清華開發者書庫：ARM Cortex-M0與Cortex-M0+權威指南（第2版） pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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Jsoseph Yiu 著，吳常玉，張淑，吳衛東譯

圖書標籤:

ARM
Cortex-M0
Cortex-M0+
嵌入式
單片機
C語言
開發指南
清華大學齣版社
權威指南
微控製器
嵌入式係統

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齣版社：清華大學齣版社

ISBN：9787302473312

版次：1

商品編碼：12263829

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-11-01

用紙：膠版紙

頁數：608

字數：923000

具體描述

編輯推薦

本書是係統論述ARM Cortex-M0與Cortex-M0+處理器及其編程的圖書，作者Joseph Yiu是英國ARM公司的主管工程師，著有久負盛名的暢銷圖書《ARM Cortex-M3與Cortex-M4*威指南（第3版）》（清華大學齣版社）。本書適閤的讀者對象包括：嵌入式産品設計工程師、嵌入式軟件開發人員、電子愛好者以及學習嵌入式係統課程（ARM Cortex-M0與Cortex-M0+）的高年級本科生及研究生等。作者提供瞭詳實的配書工程源文件（見封麵下載地址）。
l 深度剖析係統模型、指令集以及中斷處理，以利於理解ARM Cortex-M0與Cortex-M0+的工作方式；
l 綜閤運用匯編語言和C語言實現的豐富的ARM Cortex-M0與Cortex-M0+編程案例，有助於快速動手實踐；
l 係統論述軟件的開發流程，並以常用軟件開發工具為例，介紹程序設計的實例及如何定位程序代碼問題和軟件移植等方麵的知識；
l 全麵揭秘從其他架構處理器進行軟件移植的方法，包括ARM7TDMI、ARM Cortex-M3以及8051微控製器移植的實例；
l 深入解析Cortex-M0和Cortex-M0+處理器架構特性的差異（如非特權執行等級、嚮量錶重定位）；
l 細緻分析瞭Cortex-M0+處理器的優勢，比如新的單周期I/O接口、更優的能耗效率、更高的性能以及微跟蹤緩衝（MTB）特性；
l 詳盡介紹瞭軟件開發工具方麵的新內容，如Keil MDK版本5、IAR Embedded Workbench for ARM、ARM gcc、CooCox及mbed使用示例；
l 提供瞭基於CMSIS-RTOS API的Keil RTX實時操作係統的新實例；
l 提供瞭Cortex-M0和Cortex-M0+微控製器使用實例，包括Freescale Freedom闆（FRDM-KL25Z）、STM32F0 Discovery、STM32L0 Discovery和NXP LPC1114（DIP封裝）麵包闆等。

內容簡介

本書是ARM公司微控製器係統級設計專傢Joseph Yiu的作品。本書全麵係統論述Cortex-M0與Cortex-M0+的內核、體係結構、指令集、編譯器、程序設計及軟件移植。全書共23章，近700頁。深度剖析係統模型、指令集以及中斷處理，以利於理解ARM Cortex-M0與Cortex-M0+的工作方式；綜閤運用匯編語言和C語言實現的豐富的ARM Cortex-M0與Cortex-M0+編程案例，有助於快速動手實踐；係統論述軟件的開發流程，並以常用軟件開發工具為例，介紹程序設計的實例及如何定位程序代碼問題和軟件移植等方麵的知識；全麵揭秘從其他架構處理器進行軟件移植的方法，包括ARM7TDMI、ARM Cortex-M3以及8051微控製器移植的實例；深入解析Cortex-M0和Cortex-M0+處理器架構特性的差異（如非特權執行等級、嚮量錶重定位）；細緻分析瞭Cortex-M0+處理器的優勢，比如新的單周期I/O接口、更優的能耗效率、更高的性能以及微跟蹤緩衝（MTB）特性；詳盡介紹瞭軟件開發工具方麵的新內容，如Keil MDK版本5、IAR Embedded Workbench for ARM、ARM gcc、CooCox及mbed的實例。另外，為便於讀者學習，全書提供瞭完整的案例源代碼！

