微型计算机控制技术 曾庆波,左晓英,陈秀芳著 9787564714314 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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曾庆波，左晓英，陈秀芳著 著

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出版社： 电子科技大学出版社

ISBN：9787564714314

商品编码：29521535847

包装：平装

出版时间：2013-04-01

基本信息

书名：微型计算机控制技术

定价：59.00元

作者：曾庆波,左晓英,陈秀芳著

出版社：电子科技大学出版社

出版日期：2013-04-01

ISBN：9787564714314

字数：378000

页码：288

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.440kg

编辑推荐

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内容提要

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　　《普通高等教育'十二五'规划教材:微型计算机控制技术》以单片机、可编程控制器、组态软件为背景介绍微型计算机控制技术。《普通高等教育'十二五'规划教材:微型计算机控制技术》对计算机控制系统中所涉及的基础理论和基本知识作了适当的介绍，在此基础上重点介绍了计算机控制系统中的常见技术和方法，并对近年来发展起来的新技术从应用的角度进行了介绍。内容包括：微型计算机控制系统概述、自动控制理论基础、输入输出接口技术、微型计算机控制系统的数据处理方法、典型数字控制器及实现方法、PLC及应用技术、组态软件及应用技术、微型计算机控制系统示例等。全书体系结构合理，内容丰富，注重实用性，突出应用技术，注重软件与硬件的有机结合，重点突出，层次分明，语言流畅，通俗易懂，书中通过示例的形式介绍应用技术，实用性强。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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智能时代的基石：嵌入式系统与微控制器深度解析 在数字化浪潮席卷全球的今天，微型计算机及其控制技术已不再是遥不可及的尖端科技，而是渗透进我们日常生活方方面面的核心驱动力。从智能手机、家用电器到工业自动化、汽车电子，乃至物联网的万物互联，无不彰显着微控制器（MCU）强大的计算能力和灵活的控制逻辑。这本《微型计算机控制技术》旨在为读者构建一个全面、深入的知识体系，揭示隐藏在诸多智能设备背后的科学原理与工程实践。 本书从微型计算机的基本构成出发，逐步深入到其核心——微控制器。我们将一同探索微控制器的内部结构，理解其工作原理，包括中央处理器（CPU）的指令集、运算逻辑、存储单元（RAM、ROM、Flash）的役割、以及各种接口（如GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC、PWM）的电气特性与通信协议。这些都是理解和掌握微控制器控制技术的基石。 硬件基础：剖析微控制器之心 本书将首先详尽介绍微型计算机的核心组成部分，重点聚焦于当今应用最为广泛的微控制器。我们将从一个宏观的视角出发，理解微控制器作为嵌入式系统的“大脑”如何整合计算、存储和输入/输出功能。 中央处理器（CPU）的奥秘：CPU是微控制器的核心，负责执行指令、处理数据。本书将深入剖析不同指令集架构（如ARM、RISC-V）的特点，讲解流水线、中断机制、缓存等概念，让读者理解CPU如何高效地完成各种计算任务。我们将探讨指令解码、执行、写回的流程，以及不同寻址方式的优劣，为后续的程序设计打下坚实基础。 存储器的角色与协同：微控制器内部集成了多种类型的存储器，每种都扮演着不可或缺的角色。我们将详细介绍RAM（随机存取存储器）的易失性读写特性，用于存放临时数据和程序堆栈；ROM（只读存储器）或Flash存储器的非易失性存储能力，用于固化程序代码和常量数据。理解它们的工作原理、访问速度以及内存管理机制，是实现高效程序运行的关键。 丰富的接口，连接世界：微控制器的强大之处在于其能够与外部世界进行交互。本书将系统介绍各种常用的输入/输出（I/O）接口。 通用输入/输出（GPIO）：作为最基础的接口，GPIO可以配置为输入或输出，用于控制LED、读取按键状态、驱动继电器等。我们将讲解其配置寄存器、上拉/下拉电阻、输出模式（推挽、开漏）等，使其灵活运用。 串行通信接口： UART（通用异步收发传输器）：用于点对点的异步串行通信，广泛应用于与PC、GPS模块、蓝牙模块等通信。我们将深入讲解波特率、数据位、停止位、校验位等参数的设置，以及同步和异步通信的区别。 SPI（串行外设接口）：一种全双工的同步串行通信协议，常用于连接微控制器与SPI闪存、SD卡、显示屏等外设。我们将详细讲解主从模式、时钟极性（CPOL）、时钟相位（CPHA）等配置。 I2C（集成电路总线）：一种多主、多从的串行通信协议，常用于连接传感器、EEPROM等设备。我们将重点介绍其仲裁机制、地址寻址方式、读写流程。 模数转换（ADC）与数模转换（DAC）：ADC将模拟信号（如温度、光照强度）转换为数字信号，供微控制器处理；DAC则将数字信号转换为模拟信号，用于驱动扬声器、生成波形等。