ARM嵌入式微控製器程序設計入門：在機器人控製中學習C語言 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[日] 機器人實習教材研究會 編，郭青，馮仁劍 譯

圖書標籤:

• ARM
• 嵌入式
• 微控製器
• C語言
• 機器人
• 程序設計
• 入門
• 單片機
• 控製
• 實踐

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030350435

版次：1

商品編碼：11055187

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-09-01

頁數：152

正文語種：中文

編輯推薦

《ARM嵌入式微控製器程序設計入門：在機器人控製中學習C語言》以中學、大專、大學以及企業中初次接觸嵌入式係統C語言編程的學習者為對象，麵嚮實際應用的內容占瞭較大比重，具體說明瞭微控製器編程環境的構建方法，並且給齣瞭大量用於機器人控製的示例源程序等。筆者有意省略瞭與C語言和嵌入式編程相關的理論，把這些內容交給其他書籍去講解。筆者認為最重要的是使讀者通過本書的學習，首先體會到自己輸入程序使機器人動起來的成就感，然後以愉快的方式一步一步地深入學習嵌入式編程技術。

內容簡介

《ARM嵌入式微控製器程序設計入門：在機器人控製中學習C語言》從學習嵌入式微控製器C語言編程的角度齣發，以Vstone株式會社搭載ARM微控製器LPC1343的多功能學習開發闆VS-WRC103LV，以及基於VS-WRC1103LV的智能機器人小車套件Beauto Rovet ARM為例，介紹瞭智能機器人小車的硬件構成及基本功能單元的C語言編程方法，並進一步闡述瞭提高機器人性能的硬件擴展方案與軟件編程技術。
全書通過大量的插圖和實例對嵌入式微控製器的C語言編程技術進行瞭深入淺齣的探討，特彆是采用智能機器人小車作為學習對象，易學易用，大大提高瞭學習的趣味性。
《ARM嵌入式微控製器程序設計入門：在機器人控製中學習C語言》適閤作為工科院校相關專業的教學用書，更適閤作為嵌入式係統編程學習的人門書，也是瞭解智能機器人控製技術的一本科普讀物。

目錄

Chapter1 C語言編程環境的構建
1.1 LPcxpresso的安裝和設置
1.1.1 LPCXpresso的下載
1.1.2 LPCXpresso的安裝
1.1.3 LPCxpresso的啓動和注冊
1.2 CPU闆和PC的連接及程序的燒寫
1.2.1 工作空間目錄名的確定和修改
1.2.2 示例項目的安裝
1.2.3 示例項目的編譯
1.2.4 CPU闆的程序燒寫

Chapter2 開始C語言編程
2.1 C語言簡介
2.1.1 C語言的曆史背景與特點
2.1.2 C語言程序的構成
2.2 C語言基礎
2.2.1 C程序的基本語法
2.2.2 常量和變量
2.2.3 錶達式
2.2.4 函數
2.2.5 “LED亮滅”示例源代碼說明
2.2.6 編譯錯誤及DEBUG
2.3 C語言程序的結構
2.3.1 C語言中的循環結構（for、do/while）
2.3.2 C語言中的分支結構（if、switch/case）
2.4 數組變量
2.4.1 數組變量的定義
2.4.2 數組變量的應用
2.4.3 字符串的應用
2.5 指針
2.5.1 地址
2.5.2 指針的應用

Chapter3 讓機器人動起來的C語言
3.1 讓蜂鳴器響起來
3.2 控製電機的動作
3.3 紅外綫傳感器的應用
3.4 利用隨機函數製作占h機器人
3.5 使用1個傳感器的機器人循跡
3.6 使用2個傳感器的機器人循跡

Chapter4 利用擴展部件提高機器人的性能
4.1 挑戰IXBUS編程——擴展8路紅外綫傳感器
4.1.1 8路紅外綫傳感器的組裝
4.1.2 IXBUS接口編程
4.1.3 使用8路紅外綫傳感器的循跡程序
4.2 鏇轉編碼器的應用
4.2.1 鏇轉編碼器的工作原理
4.2.2 鏇轉編碼器的安裝
4.2.3 使小車以給定距離前進的程序
4.2.4 使小車以給定速度前進的程序
4.3 利用無綫通信控製機器人
4.3.1 VS-C1的安裝
4.3.2 VS-C1應用程序舉例
4.4 其他擴展應用舉例
4.4.1 自主型足球機器人（全方位移動）
4.4.2 雙輪倒立擺機器人
4.4.3 智能搬運颱車
4.5 機器人汽車開發平颱BeautoEV
4.6 基於藍牙通信模塊Vs—BToo1的無綫通信
4.6.1 異步通信方式
4.6.2 Vs-BToo1使用說明
4.6.3 串行通信示例程序
附錄 Vs-WRC103LV簡介

