數據往往包含噪聲，需要進行濾波處理纔能獲得有效信息。我希望書中能介紹一些常用的數字濾波算法，以及如何用C語言在32位微控製器上高效地實現它們。此外，我也對書中關於“通信接口”的深入講解充滿瞭期待，特彆是像CAN總綫、Ethernet等在工業和車載領域廣泛應用的通信協議，我希望能夠從中學習到如何進行配置和通信。

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這本書的標題《Programming 32-bit Microcontrollers in C》瞬間就點燃瞭我對嵌入式開發的興趣。作為一個在大學時期接觸過一些基礎單片機編程，但很快就被更高級的軟件開發所吸引的人，我一直覺得有一塊領域我並沒有真正深入瞭解，那就是對硬件的直接控製。32位微控製器，聽起來就帶著一股專業和強大的氣息，而C語言，更是嵌入式開發的基石，幾乎是繞不過去的必修課。我拿到這本書，首先被它的封麵設計所吸引，那種嚴謹而不失現代感的風格，讓我對接下來的閱讀充滿期待。我迫不及待地翻開目錄，看到諸如“ARM Cortex-M架構詳解”、“寄存器級編程入門”、“中斷處理機製”、“定時器與PWM控製”、“ADC與DAC接口”、“通信協議（UART, SPI, I2C）”以及“實時操作係統（RTOS）基礎”等章節，這些都是我過去在理論學習中有所耳聞，但從未在實踐中真正掌握過的知識點。 我最看重的是書中能否提供足夠詳實的代碼示例和實際項目。我深知，理論學習固然重要，但隻有通過動手實踐，纔能真正將知識內化。我期望這本書能夠循序漸進地引導我，從最基礎的LED閃爍，到更復雜的傳感器數據采集和控製，再到網絡通信的應用。我希望作者能夠提供清晰、可運行的代碼，並且對代碼中的每一個細節都進行詳細的解釋。例如，在講解寄存器時，我希望看到不僅僅是寄存器的地址和位定義，更重要的是這些寄存器如何協同工作，如何通過設置不同的位來影響微控製器的行為。我對中斷處理部分尤其感興趣，因為這涉及到如何讓微控製器對外部事件做齣及時響應，這在許多實時應用中至關重要。

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《Programming 32-bit Microcontrollers in C》這個書名，一看到就讓我心頭一亮。作為一名對嵌入式係統懷有濃厚興趣的開發者，我一直在尋找一本能夠係統性地介紹32位微控製器編程的優質書籍。許多市麵上的書籍要麼內容過於基礎，要麼過於偏嚮某個特定領域的應用，而這本書的標題，則直接點明瞭核心技術——32位微控製器和C語言。這正是我最需要深入學習的兩個關鍵點。我渴望能夠理解32位微控製器強大的處理能力是如何被C語言所駕馭的，以及如何通過C語言來精確地控製硬件的每一個細節。 我非常看重書中關於“高級C語言特性在嵌入式開發中的應用”的內容。例如，我希望書中能介紹如何利用指針、結構體、聯閤體等C語言特性來高效地操作寄存器和訪問內存。同時，我也期待書中能有關於“錯誤處理”和“異常處理”的講解，這在構建健壯的嵌入式係統時至關重要。我希望能從中學習到如何在C語言的框架下，有效地應對各種潛在的硬件故障和運行時錯誤。此外，我對書中關於“傳感器接口設計”和“執行器控製”的實例也非常感興趣，這些都是構建實際嵌入式應用的必備技能。

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在如今萬物互聯的時代，嵌入式係統無處不在，而32位微控製器則是驅動這些係統的核心大腦。《Programming 32-bit Microcontrollers in C》這個書名，精準地捕捉瞭我一直以來想要深入探索的領域。我曾接觸過一些簡單的嵌入式開發，但感覺總是停留在錶麵，對於32位微控製器的強大功能和C語言的精妙運用，我始終覺得隔靴搔癢。這本書的標題，讓我看到瞭一個係統學習和掌握這些核心技術的希望。我期望它能帶領我，從一個門外漢，逐漸成長為一名能夠獨立完成32位微控製器項目開發的工程師。 我對於書中關於“並發編程”和“任務調度”的介紹尤其關注。在很多復雜的嵌入式應用中，需要同時處理多個任務，例如傳感器數據采集、用戶界麵響應、網絡通信等。我希望書中能介紹如何利用C語言的特性，或者結閤簡單的RTOS，來實現高效的並發處理。同時，我也期望書中能提供一些關於“低功耗模式”的實現方法，這對於電池供電的嵌入式設備至關重要。我希望能從書中學習到如何在保證功能的同時，最大程度地延長設備的續航時間。

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對於一直對電子産品內部運作原理感到好奇的我來說，《Programming 32-bit Microcontrollers in C》這個書名，就像一個神秘的入口，吸引著我一探究竟。我曾經嘗試閱讀過一些關於單片機的書籍，但往往因為內容的深度或者側重點不同，而沒有找到完全適閤我的。32位微控製器代錶瞭當前嵌入式技術的主流方嚮，而C語言則是與之交互的通用語言，這本書的標題恰好點明瞭核心的學習內容。我渴望通過這本書，能夠理解32位微控製器是如何工作的，以及如何用C語言來控製它們，從而實現各種有趣和實用的功能。 我非常希望書中能夠提供一些關於“嵌入式GUI開發”的入門介紹。如今，很多嵌入式設備都擁有圖形用戶界麵，以提升用戶體驗。我希望書中能介紹一些常用的嵌入式GUI庫，以及如何利用C語言來創建和管理屏幕上的元素，實現交互功能。同時，我也期待書中能夠包含一些關於“狀態機設計”的講解。狀態機是一種非常有效的處理復雜邏輯和流程的方法，在許多嵌入式係統中都有廣泛的應用。我希望能夠從中學習到如何用C語言來優雅地實現狀態機。

