MSP430单片机原理与应用实例详解

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出版者:北京航空航天大学
作者:洪利//章扬//李世宝
出品人:
页数:523
译者:
出版时间:2010-7
价格:59.00元
装帧:
isbn号码:9787512401228
丛书系列:
图书标签:
  • msp430
  • 单片机
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  • MSP430单片机原理与应用实例详解
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  • 实例代码
  • 电子工程
  • 微控制器
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具体描述

《MSP430单片机原理与应用实例详解》根据当前单片机发展的趋势,以TI公司的MSP430系列单片机为例,全面讲述了MSP430单片机的原理及其开发技术。全书共分7章,首先,简单介绍了微型计算机原理和嵌入式系统的基本构成和一些基本概念,在此基础上对MSP430x14x系列单片机的核心硬件结构和软件设计方法做了较为详细的介绍;其次,详细介绍了MSP430系列单片机中典型的外围模块原理,并对MSP430系列单片机的典型外部接口电路及软件设计方法做了详细介绍;最后,通过5个应用实例简单介绍了MSP430系列单片机应用系统的开发。《MSP430单片机原理与应用实例详解》各部分均给出了大量实例代码,有利于初学者入门学习。

《MSP430单片机原理与应用实例详解》可作为高等院校计算机、通信、电子及自动化等专业的教学参考书,也可供对MSP430系列单片机感兴趣的技术人员学习和参考。

《嵌入式系统设计与实践:基于ARM Cortex-M系列微控制器》 在数字化浪潮席卷全球的今天,嵌入式系统已成为现代科技的基石,广泛渗透于工业自动化、智能家居、消费电子、医疗设备以及物联网等各个领域。作为嵌入式系统核心的微控制器,其性能的演进与应用的深化,直接驱动着整个产业的变革。《嵌入式系统设计与实践:基于ARM Cortex-M系列微控制器》一书,正是为致力于掌握嵌入式系统开发核心技术、尤其是精通ARM Cortex-M系列微控制器应用的工程师、学生及爱好者而精心打造的。 本书旨在为读者提供一套系统、全面且实用的嵌入式系统设计理论框架与实践操作指南。我们不拘泥于某一特定微控制器系列的狭隘视角,而是着眼于当前嵌入式领域最主流、最具发展前景的ARM Cortex-M系列微控制器,如Cortex-M0、M3、M4、M7等。通过深入剖析这些广泛应用于各行各业的MCU核心架构、指令集、工作模式以及中断机制,本书将帮助读者建立起对微控制器底层工作原理的深刻理解。 内容涵盖: 1. 嵌入式系统基础理论: 微控制器概述: 介绍嵌入式系统的概念、特点、发展历程以及其在现代社会中的重要地位。 CPU架构与指令集: 详细解析ARM Cortex-M系列微控制器的核心架构,包括流水线、寄存器、内存管理单元(MMU)/内存保护单元(MPU)、低功耗模式等。深入讲解ARM Thumb-2指令集,使读者能够理解指令的执行过程及其对代码效率的影响。 存储器系统: 阐述微控制器的存储器类型(Flash、SRAM、EEPROM),内存映射,以及访问控制机制。 中断与异常处理: 重点讲解中断源、中断控制器(NVIC)、中断向量表、中断优先级、中断嵌套等概念,以及异常处理机制,这是实时嵌入式系统设计的关键。 2. ARM Cortex-M系列微控制器核心特性详解: Cortex-M0/M0+: 适用于低功耗、低成本应用,讲解其精简指令集与能效优化。 Cortex-M3: 均衡性能与功耗,广泛用于通用嵌入式应用,分析其引入的Thumb-2指令集和MPU。 Cortex-M4/M4F: 集成DSP指令集和浮点单元(FPU),为信号处理和高性能计算提供强大支持,详细介绍DSP扩展和FPU的使用。 Cortex-M7: 最高性能的Cortex-M系列,具备双精度FPU、超标量流水线、缓存等特性,适用于高端嵌入式应用。 