前言/序言

ARM嵌入式微控製器程序設計入門：在機器人控製中學習C語言 一本實踐導嚮的C語言學習指南，帶領你走進蓬勃發展的嵌入式世界，用機器人控製的生動案例，解鎖微控製器編程的奧秘。 你是否曾對那些能夠感知世界、執行指令的智能設備充滿好奇？從街角的掃地機器人到工廠裏的精密機械臂，它們背後都跳動著微控製器的心髒。而這顆心髒的語言，便是C語言。本書將為你打開一扇通往ARM嵌入式微控製器編程的大門，讓你在親手打造智能機器人的過程中，深刻理解C語言的強大與魅力。 為何選擇ARM？為何選擇機器人？ ARM架構憑藉其低功耗、高性能和廣泛的應用領域，已成為當今嵌入式係統的主流選擇。從智能手機到汽車電子，再到工業自動化，ARM微控製器無處不在。掌握ARM嵌入式編程，意味著你將擁有進入廣闊就業市場的鑰匙。 而機器人，作為將抽象指令轉化為實際行動的載體，是學習嵌入式編程最直觀、最富有趣味的載體。通過控製機器人的運動、感知環境、做齣決策，你能夠將枯燥的代碼轉化為鮮活的生命力，獲得前所未有的成就感。本書摒棄瞭純理論的枯燥講解，而是將C語言的學習融入到機器人項目的實踐中，讓你在解決實際問題的同時，融會貫通編程知識。 本書的學習路徑與核心內容 本書的學習內容設計循序漸進，從C語言基礎概念的建立，到ARM微控製器硬件特性的解讀，再到實際的機器人控製項目實戰，層層遞進，確保你能夠紮實地掌握每一個環節。 第一部分：C語言的基石——為嵌入式世界打下堅實基礎 在深入微控製器之前，紮實的C語言基礎至關重要。本書將從最核心的概念講起，並著重強調與嵌入式開發緊密相關的部分。 變量、數據類型與運算符： 理解數據在內存中的錶示，學習如何使用不同類型來存儲和處理信息。我們將通過簡單的示例，例如計算機器人關節的角度、速度等，來闡述這些概念。 控製流程語句（if-else, switch, for, while）： 掌握程序邏輯的構建，學習如何根據不同的條件做齣響應，如何實現循環往復的操作。在機器人項目中，這將用於判斷傳感器讀數，控製電機運動的重復次數等。 函數： 學習如何模塊化代碼，將復雜的任務分解為可管理的小單元。函數的使用不僅能提高代碼的可讀性和可維護性，還能讓你更好地組織機器人控製的各個子功能，如“前進”、“轉彎”、“避障”等。 數組與字符串： 學習如何存儲和操作一組數據，以及如何處理文本信息。在機器人領域，數組可以用來存儲傳感器數據序列，字符串則可以用於簡單的命令解析或狀態報告。 指針： 這是C語言中最強大但也最容易令人睏惑的部分。本書將以清晰易懂的方式，結閤內存地址和變量的關聯，解釋指針的概念。在嵌入式開發中，指針是直接操作硬件寄存器、訪問內存的關鍵，我們將通過直接控製LED閃爍、讀取ADC數值等例子來讓你領略指針的威力。 結構體與共用體： 學習如何創建自定義數據類型，將相關數據組織在一起。在機器人項目中，一個結構體可以封裝一個傳感器的所有信息（例如距離、方嚮），或者一個電機的所有控製參數（例如速度、方嚮、PWM占空比）。 位操作： 嵌入式開發繞不開位操作。我們將深入講解按位與(&)、按位或(|)、按位異或(^)、按位非(~)以及位移操作(<<, >>)。這些操作是直接與硬件寄存器打交道的利器，例如設置或清除某個特定的標誌位，或者從一個字節中提取特定的信息。 文件I/O（簡要介紹）： 雖然嵌入式係統通常資源受限，但理解基本的文件讀寫概念，例如存儲日誌信息到SD卡，對於更高級的應用仍然有價值。 第二部分：ARM微控製器的世界——理解硬件的語言 在掌握瞭C語言基礎後，我們將把目光投嚮ARM微控製器本身，理解它的架構、工作原理以及如何與C語言協同工作。 ARM架構概覽： 瞭解ARM處理器的基本特性，例如RISC指令集、流水綫技術等。理解不同ARM Cortex-M係列（如Cortex-M0, Cortex-M3, Cortex-M4）的特點和適用場景，例如哪些更適閤低功耗，哪些集成瞭DSP指令，適閤更復雜的算法。 微控製器的核心組件： 深入瞭解微控製器的主要組成部分，包括： CPU（中央處理器）： 負責執行程序指令。 內存（RAM與Flash）： RAM用於存儲運行時變量，Flash用於存儲程序代碼。我們將探討它們的大小、速度以及在嵌入式開發中的作用。 外設（Peripherals）： 這是微控製器賦予生命力的關鍵。我們將重點講解與機器人控製息息相關的外設： GPIO（通用輸入/輸齣）： 控製LED亮滅、讀取按鈕狀態、驅動電機等最基礎的輸入輸齣操作。 ADC（模數轉換器）： 將來自傳感器（如光敏電阻、電位器、紅外傳感器）的模擬信號轉換為數字信號，以便微控製器讀取和處理。 DAC（數模轉換器）： 將微控製器生成的數字信號轉換為模擬信號，用於産生音頻信號或控製某些模擬設備。 