作者簡介

Joseph Yiu 英國ARM公司資深專傢，12年半導體行業從業經曆（在ARM公司工作15年以上）。曾參與多個處理器設計項目，包括ARM Cortex-M3和Cortex-M0，並參與瞭多種ARM IP（知識産權）産品的開發。Joseph Yiu為微控製器係統級設計專傢，並涉獵瞭諸多相關領域，包括ARM Cortex-M係列微控製器軟件開發、微控製器市場以及片上係統設計技術。其他代錶性著作有《The Definitive Guide to the ARM Cortex-M3, 2nd Edition》、《The Definitive Guide to ARM Cortex-M3 and Cortex-M4 Processors, 3rd Edition》（中文翻譯版均由清華大學齣版社齣版發行）。

精彩書摘

第5章指令集

5.1指令集是什麼
所有的處理器在執行所需操作時，都要執行相應的指令序列，每條指令都定義瞭一個簡單操作，例如簡單的ALU運算、對存儲器係統的數據訪問以及程序跳轉操作等。

對於處理器而言，指令是以二進製代碼的形式齣現的，並且需要由內部硬件(指令解析器)進行解析，然後解析後的指令信息纔會被轉到執行階段。簡單處理器設計最少也要支持以下類型的指令：

�r 數據處理(加法、減法等算術運算，AND、OR等邏輯運算);
�r 存儲器訪問指令;
�r 程序流控製指令(跳轉、條件跳轉以及函數調用)。

另外，ARM Cortex�睲0和Cortex�睲0+處理器中還存在以下用途的指令：

�r 異常和OS支持；
�r 訪問特殊寄存器；
�r 休眠操作；
�r 存儲器屏障。

ARM Cortex�睲處理器支持的指令集名為Thumb，而Cortex�睲0和Cortex�睲0+處理器則隻支持其中的一個子集(56條指令)，這些指令多數為16位寬，隻有6個是32位的。
錶5.1列齣瞭Cortex�睲0/M0+處理器支持的基本的16位Thumb指令。
錶5.1Cortex�睲0和Cortex�睲0+處理器支持的16位Thumb指令
……

前言/序言

前言

從2011年開始，嵌入式係統技術有瞭很大的變化，當時本書的第一版剛好齣版。2012年，ARM發布瞭Cortex�睲0+處理器，並在2014年發布瞭Cortex�睲7。今天， Cortex�睲處理器應用廣泛，其中包括多種微控製器、混閤信號以及無綫通信芯片。
除瞭處理器設計，嵌入式軟件開發技術也有瞭一定的進步，隨著ARM Cortex�睲微控製器的廣泛應用，微控製器軟件開發人員在開發方麵也越發成熟。同時，隨著開發組件的優化，人們也在繼續改進電池壽命以及能耗效率。

有瞭這些變化，微控製器用戶需要快速適應新的技術，本書的這一版也有瞭許多新信息和內容的提升。除瞭和Cortex�睲0+處理器有關的信息外，還介紹瞭使用多種常見開發組件的例子。例如，本書詳細描述瞭微控製器低功耗特性的使用，並在一個簡單的應用中使用瞭RTOS。
由於物聯網（IoT）受到瞭越來越多的關注，且正在成為主流，越來越多的人都開始學習嵌入式編程。另外，許多高校在教學方麵，也從老式的8位和16位微控製器轉嚮瞭ARM Cortex�睲等32位處理器。因此，本書中的許多部分都進行瞭重新編寫，並且還加入瞭許多基本的例子，以滿足初學者、學生或業餘愛好者的需求。
當然，專業嵌入式軟件開發人員、研究人員或半導體産品設計人員等許多讀者都希望看到一些更加深入的信息，為瞭滿足這些人的需求，本書還增加瞭不少技術細節以及高級應用示例。
希望你能從本書中學到東西，並在下一個項目中使用Cortex�睲處理器時找到樂趣。
學習資源下載地址： http://booksite.elsevier.com/9780128032770。
Joseph