3. 外设接口与通信协议: 通用输入/输出(GPIO): 配置、驱动、工作模式(输入、输出、复用功能)及应用。 定时器与计数器: 介绍通用定时器(TIM)、高级定时器、低功耗定时器等,以及PWM生成、输入捕获、编码器接口等功能。 模数转换器(ADC)与数模转换器(DAC): 讲解ADC的采样原理、工作模式(单次转换、连续转换、DMA传输)及精度问题,DAC的应用。 串行通信接口: UART/USART: 异步串行通信原理、配置与应用,波特率设置,中断和DMA传输。 SPI: 同步串行通信原理、主从模式、通信时序及典型应用。 I2C: 两线串行通信原理、总线仲裁、主从设备通信及协议细节。 总线接口: AHB/APB: ARM高性能总线(AHB)和高级外设总线(APB)的结构与通信方式。 DMA控制器: 直接内存访问(DMA)的工作原理、配置与优化,实现CPU与外设之间的高效数据传输。 其他重要外设: 如看门狗定时器(WDT)、实时时钟(RTC)、LCD控制器、USB接口、CAN总线等,根据不同应用场景进行介绍。 4. 嵌入式软件开发流程与工具链: 开发环境搭建: 详细介绍主流的嵌入式开发集成开发环境(IDE),如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、GCC for ARM等,以及交叉编译、链接、调试的整个过程。 编程语言: 强调C语言在嵌入式开发中的核心地位,辅以少量汇编语言的必要知识。 调试技术: 介绍仿真器(J-Link, ST-Link等)、调试接口(SWD, JTAG)的使用,断点设置、单步执行、变量查看、内存监视等高级调试技巧。 实时操作系统(RTOS): 介绍RTOS的基本概念,如任务、调度、信号量、互斥锁、消息队列等,并以FreeRTOS为例,讲解其在多任务实时控制中的应用。 驱动程序设计: 讲解如何编写可靠、高效的外设驱动程序,以及HAL(Hardware Abstraction Layer)库、LL(Low-Level)库的使用。 5. 实际应用案例分析与项目实践: 本书的最大亮点在于丰富的实战案例。我们将通过一系列贴近实际需求的案例,引导读者将理论知识转化为工程实践。这些案例涵盖: 传感器数据采集与处理: 如温度、湿度、光照、加速度传感器数据的读取与显示。 电机控制: 如PWM控制直流电机、步进电机,实现速度和位置控制。 人机交互: 如按键扫描、LED显示、LCD/OLED屏显示、触摸屏交互。 通信应用: 如通过UART实现与PC的通信、通过SPI控制外围芯片、通过I2C连接传感器。 物联网基础: 如简单的数据上传到云平台(通过Wi-Fi/Ethernet模块)。 智能设备控制: 如简易的智能照明系统、环境监测终端。 每个案例都将详细阐述项目需求、硬件选型、电路设计要点、软件架构、关键代码实现、调试过程和性能优化,帮助读者掌握从概念到实现的完整流程。 本书的特色: 系统性与前瞻性: 覆盖了从基础理论到高级应用的全方位知识体系,并聚焦于当前和未来嵌入式领域的核心技术——ARM Cortex-M系列。 理论与实践紧密结合: 每一章节的理论讲解都伴随着相应的实验和案例,确保读者能够学以致用。 案例丰富且实用: 精选了大量贴近工业和消费电子实际需求的案例,帮助读者快速提升项目开发能力。 语言通俗易懂,逻辑清晰: 即使是初学者,也能在清晰的讲解和循序渐进的引导下,逐步掌握嵌入式系统设计的奥秘。 代码示例规范且高效: 提供的代码示例均经过严格测试,质量高,易于理解和修改。 通过学习《嵌入式系统设计与实践:基于ARM Cortex-M系列微控制器》,您将能够: 熟练掌握ARM Cortex-M系列微控制器的内部工作原理和核心架构。 高效地使用各种外设接口,实现复杂的功能。 掌握嵌入式软件的开发流程、调试技巧和优化方法。 具备独立设计、开发和实现中小型嵌入式系统的能力。 为进一步深入研究嵌入式操作系统、嵌入式Linux、实时通信等领域打下坚实的基础。 无论您是想入门嵌入式开发,还是希望提升现有技能,《嵌入式系统设计与实践:基于ARM Cortex-M系列微控制器》都将是您不可或缺的学习伙伴。让我们一起开启精彩的嵌入式系统探索之旅!