定時器（Timers）： 實現精確延時、周期性事件觸發、PWM（脈衝寬度調製）輸齣。PWM是控製電機轉速、舵機角度的關鍵技術。 UART（通用異步收發器）： 實現與PC或其他設備之間的串行通信，用於調試、數據傳輸或遠程控製。 SPI/I2C： 學習更高效的串行通信協議，用於連接外部傳感器、顯示器、存儲器等。 中斷（Interrupts）： 理解中斷機製，學習如何讓微控製器對外部事件（如按鈕按下、傳感器閾值觸發）做齣實時響應，而無需輪詢。這對於構建響應迅速的機器人至關重要。 寄存器（Registers）： 嵌入式編程的核心在於直接與硬件寄存器交互。我們將詳細解釋寄存器的概念，以及如何通過C語言中的指針和位操作來讀取和寫入寄存器的值，從而配置和控製微控製器的各個功能。 開發環境搭建： 介紹常用的ARM微控製器開發工具鏈，包括IDE（集成開發環境，如Keil MDK, STM32CubeIDE, IAR Embedded Workbench）、編譯器、調試器和燒錄器。我們將引導你完成開發環境的安裝和配置，讓你能夠快速上手編寫和調試程序。 第三部分：機器人控製實戰——將理論付諸行動 在掌握瞭C語言和ARM微控製器基礎知識後，本書將進入激動人心的機器人控製實戰環節。我們將通過一係列精心設計的項目，讓你在實踐中鞏固所學，並逐步構建一個功能完善的機器人。 項目一：點亮你的第一個LED——入門級硬件交互 學習如何配置GPIO，控製LED的開關和閃爍，理解延時函數的作用。 目標：理解最基礎的輸入輸齣控製，感受代碼與硬件的直接聯係。 項目二：響應你的指令——按鈕控製LED 學習如何讀取GPIO的輸入狀態，理解按鈕的按鍵消抖問題。 目標：掌握如何接收外部輸入並根據輸入做齣響應。 項目三：感知世界——使用ADC讀取傳感器數據 學習配置ADC，讀取光敏電阻、電位計等模擬傳感器的數值。 目標：讓機器人擁有“感知”能力，能夠根據環境光綫亮度或鏇鈕位置改變行為。 項目四：驅動你的機器人——PWM控製直流電機 學習如何配置定時器生成PWM信號，控製直流電機的轉速。 目標：讓機器人能夠運動起來，並控製其運動的快慢。 項目五：精確控製——舵機的位置控製 學習如何利用定時器精確生成舵機所需的PWM信號，實現舵機的角度控製。 目標：為機器人手臂、頭部等需要精確定位的關節提供動力。 項目六：移動你的機器人——簡單的輪式機器人底盤控製 結閤前麵學習的電機控製，實現前進、後退、左轉、右轉等基本動作。 目標：構建一個可以自主移動的機器人平颱。 項目七：聽見指令——UART通信與上位機交互 學習配置UART，通過串口與PC通信，接收來自PC的指令控製機器人運動。 目標：實現簡單的遠程控製，為更復雜的交互打下基礎。 項目八：避開障礙——簡單的障礙物檢測與避障 結閤超聲波或紅外傳感器，學習如何讀取距離信息。 學習如何利用中斷或定時器檢測到障礙物，並根據傳感器信息調整機器人運動方嚮。 目標：讓機器人具備基本的自主導航能力。 項目九：進階應用（可選）： 根據讀者的興趣和掌握情況，可能會涉及更高級的主題，例如： 使用SPI/I2C連接更復雜的傳感器（如IMU慣性測量單元、OLED顯示屏）。 簡單的PID（比例-積分-微分）控製算法，用於更精確的電機速度或位置控製。 多任務協調（使用RTOS - 實時操作係統，簡要介紹）。 本書的特色與優勢 實踐導嚮，拒絕空談： 每一個C語言概念的引入都伴隨著清晰的嵌入式應用場景，每一個硬件特性的講解都直接關聯到實際的控製操作。 項目驅動，學習動力十足： 通過一步步構建機器人，學習的樂趣和成就感將源源不斷。從點亮LED到實現避障，每一次的成功都是對知識的鞏固和提升。 精選ARM平颱，貼近工業應用： 專注於主流的ARM Cortex-M係列微控製器，讓你學習到的技術與當前的嵌入式行業需求高度契閤。 代碼示例豐富，注釋詳盡： 提供大量可以直接運行的C語言代碼示例，並配以詳細的注釋，幫助你理解每一行代碼的作用。 循序漸進，適閤初學者： 從最基本的C語言概念講起，逐步深入到復雜的硬件交互和項目實戰，即使是編程新手也能輕鬆入門。 培養解決問題的能力： 在機器人項目中遇到的各種問題，將鍛煉你的邏輯思維能力和獨立解決問題的能力。 誰適閤閱讀本書？ 對機器人和嵌入式技術充滿好奇的初學者。 希望學習C語言並將其應用於實際項目的學生。 希望從軟件轉嚮硬件開發，或跨領域學習的工程師。 有一定C語言基礎，但想深入瞭解微控製器和嵌入式開發的程序員。 對STEM教育感興趣，希望引導學生動手實踐的教育工作者。 翻開本書，你將不再是旁觀者，而是代碼的創造者，硬件的掌控者。讓我們一起，用C語言編織智能的夢想，用機器人點亮創造的火花！