深入淺齣，掌握嵌入式係統的核心與未來在日新月異的科技浪潮中，嵌入式係統已滲透到我們生活的方方麵麵，從智能手機、物聯網設備到汽車電子、工業自動化，無處不在的身影彰顯著其不可或缺的重要性。而ARM Cortex-M係列處理器，以其高效、低功耗、高性價比的優勢，成為嵌入式係統設計領域當之無愧的王者。特彆是Cortex-M0與Cortex-M0+，作為ARM Cortex-M傢族的入門級和主力軍，以其精巧的設計和強大的擴展性，贏得瞭廣大開發者和企業的青睞。本書，正是為瞭幫助您在Cortex-M0/M0+的廣闊天地中，建立起堅實的理論基礎，掌握實用的開發技能，從而在嵌入式係統開發領域揚帆遠航而精心打造。我們深知，一本優質的技術書籍，不僅要講解“是什麼”，更要闡釋“為什麼”和“怎麼做”，並且要以一種清晰、嚴謹、富有洞察力的方式呈現。因此，本書在內容編排、知識深度和實踐指導上，力求達到行業的權威水平。為何選擇Cortex-M0/M0+？在深入講解Cortex-M0/M0+之前，讓我們先迴顧一下它們為何能在競爭激烈的嵌入式市場中脫穎而齣。極緻的低功耗設計： Cortex-M0/M0+在功耗方麵有著極其齣色的錶現，這對於電池供電的物聯網設備、可穿戴設備以及對能耗敏感的工業控製係統至關重要。通過精簡的指令集、優化的流水綫設計以及創新的電源管理技術，它們能夠在滿足性能需求的同時，將功耗降至最低。卓越的性價比：相比於更高端的處理器，Cortex-M0/M0+的授權成本和製造成本相對較低，這使得它們能夠廣泛應用於成本敏感的消費電子産品和大規模部署的物聯網解決方案中。豐富的生態係統： ARM公司構建瞭一個龐大而成熟的生態係統，包括大量的工具鏈、軟件庫、參考設計以及開發者社區。這意味著您在開發過程中，能夠獲得豐富的資源支持，加速開發進程，降低技術門檻。簡單易學的架構： Cortex-M0/M0+采用瞭ARMv6-M架構，其指令集相對精簡，更容易理解和掌握。對於初學者而言，這是一個絕佳的入門選擇，可以快速建立起對微處理器工作原理的認知。強大的性能潛力：盡管定位為入門級，Cortex-M0/M0+的性能足以應對許多中等復雜度的嵌入式應用。並且，它們支持中斷和異常處理，具備完善的外設接口，可以構建齣功能豐富且響應迅速的嵌入式係統。本書將帶您走嚮何方？本書的目標是為您提供一個全麵、深入的學習路徑，讓您從零基礎到精通Cortex-M0/M0+的開發。我們將循序漸進，涵蓋理論、實踐和進階等各個層麵。第一部分：築牢根基，理解Cortex-M0/M0+的精髓在這一部分，我們將從最基礎的概念入手，逐步深入到Cortex-M0/M0+處理器的核心架構和工作原理。嵌入式係統概述：首先，我們會對嵌入式係統進行一個宏觀的介紹，讓您瞭解其在現代科技中的地位，以及嵌入式係統開發的基本流程和挑戰。微處理器基礎知識：學習微處理器的工作原理，包括CPU、內存、I/O接口、中斷等基本概念，為後續的學習打下堅實基礎。 ARM架構概覽：介紹ARM公司及其在嵌入式領域的影響力，並簡要闡述ARM不同指令集架構的演進，讓您對ARM處理器有一個整體的認識。 Cortex-M0/M0+架構詳解：指令集架構（ISA）：詳細解析Cortex-M0/M0+所采用的ARMv6-M指令集，包括Thumb指令集，分析其設計哲學和效率。您將瞭解各種指令的格式、功能以及如何高效地運用它們。寄存器模型：深入剖析Cortex-M0/M0+的寄存器結構，包括通用寄存器、程序計數器、狀態寄存器（APSR）、堆棧指針（SP）、連接棧指針（MSP/PSP）以及嚮量錶偏移寄存器（VTOR）等。理解這些寄存器對於理解程序執行和中斷處理至關重要。流水綫與時鍾：講解Cortex-M0/M0+的流水綫工作機製，雖然它們采用的是兩級流水綫，但理解其工作原理有助於優化代碼性能。同時，會介紹時鍾係統的工作原理及其對處理器性能的影響。內存管理單元（MMU）與內存保護單元（MPU）：對於Cortex-M0/M0+，雖然通常不包含MMU，但會詳細介紹MPU（Memory Protection Unit）的功能和配置，以及它在係統安全性、穩定性方麵所起到的作用。中斷與異常處理：這是嵌入式係統開發的核心之一。我們將詳細講解Cortex-M0/M0+的中斷控製器（NVIC，Nested Vectored Interrupt Controller）的工作原理，包括中斷的優先級、使能、觸發以及中斷嚮量錶的概念。同時，深入分析各種異常（如復位、NMI、HardFault、SVC等）的産生和處理過程。低功耗特性：重點介紹Cortex-M0/M0+在低功耗方麵的設計，包括待機模式、休眠模式等，以及如何通過軟件手段來優化功耗。 Cortex-M0與Cortex-M0+的區彆與聯係：詳細對比Cortex-M0與Cortex-M0+在架構、指令集、性能、功耗以及擴展性等方麵的差異，幫助您根據實際應用需求做齣閤適的選擇。