作者简介

目录信息

第1章 微型计算机基础 1.1 计算机中数的表示及运算 1.1.1 二进制、十进制、十六进制数的表示及转换 1.1.2 二进制和十六进制数的运算 1.1.3 计算机中数和字符的表示 1.1.4 几种基本逻辑运算 1.2 微型计算机概述 1.2.1 微型计算机的基本结构 1.2.2 指令程序和指令系统 1.2.3 CPU的结构与功能 1.2.4 存储器的结构和功能 1.2.5 程序的执行过程 1.2.6 程序执行过程举例 1.2.7 CPU对外设的操作及举例第2章 单片机技术概述第3章 MSP430单片机硬件结构及原理第4章 MSP430单片机指令系统与程序设计第5章 MSP430单片机片内外设及其应用第6章 MSP430单片机硬件设计及接口技术第7章 MSP430单片机应用系统设计实例附录A MSP430指令速查表附录B MSP430x1xx模块空间分配附录C MSP430x14x.h头文件附录D 并口JTAG仿真器原理图附录E ASCII字符表附录F 中文字符表参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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当我拿到《MSP430单片机原理与应用实例详解》这本书的时候,我并没有立刻上手,而是先通读了一遍目录和各章节的摘要。我惊讶于它内容的广度和深度。这本书不仅仅局限于MSP430芯片本身,还为读者构建了一个完整的嵌入式开发生态系统的认知框架。例如,在讲解开发环境搭建时,它并没有仅仅介绍CCS(Code Composer Studio)或者IAR Embedded Workbench,而是也简单提及了Keil MDK等其他主流的IDE,并分析了各自的优缺点,这对于初学者来说,能够帮助他们做出更适合自己的选择。更让我惊喜的是,书中在讲解外设接口时,不仅仅停留在寄存器操作层面,还涉及到与外部传感器、执行器等硬件的连接和通信协议。比如,在介绍ADC时,书中就给出了连接热敏电阻等传感器的电路图和读取模拟值的代码示例;在介绍UART通信时,则展示了如何与PC机进行串口通信,或者如何与其他单片机进行数据交换。这些实例的引入,极大地增强了书本的实用性和启发性。我特别喜欢其中一个关于“低功耗模式下的唤醒机制”的章节,作者通过详细的图示和代码,解释了如何利用外部中断或定时器中断来从深度睡眠模式唤醒MSP430,这对于开发需要长时间待机且仅在特定事件发生时才工作的嵌入式设备至关重要。这本书的语言风格也比较平实,不浮夸,每一句话都感觉是用心写出来的,字里行间透露着作者对单片机技术的深刻理解和丰富的实践经验。

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在我看来,《MSP430单片机原理与应用实例详解》这本书,就像一位经验丰富的老师,能够循序渐进地引导我掌握MSP430单片机的精髓。书的开篇部分,作者并没有急于深入技术细节,而是从单片机在现代科技中的地位和作用开始讲起,让我对这个领域有了宏观的认识。接着,逐步深入到MSP430系列单片机的家族概览,不同型号的特点,以及它们在市场上的应用领域,这为我后续的学习指明了方向。我特别欣赏书中对于MSP430的CPU核心的讲解,它详细介绍了MSP430的RISC指令集架构,包括指令的长度、寻址方式、寄存器组织等。作者通过对比的方式,让我明白了RISC架构相比于CISC架构在效率和功耗上的优势。而且,书中还列举了大量常用指令的汇编代码示例,虽然我并不需要精通汇编,但通过这些示例,我能够更深刻地理解MSP430的底层工作原理,以及C语言代码在编译后是如何转化为机器指令的。此外,书中对于中断系统的讲解也相当到位。它详细阐述了中断的产生、优先级、嵌套以及中断服务程序的编写要点,这对于我编写高效、可靠的实时控制程序至关重要。书中通过一个“外部中断响应”的实例,让我真实地体验到了中断在事件驱动型应用中的威力。