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作為一名對嵌入式開發充滿熱情的愛好者，我一直在尋找一本能夠係統講解32位微控製器編程的優秀教材。市麵上不乏介紹單片機技術的書籍，但很多要麼過於理論化，要麼僅限於某個特定係列的芯片，無法提供一個普適性的學習框架。而《Programming 32-bit Microcontrollers in C》這個書名，直接擊中瞭我的痛點——“32位微控製器”和“C語言”。這錶明本書將深入探討目前業界廣泛應用的32位微控製器，並以最經典的C語言作為編程工具，這正是我想深入學習和掌握的關鍵。我希望這本書能夠不僅僅停留在語法層麵的介紹，而是能夠深入到微控製器的工作原理，以及如何利用C語言的特性來高效地控製硬件。 我特彆希望書中能夠提供一些關於“硬件抽象層（HAL）”和“標準外設庫（SPL）”的講解。雖然寄存器級編程是理解微控製器本質的必要途徑，但現代嵌入式開發往往依賴於HAL和SPL來簡化開發過程，提高代碼的可移植性。我希望作者能夠在我掌握瞭基礎的寄存器操作之後，引導我如何使用這些庫來更快速地開發應用，同時又能理解其底層實現。此外，書中如果能夠包含一些關於“嵌入式Linux”或者“RTOS與Linux的結閤”的初步介紹，那將更具前瞻性。

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這本書的齣現，就像在我迷茫的嵌入式探索之路上點亮瞭一盞明燈。我一直對那些能夠驅動物理世界的設備充滿好奇，從智能傢電到工業自動化，背後都離不開強大的微控製器。然而，市麵上關於32位微控製器的中文書籍，要麼過於理論化，要麼內容零散，要麼就是針對特定型號的芯片，缺乏通用性。《Programming 32-bit Microcontrollers in C》的標題，恰恰點齣瞭我最需要的兩個核心要素：32位微控製器這一強大的平颱，以及C語言這一通用的編程語言。我翻閱過一些同類書籍，發現它們往往要麼隻是簡單羅列寄存器，要麼就是直接給齣復雜的RTOS示例，讓人望而卻步。我期望這本書能夠提供一個從基礎到進階的清晰路徑，讓我能夠一步一步地理解32位微控製器的內部工作原理，掌握用C語言控製它們的方法。 我尤其關注書中關於“嵌入式係統設計原則”和“功耗管理”等章節。對於實際項目而言，代碼的效率和係統的穩定性同樣重要。我希望作者能夠分享一些在實際開發中積纍的經驗和技巧，例如如何優化代碼以提高執行速度，如何有效地管理內存，以及如何在滿足功能需求的同時，降低係統的功耗。這本書如果能夠包含一些關於調試技巧和故障排除的指導，那更是錦上添花瞭。畢竟，在嵌入式開發過程中，調試往往占據瞭大量的時間。我對書中關於“調試器使用”和“邏輯分析儀應用”的介紹非常期待，希望能從中學習到如何更高效地定位和解決問題。

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這本書的標題，就像一個精確的定位儀，指引瞭我學習的方嚮。《Programming 32-bit Microcontrollers in C》——這幾個字組閤在一起，精準地概括瞭我目前最迫切需要掌握的技能。作為一名在軟件開發領域摸爬滾打瞭一段時間的開發者，我發現自己越來越需要理解和控製硬件。32位微控製器是實現這一目標的強大工具，而C語言則是與之溝通的通用語言。我一直覺得，要真正理解一個電子設備是如何工作的，就必須深入到其核心——微控製器。這本書的齣現，讓我看到瞭一個係統學習32位微控製器編程的絕佳機會，尤其是在C語言這一我最為熟悉的編程語言的加持下，我更有信心去攻剋這個看似復雜的領域。 我非常期待書中關於“內存管理”、“堆棧分析”以及“性能優化”等章節。在嵌入式係統中，資源往往是有限的，如何有效地利用內存，避免堆棧溢齣，以及如何編寫高效的代碼，是決定一個項目成敗的關鍵。我希望作者能夠提供一些實用的技巧和案例，讓我能夠理解在資源受限的環境下，如何做齣最優的設計決策。此外，我對書中關於“低功耗設計”和“電源管理”的介紹也充滿瞭好奇，這在很多移動設備和物聯網應用中至關重要。

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《Programming 32-bit Microcontrollers in C》——這個書名，直接命中瞭我長久以來想要掌握的核心技能。作為一名對硬件控製充滿熱情，但又主要在軟件領域耕耘的開發者，我一直渴望能夠更深入地理解微控製器是如何工作的，以及如何用C語言來精妙地駕馭它們。32位微控製器，尤其是ARM Cortex-M係列，憑藉其強大的性能和豐富的資源，已經成為嵌入式開發的主流。而C語言，作為嵌入式領域的“通用語”，更是不可或缺。這本書的齣現，讓我看到瞭一個係統學習這一領域的絕佳機會。 我非常關注書中關於“驅動程序開發”的講解。如何為各種外設（如顯示屏、傳感器、電機控製器等）編寫高效、可靠的驅動程序，是嵌入式開發中的一項重要技能。我希望書中能夠從寄存器操作開始，逐步引導我掌握編寫驅動程序的方法。此外，我也希望書中能夠包含一些關於“嵌入式係統調試與測試”的內容，例如如何使用JTAG/SWD接口進行在綫調試，如何編寫單元測試來驗證驅動程序的正確性，以及如何進行係統級的集成測試。

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