第二部分：實踐為王，掌握Cortex-M0/M0+的開發流程理論知識的掌握最終需要通過實踐來檢驗。在這一部分，我們將帶領您一步步走進實際的開發環境，體驗真實的應用開發。開發環境搭建：詳細指導您如何搭建Cortex-M0/M0+的開發環境，包括交叉編譯器的選擇（如GCC for ARM）、調試器的使用（如GDB）以及集成開發環境（IDE）的配置（如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、VS Code配閤PlatformIO等）。芯片選型與入門闆介紹：介紹市麵上常見的Cortex-M0/M0+係列微控製器（MCU），如意法半導體（STMicroelectronics）的STM32F0係列、NXP的LPC係列、微芯（Microchip）的SAM D係列等。並推薦一些適閤初學者的開發闆，幫助您快速上手。第一個程序：點亮LED：從最經典的“Hello, World!”——點亮LED開始，讓您熟悉開發流程的每一個環節：編寫代碼、編譯、下載、調試。 GPIO接口編程：深入講解通用輸入輸齣（GPIO）接口的配置與使用，包括輸入、輸齣、上拉/下拉電阻、復用功能等，為控製外部設備打下基礎。定時器與計數器：詳細介紹定時器（Timer）和計數器（Counter）的功能，包括定時、 PWM生成、輸入捕獲等。這將是您實現精確時間控製、驅動電機、生成音頻等應用的關鍵。中斷編程實戰：結閤GPIO、定時器等外設，進行豐富的中斷編程練習。您將學會如何編寫中斷服務函數（ISR），如何處理外部中斷、定時器中斷等。 UART通信：學習通用異步收發傳輸器（UART）的原理與編程，實現與PC或其他設備之間的數據串口通信，這是嵌入式開發中最常用的通信方式之一。 SPI與I2C通信：介紹串行外設接口（SPI）和集成電路互聯（I2C）協議，掌握與各種傳感器、存儲器、顯示屏等外設進行通信的方法。 ADC與DAC：學習模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）的工作原理和使用，實現對模擬信號的采集和對數字信號的輸齣，為處理現實世界的數據提供可能。低功耗模式的實際應用：將理論知識付諸實踐，演示如何在實際項目中應用Cortex-M0/M0+的低功耗模式，以延長電池壽命。第三部分：進階探索，提升Cortex-M0/M0+的應用能力在掌握瞭基礎知識和開發流程後，本書將帶領您進入更深入的領域，解鎖Cortex-M0/M0+更強大的應用潛能。實時操作係統（RTOS）入門：介紹實時操作係統（RTOS）的概念、作用以及在嵌入式係統中的重要性。我們將以一個輕量級的RTOS（如FreeRTOS）為例，講解任務管理、隊列、信號量、互斥鎖等核心概念，並展示如何在Cortex-M0/M0+上移植和使用RTOS，從而構建更復雜、更可靠的嵌入式係統。內存管理與優化：探討Cortex-M0/M0+的內存組織結構，以及如何進行有效的內存分配與管理。介紹一些內存優化技巧，以應對資源受限的嵌入式環境。固件更新（OTA）與 Bootloader：講解如何實現遠程固件更新（OTA）以及Bootloader的設計與實現。這將是構建可維護、可升級的嵌入式産品的關鍵技術。通信協議棧：針對物聯網應用，我們會介紹一些常用的通信協議，如MQTT、CoAP等，並演示如何在Cortex-M0/M0+上實現這些協議。嵌入式圖形界麵（GUI）的實現：探討如何在資源有限的Cortex-M0/M0+上實現簡單的圖形用戶界麵，例如使用 LVGL 等開源庫。嵌入式安全基礎：簡要介紹嵌入式係統麵臨的安全挑戰，並探討一些基本的安全措施，如數據加密、安全啓動等。調試技巧與性能分析：深入介紹高級的調試技巧，如使用邏輯分析儀、示波器等輔助工具，以及如何進行代碼性能分析和優化。麵嚮特定領域的應用案例：結閤實際應用場景，提供一些Cortex-M0/M0+在智能傢居、工業控製、醫療設備等領域的典型應用案例分析，幫助您將所學知識融會貫通，觸類旁通。本書特色與價值權威性：內容嚴謹，基於ARM官方文檔和多年的行業實踐經驗，力求呈現最準確、最前沿的知識。係統性：從基礎概念到高級應用，層層遞進，構建完整的知識體係，適閤不同層次的學習者。實踐性：大量貼閤實際的 C 語言代碼示例，配閤清晰的流程指導，讓您學以緻用，快速上手。前瞻性：關注嵌入式係統發展趨勢，涵蓋物聯網、RTOS、OTA等熱門技術，為您未來的職業發展提供助力。易讀性：語言通俗易懂，圖文並茂，力求讓復雜的技術概念清晰明瞭，避免晦澀難懂的錶述。無論您是計算機科學、電子工程專業的學生，還是從事嵌入式係統開發多年的工程師，又或是對物聯網、智能硬件充滿熱情的技術愛好者，本書都將是您探索Cortex-M0/M0+世界的理想夥伴。掌握瞭Cortex-M0/M0+，您將能夠駕馭無數的嵌入式應用，為構建更加智能、便捷、高效的未來貢獻力量。現在，就讓我們一同踏上這段激動人心的Cortex-M0/M0+技術之旅吧！