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《MSP430单片机原理与应用实例详解》这本书,我最欣赏它对知识点的讲解方式,即“由浅入深,由表及里”。它没有回避那些相对复杂的概念,而是用清晰的逻辑和丰富的示例来解释它们。例如,在讲解MSP430的内存组织时,书中不仅区分了Flash、RAM和EEPROM,还详细介绍了它们的物理结构、访问速度、擦写寿命以及在程序运行时的作用。这对于我理解程序如何存储、数据如何读写,以及如何合理地分配内存空间,提供了非常重要的指导。此外,书中还专门开辟了一个章节来讲解MSP430的调试技术。作者介绍了如何使用仿真器(如MSP-FET)进行硬件调试,包括设置断点、单步执行、观察变量、内存监视等。书中还分享了一些实用的调试技巧,例如如何利用printf语句进行软件调试,如何使用Watchdog Timer来防止程序死锁等。这些调试经验对于解决开发过程中遇到的各种疑难问题非常有帮助。我还发现,书中在介绍每个外设时,都非常注重其工作原理和实际应用场景的结合。例如,在讲解UART通信时,书中不仅说明了UART的收发机制、波特率的设置,还给出了如何通过UART与PC机进行数据交换的完整示例,这让我能够快速地将学到的知识应用到实际项目中。

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《MSP430单片机原理与应用实例详解》这本书,我最欣赏它的地方在于其“实例详解”这四个字。很多单片机书籍可能在原理讲解上做得不错,但一旦涉及到实际应用,就显得有些捉襟见肘,要么实例过于简单,要么代码晦涩难懂。《MSP430单片机原理与应用实例详解》在这方面做得非常出色。它选择的实例都非常贴合实际的开发需求,并且对每一个实例都进行了深入的解析。例如,在讲解“数字电压表”的实例时,书中不仅仅给出了如何使用ADC采集电压,还详细阐述了如何利用定时器实现精确的采样频率,如何处理ADC的转换结果,以及如何通过LCD显示屏将读取到的电压值直观地呈现出来。对于每一个步骤,书中都提供了清晰的C语言代码,并且对代码中的关键部分进行了详细的注释和解释。这让我能够清晰地理解每一行代码的作用,以及它们是如何协同工作来实现最终的功能的。我尤其喜欢书中对于“数据处理与显示”部分的讲解。很多时候,硬件接口的调试相对容易,但如何将采集到的原始数据进行有效的处理,并以友好的方式呈现给用户,才是真正考验开发能力的地方。这本书在这方面提供了很多宝贵的经验和技巧,比如滤波算法、数据格式转换、显示驱动等。读完这些实例,我感觉自己不仅仅是学会了MSP430,更是掌握了一套完整的嵌入式项目开发流程。

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这本书的内容非常扎实,尤其是在深入剖析MSP430的内部工作原理时,作者展现出了极高的专业性和严谨性。我特别欣赏它对于时钟系统、中断控制器以及各种外设模块的讲解。对于时钟系统,它不仅解释了晶振、锁相环(PLL)和数控振荡器(DCO)的工作原理,还详细阐述了如何根据应用需求进行时钟源的选择和配置,以及不同时钟模式对功耗和性能的影响。这一点对于需要精确控制时间和低功耗的应用场景至关重要。当我读到中断控制器的部分,感觉像是醍醐灌顶。作者将中断比作“急救电话”,解释了中断的优先级、嵌套以及中断服务程序的编写规范,这让我对MSP430响应外部事件的机制有了更深刻的认识。书中还详细介绍了I/O端口、定时器/计数器(Timer_A, Timer_B)、模拟数字转换器(ADC)、串行通信接口(UART, SPI, I2C)等常用外设。对于每个外设,作者都提供了详细的寄存器配置方法,以及常用的工作模式和应用场景。例如,在讲解定时器时,书中详细列举了如何利用定时器实现PWM(脉冲宽度调制)输出,这对于控制电机、LED亮度等应用至关重要。而且,作者并没有仅仅停留在理论层面,而是结合实际的硬件和软件代码,一步步地演示如何配置和使用这些外设。这对我来说非常有帮助,因为理论知识只有与实践相结合,才能真正转化为能力。我尤其喜欢书中关于“应用实例”的部分,这些实例设计得非常贴合实际,从简单的LED闪烁到稍复杂的温湿度采集和显示,都能够让我将学到的理论知识运用到实践中,从而加深理解。