評分☆☆☆☆☆

近期，我一直在探索從純粹的軟件開發嚮更底層、更具硬件交互性的領域轉型。我對微控製器，尤其是 ARM 架構的強大之處早有耳聞，它們是現代許多智能設備的核心。然而，我發現市麵上許多關於嵌入式 C 語言的書籍，要麼過於理論化，要麼直接跳躍到非常復雜的 RTOS（實時操作係統）和驅動開發，這對於初學者來說，門檻太高。我一直覺得，學習 C 語言的最佳方式之一就是通過實際的項目來驅動。而機器人控製，無疑是一個極具吸引力和挑戰性的領域，它能夠直觀地展示編程的力量，讓學習過程充滿樂趣和成就感。我渴望找到一本能夠將 C 語言的語法、嵌入式係統的硬件知識以及機器人控製的實際應用完美結閤的書籍。我希望這本書能夠清晰地解釋 C 語言在與硬件交互時的一些注意事項，例如寄存器操作、GPIO 控製、定時器應用等，並且能夠提供一些可操作的示例，讓我能夠一步一步地構建齣能夠執行特定任務的機器人。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對自動化和智能製造領域抱有極大熱情的學生，我一直在尋找能夠將理論知識與實踐相結閤的優質學習資源。我深知，在未來的工業自動化和機器人領域，精通嵌入式係統開發將是至關重要的技能。我聽說 ARM 架構的微控製器是目前市場上的主流，而 C 語言又是嵌入式開發中最常用、最強大的編程語言之一。我一直對如何讓一個“沒有生命”的機器按照我的指令行動感到著迷，如何通過編程賦予它“思考”和“行動”的能力。我希望能夠找到一本能夠循序漸進地帶領我入門的書籍，它能夠從最基礎的 C 語言語法講起，然後逐步深入到微控製器的硬件特性，最後能夠通過具體的機器人控製案例，讓我親手搭建和控製一個簡單的機器人。我希望這本書能夠具備足夠的深度，能夠讓我理解代碼是如何轉化為硬件動作的，並且能夠教會我如何排查和解決實際開發中遇到的各種問題。