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

在最近一次關於嵌入式係統開發的深度探索中，我偶然翻閱瞭一本名為《清華開發者書庫：ARM Cortex-M0與Cortex-M0+權威指南（第2版）》的書籍。這本書的齣版，對於我這樣長期在嵌入式領域摸爬滾打的開發者來說，無疑是一次寶貴的機遇。我一直以來都對ARM Cortex-M係列微控製器，特彆是其低功耗、高性價比的M0和M0+核心情有獨鍾。然而，市麵上相關的權威性、係統性的中文資料相對稀缺，很多時候隻能依靠零散的英文技術手冊和官方文檔來啃讀，效率不高且容易遺漏關鍵細節。因此，當得知這本“權威指南”問世時，我內心充滿瞭期待。我希望這本書能夠係統地梳理Cortex-M0和Cortex-M0+的架構、指令集、中斷係統、低功耗模式等核心知識點，並且能夠深入淺齣地講解其工作原理和寄存器配置。更重要的是，我期望它能提供一些貼近實際應用的開發技巧和最佳實踐，例如如何有效地利用這些微控製器的資源進行高效的代碼編寫，如何優化功耗，以及如何在復雜的嵌入式環境中進行調試。這本書的齣現，或許能填補我在這方麵的知識空白，並為我的項目開發提供更堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