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这本书简直是给我打开了一扇新世界的大门!一直以来,我对单片机这个概念都停留在“听说过”的层面,觉得它很高深莫测,离我这个普通爱好者有点远。但当我翻开《MSP430单片机原理与应用实例详解》这本书时,那种敬畏感瞬间消散,取而代之的是一种跃跃欲试的冲动。作者并没有上来就堆砌晦涩难懂的术语,而是从最基础的概念讲起,比如什么是单片机,它有哪些核心组成部分,以及MSP430系列单片机在整个单片机家族中扮演的角色。一开始,我对微处理器、微控制器、单片机的区别还有些模糊,但书中通过形象的比喻和清晰的图示,让我一下子就理清了它们之间的逻辑关系。特别是讲到MSP430的架构时,它并没有直接给我看复杂的寄存器图,而是先从整体的冯·诺依曼和哈佛结构讲起,然后过渡到MSP430独有的高效精简指令集(RISC)设计,这一点让我觉得非常到位。而且,书中的理论讲解并非空中楼阁,每讲到一个重要的概念,都会立刻联系到实际的硬件特性,比如当讲到MSP430的低功耗设计时,会立刻延伸到它的几种工作模式(Active, LPM0-LPM4),以及在不同模式下功耗的变化,这让我对MSP430“超低功耗”的称号有了直观的理解,也为后续我想要自己动手做一些电池供电设备打下了基础。书中的一些小技巧,比如如何选择合适的开发板,如何搭建基本的开发环境,虽然看似简单,但对于初学者来说,却能省去不少摸索的时间和精力,避免了可能遇到的“环境配置地狱”。总之,这本书让我对MSP430单片机产生了浓厚的兴趣,也让我觉得,原来学习单片机并没有想象中那么困难,关键在于找到一本好的入门书籍,而这本书无疑就是我遇到的那本。

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这本书的内容非常有深度,尤其是对于MSP430的内部时钟系统和电源管理模块的讲解,堪称教科书级别。我一直对单片机的时钟是如何工作的感到好奇,这本书给了我一个非常清晰的答案。作者详细介绍了MSP430的时钟源,包括内部低频振荡器(LFOSC)、内部高频振荡器(HFOSC)、外部晶振以及数控振荡器(DCO)。更重要的是,书中详细阐述了时钟管理单元(CMU)和数控振荡器(DCO)是如何协同工作的,以及如何通过配置寄存器来设置不同的时钟频率、选择时钟源,并对不同时钟源的精度、功耗进行了对比分析。这一点对于需要精确控制时间和优化功耗的应用场景至关重要。当我看到关于电源管理模块(PMM)的章节时,我更是大开眼界。书中详细讲解了PMM的各种功能,包括电压监控、上电复位(POR)、欠压复位(BOR)以及低压检测(LVD)。作者通过图示和实例,清晰地展示了如何利用PMM来保证芯片在电压不稳定的情况下也能稳定工作,以及如何实现更精细的电源控制。这本书的语言风格也非常严谨,大量的技术术语使用得当,并且都给出了清晰的解释。我觉得,对于想要深入理解MSP430底层硬件原理的读者来说,这本书绝对是不可多得的参考资料。