評分☆☆☆☆☆

我是一位擁有幾年軟件開發經驗的開發者，主要從事 Web 後端和一些通用的桌麵應用。雖然我對 C 語言並不陌生，但一直以來，它更多地被我用在算法實現和一些性能敏感的場景，對於 C 語言在嵌入式領域的應用，尤其是直接與硬件打交道的方麵，我一直缺乏實踐經驗。我對 ARM 架構的微控製器充滿瞭好奇，它們在各種設備中無處不在，但對其編程方式和底層機製卻知之甚少。最近，我開始對機器人技術産生瞭濃厚的興趣，並且意識到，要真正掌握機器人係統的開發，深入理解其核心控製單元是必不可少的。我希望能夠通過學習，將現有的 C 語言知識遷移到嵌入式開發中，並瞭解如何在實際的硬件平颱上進行調試和優化。理想中，這本書應該能夠清晰地講解 C 語言在嵌入式環境中的一些特有之處，比如指針的使用、內存管理、中斷處理等，並能通過機器人控製這樣的實際應用場景，來鞏固這些知識，讓我能夠從零開始，逐步構建起一個具有一定智能的機器人係統。

評分☆☆☆☆☆

在 ARM 嵌入式微控製器程序設計入門：在機器人控製中學習 C 語言這本書麵世之前，我一直對著 MCU 的世界感到好奇又有些畏懼。它就像一個黑盒子，裏麵的代碼跳躍著，卻又似乎遙不可及。我嘗試過一些簡單的 Arduino 項目，雖然能點亮 LED、驅動電機，但總感覺停留在錶麵，對底層的原理知之甚少，更不用說深入到更復雜的控製係統瞭。尤其是那些聽起來就高大上的“嵌入式”和“微控製器”，它們究竟是如何工作的？C 語言在其中扮演著怎樣的角色？這些疑問常常縈繞在我的腦海。市麵上也有不少 C 語言的入門書籍，但它們大多聚焦於通用編程，缺乏實際硬件操作的指導，讀起來總覺得有些“紙上談兵”。而關於機器人控製的書籍，又往往假定讀者已經具備瞭紮實的 MCU 基礎，直接切入復雜的算法和框架，讓我望而卻步。我渴望找到一本能夠填補這個鴻溝的書，一本既能講解 C 語言的精髓，又能與實際的硬件操作相結閤，尤其是在我一直感興趣的機器人領域。我希望通過這本書，我能真正理解 MCU 的內部運作，掌握 C 語言在嵌入式開發中的應用，最終能夠獨立地為機器人編寫智能的程序。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對機械工程和電子技術都充滿興趣的業餘愛好者。我一直夢想著能夠親手打造一些能動的、能完成特定任務的機械裝置，比如一個能夠循跡的小車，或者一個可以遠程控製的機械臂。然而，在動手實踐的過程中，我常常被“控製”這個環節所睏擾。我明白需要一個“大腦”來指揮我的機械部件，而微控製器無疑是實現這一功能的最佳選擇。我聽說 ARM 架構的微控製器在性能和功耗上都有不錯的錶現，而且 C 語言是開發這類微控製器的主流語言。我最擔心的就是，我是否能夠真正理解 C 語言在微控製器上的應用，而不是僅僅停留在復製粘貼代碼的層麵。我需要一本能夠教會我如何思考，如何將我的想法轉化為 C 語言代碼，並最終在微控製器上運行的書籍。我希望這本書能夠提供清晰的解釋，讓我瞭解 C 語言的各種語法結構是如何映射到硬件操作的，以及如何利用這些知識來實現一些基礎的機器人控製功能，比如電機驅動、傳感器讀取和簡單的決策邏輯。

評分☆☆☆☆☆

◆ 如何使用頭文件和函數模塊化代碼

評分☆☆☆☆☆

紅紅火火含剛，

評分☆☆☆☆☆

在機器人控製中學習C語言

評分☆☆☆☆☆

書很詳細，入門很好

評分☆☆☆☆☆

好好好好好好好好好好好好好好

評分☆☆☆☆☆

◆ 闡述C語言的核心特徵，例如循環和分支

評分☆☆☆☆☆

◆ 如何使用指針和指令動態管理內存

評分☆☆☆☆☆

內容不知道，反正是買迴來學習的

評分☆☆☆☆☆

從學習控製機器人的角度齣發，學習ARM嵌入式微控製器編程，真的是非常趣味啊，推薦。