最近，我一直沉迷於對微控製器底層的鑽研，尤其是那些體積小巧但功能強大的ARM Cortex-M0和Cortex-M0+係列。在我看來，這些微控製器雖然入門門檻較低，但要真正發揮它們的全部潛力，還需要對它們的內部架構有著相當程度的理解。我常常在想，為什麼在某些情況下，我的代碼會比預期的消耗更多的能量？又或者，為什麼中斷響應的速度不如我所設想的那樣迅速？這些問題往往指嚮瞭對微控製器底層工作機製的理解不夠深入。因此，我非常渴望能夠找到一本能夠詳細解析Cortex-M0/M0+指令集、寄存器、堆棧操作、流水綫以及其特有的低功耗模式的書籍。我希望這本書能夠像一位循循善誘的導師，不僅告訴我“是什麼”，更能告訴我“為什麼”和“怎麼做”，從而幫助我成為一名更齣色的嵌入式開發者。

評分☆☆☆☆☆

最近，我一直在尋找一本能夠幫助我更深入理解嵌入式係統底層機製的書籍，尤其是在微控製器硬件層麵。我深知，對於任何一個嵌入式開發者而言，對所使用的核心架構有透徹的理解，是開發齣高效、穩定、可靠産品的基石。Cortex-M0和Cortex-M0+作為ARM公司推齣的入門級、超低功耗的微控製器核心，在物聯網、傳感器節點、可穿戴設備等領域得到瞭廣泛的應用。然而，很多時候我們僅僅是調用現成的庫函數或者使用IDE提供的工具鏈，而對其底層運作的原理缺乏深入的認識。這導緻在遇到一些性能瓶頸、功耗優化難題或者奇怪的bug時，往往束手無策。因此，我非常希望能夠通過閱讀一本權威的指南，係統地學習Cortex-M0/M0+的指令集、存儲器映射、總綫接口、時鍾與電源管理、異常與中斷處理等關鍵技術。我希望這本書能夠像一位經驗豐富的老兵，為我詳細講解這些微控製器在幕後是如何工作的，以及如何通過精細的配置和編程，最大限度地挖掘它們的潛力。

評分☆☆☆☆☆

在我的職業生涯中，ARM Cortex-M係列微控製器一直是我的工作重心之一。特彆是Cortex-M0和Cortex-M0+，以其卓越的能效比和成本效益，在許多資源受限的嵌入式應用中扮演著至關重要的角色。然而，隨著項目需求的日益復雜，以及對産品性能和功耗的更高要求，我越來越感覺到自己在底層硬件理解上的不足。我常常在想，如果我能更深入地理解Cortex-M0/M0+的處理流程，更精妙地控製其內存訪問和中斷響應，甚至能夠更靈活地利用其低功耗特性，那麼我的開發效率和産品質量必然會得到顯著提升。我一直渴望一本能夠真正“權威”地闡述這些核心的中文書籍，它不僅要覆蓋基礎的架構特性，更要能觸及到一些高級的優化技巧和調試方法。這本書的齣現，讓我看到瞭填補這一知識鴻溝的希望，我期待它能夠成為我手中一把利器，幫助我徵服那些棘手的技術挑戰。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在嵌入式係統領域摸索多年的開發者，我深知微控製器底層知識的重要性。ARM Cortex-M0和Cortex-M0+係列，憑藉其超低的功耗和優秀的成本效益，已經成為眾多物聯網設備和嵌入式解決方案的首選。然而，在實際開發過程中，我常常遇到一些瓶頸，例如如何更有效地進行低功耗設計，如何優化代碼以獲得更好的性能，或者如何深入理解和利用其特有的中斷和異常處理機製。這些問題往往需要對微控製器的核心架構有更透徹的理解。我一直在尋找一本能夠提供係統性、權威性的指導，幫助我深入掌握Cortex-M0/M0+的內部工作原理、指令集、寄存器配置以及相關的開發技巧。我期待這本書能夠成為我的得力助手，填補我在這一領域的知識空白，並幫助我解決在實際項目中遇到的各種挑戰。

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有封皮

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紙質不錯字跡清楚

評分☆☆☆☆☆

書不錯，挺實用的。物流不錯。

評分☆☆☆☆☆

東西不錯，書是正版，快遞速度快。

評分☆☆☆☆☆

紙質不錯字跡清楚