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这本书的内容体系非常完整,它为读者提供了一个从零开始学习MSP430单片机的完整路径。《MSP430单片机原理与应用实例详解》的章节设计非常有条理,从基础的单片机概念介绍,到MSP430的硬件架构,再到各种核心外设的讲解,最后落脚到丰富的应用实例,环环相扣,逻辑清晰。我尤其喜欢书中关于“开发环境搭建”的章节。作者详细介绍了主流的MSP430开发环境,如TI的Code Composer Studio (CCS) 和IAR Embedded Workbench,并从安装、配置、工程创建、代码编写、编译下载和调试等各个方面进行了详细的指导。书中还提供了一些常见问题的解决方案,这对于初学者来说,能够有效地避免在搭建开发环境时遇到的各种坑。另外,本书在讲解外设时,不仅仅停留在理论层面,而是非常注重与实际硬件的结合。例如,在讲解ADC时,书中不仅介绍了ADC的转换原理、分辨率、采样率等参数,还给出了如何连接外部传感器,如何读取模拟信号,以及如何将采集到的数据进行处理和显示的实例。这些具体的应用实例,让抽象的理论知识变得生动具体,极大地增强了学习的趣味性和有效性。整本书的语言风格朴实易懂,即使是初学者,也能相对轻松地理解其中的内容。

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《MSP430单片机原理与应用实例详解》这本书,在我看来,是一本真正意义上的“工具书”。它不是那种看完一遍就束之高阁的书籍,而是在我后续的MSP430开发过程中,我经常会翻阅其中的某个章节,去查找特定的资料或者确认某个配置细节。书中的章节划分逻辑清晰,从基础的硬件架构,到核心的指令系统,再到各种内置外设的详细讲解,最后落脚到丰富的应用实例,整个学习路径非常顺畅。我个人对书中关于MSP430指令集的讲解印象深刻。虽然我不是汇编语言的专家,但作者通过将复杂的汇编指令转化为易于理解的操作,让我大致了解了MSP430的精简指令集是如何高效地执行任务的。特别是书中对寻址方式的细致分析,让我明白 MSP430 的灵活性体现在哪里。此外,书中对于内存管理的讲解也相当到位,对于不同类型的内存(Flash, RAM)的特点和使用限制,都有清晰的描述,这在我进行嵌入式程序设计时,需要考虑代码和数据存储空间时,提供了重要的指导。我还发现,书中的一些附录内容也非常实用,比如MSP430系列芯片的选型指南,不同型号的特性对比,以及常用的开发工具介绍,这些信息对于读者在项目初期进行硬件选型和工具链搭建时,能够节省大量宝贵的时间。而且,书中的代码示例不仅仅是简单的“Hello World”,而是真正能够运行并实现特定功能的程序片段,这对于我学习如何组织和编写嵌入式C语言代码非常有帮助。

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这本书的内容质量非常高,尤其是它对MSP430的低功耗特性进行了系统而深入的阐述。对于嵌入式开发而言,功耗管理往往是项目成败的关键因素之一,而MSP430系列单片机正是以其优异的低功耗表现而著称。《MSP430单片机原理与应用实例详解》这本书,将这一优势发挥得淋漓尽致。作者从MSP430的电源管理模块(PMM)和复位与时钟系统(UCS)入手,详细讲解了其内部的低功耗设计理念。接着,书中深入分析了MSP430的几种低功耗模式(LPM0-LPM4)的特点、功耗消耗以及唤醒机制。通过大量详实的实验数据和图表,直观地展示了在不同工作模式下MSP430的功耗曲线,这让我对如何根据实际应用需求来选择最合适的低功耗模式有了清晰的认识。更重要的是,书中提供了一系列“省电技巧”的实例,比如如何合理关闭不使用的外设,如何利用定时器和中断在完成任务后迅速进入低功耗模式,以及如何优化代码结构来减少CPU的运行时间。这些实践性的建议,对于我这种需要开发电池供电设备的开发者来说,简直是福音。我特别喜欢书中关于“功耗分析工具”的介绍,虽然书中没有直接提供工具,但它引导我了解了市面上一些常用的功耗测量方法和仪器,让我意识到,要真正实现低功耗,不仅要理解理论,还要学会测量和优化。

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难道我图书馆借的是盗版的?书中错的地方多的太多了吧。

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对初学者非常不友好。

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难道我图书馆借的是盗版的?书中错的地方多的太多了吧。

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对初学者非常不友好。

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