我们将讲解其分辨率、采样率、参考电压等关键参数。 脉冲宽度调制（PWM）：PWM是一种通过改变脉冲宽度来模拟不同占空比的信号，常用于电机调速、LED亮度控制、舵机控制等。我们将深入讲解PWM的周期、占空比、频率等概念，以及如何通过软件或硬件生成PWM信号。 其他关键外设：还将涵盖定时器/计数器（用于精确计时、事件计数、生成延时）、中断控制器（用于响应外部事件）、DMA（直接内存访问，用于高效数据传输）等重要外设模块。 软件编程：赋予微控制器生命 掌握了硬件基础，接下来的关键在于如何通过软件来控制这些硬件。本书将引导读者从低级语言逐步走向高级语言，掌握嵌入式软件开发的全过程。 汇编语言基础与裸机编程：虽然高级语言更为常用，但理解汇编语言对于深入理解微控制器工作原理至关重要。我们将介绍汇编指令的格式、寄存器操作、跳转、分支等基本概念，并在此基础上讲解如何进行裸机编程，即不依赖任何操作系统，直接操作硬件寄存器来驱动外设。这将帮助读者建立起“硬件-寄存器-代码”的直接关联，培养扎实的底层开发能力。 C语言在嵌入式开发中的应用：C语言以其高效、灵活和接近硬件的特点，成为嵌入式开发的主流语言。本书将重点讲解C语言在嵌入式开发中的特性，如指针、位操作、结构体、联合体等，以及如何运用这些特性来高效地操作微控制器硬件。我们将展示如何通过C语言编写驱动程序，实现对GPIO、UART、SPI、ADC等外设的控制。 中断处理与实时性：在许多应用中，微控制器需要能够快速响应外部事件，中断机制是实现这一目标的关键。本书将详细讲解中断的产生、中断向量表、中断服务程序的编写、中断优先级以及嵌套中断等概念。理解中断对于构建实时响应的嵌入式系统至关重要。 实时操作系统（RTOS）入门：对于更复杂的嵌入式系统，如需要同时处理多个任务、保证高实时性的系统，引入实时操作系统（RTOS）是必然选择。我们将介绍RTOS的基本概念，如任务（Task）、任务调度（Scheduling）、进程间通信（IPC）、信号量、互斥锁等。本书将以经典的RTOS（如FreeRTOS）为例，演示如何在嵌入式系统中引入RTOS，并进行多任务开发，提升系统的并发处理能力和可维护性。 驱动程序开发与中间件：驱动程序是连接硬件和上层应用的桥梁。本书将介绍驱动程序的设计原则、编写方法，以及如何利用现有的驱动库来加速开发。同时，我们将探讨中间件的概念，如文件系统、网络协议栈等，这些能够为嵌入式系统提供更丰富的功能。 调试技术与工具链：有效的调试是嵌入式开发过程中不可或缺的一环。我们将介绍常用的调试工具，如仿真器（JTAG/SWD）、逻辑分析仪、示波器等，以及如何利用调试器设置断点、单步执行、查看变量值等。理解不同调试工具的工作原理和适用场景，能够极大地提高开发效率。 应用实例与进阶 理论知识的掌握最终需要通过实践来巩固。本书将通过一系列精心设计的应用实例，将所学知识融会贯通，引导读者完成从理论到实践的跨越。 基础外设控制实验：例如，LED闪烁、按键输入读取、蜂鸣器发声等，这些看似简单但至关重要的基础实验，能够帮助读者快速熟悉开发环境和基本的I/O操作。 传感器数据采集与处理：我们将演示如何使用ADC读取模拟传感器（如光敏电阻、温度传感器）的数值，并通过串口将采集到的数据发送到PC进行显示和分析。 通信协议实现：通过实例讲解如何实现UART与PC的通信，如上位机发送指令控制LED亮灭；如何使用SPI接口与SPI设备（如SD卡）进行数据读写；如何利用I2C与I2C传感器（如加速度计）进行数据交互。 电机控制与PWM应用：通过PWM技术控制直流电机转速，或者控制舵机实现角度定位。 嵌入式系统集成：将多个功能模块集成到一个系统中，例如，设计一个简易的温湿度监测报警系统，通过LCD显示屏实时显示环境参数，并在超限时通过蜂鸣器报警。 物联网（IoT）初步：在掌握了基础通信协议后，我们将引导读者尝试将微控制器连接到网络，如通过Wi-Fi模块或以太网接口，实现数据的上传与远程控制，为进入物联网领域打下基础。 低功耗设计：针对移动设备或电池供电设备，我们将探讨如何通过软件和硬件手段降低微控制器的功耗，延长电池续航时间。 嵌入式系统安全：随着物联网应用的普及，嵌入式系统的安全性也日益受到关注。我们将初步介绍常见的安全威胁以及基本的防护措施。 面向未来：智能时代的开发者 本书不仅仅是一本技术手册，更是一扇通往智能时代的大门。通过深入学习本书内容，读者将能够： 理解并驾驭嵌入式系统：能够深入理解各种智能设备的内部工作原理，并具备独立设计、开发和调试嵌入式系统的能力。 成为优秀的嵌入式工程师：掌握扎实的理论基础和丰富的实践经验，为未来在嵌入式软件开发、硬件设计、物联网、人工智能等领域的发展奠定坚实基础。 驱动创新，创造未来：凭借对微型计算机控制技术的深刻理解，能够将创意转化为实际产品，推动科技进步，创造更美好的智能生活。 本书适合所有对微型计算机控制技术感兴趣的读者，包括电子信息工程、计算机科学与技术、自动化等专业的在校学生、研究生，以及渴望掌握嵌入式开发技能的软件工程师、硬件工程师和广大科技爱好者。我们相信，通过本书的学习，您将能够深刻理解智能时代的底层逻辑，并有能力成为这个激动人心的领域中的积极参与者和创新者。

评分☆☆☆☆☆

《微型计算机控制技术》这本书，我断断续续地读了挺久，主要是想把控在手里的那些老旧设备更新一下，毕竟现在很多工业自动化设备都开始用更先进的控制系统了。这本书我最欣赏的一点是它的理论讲解很扎实，不是那种浮光掠影的介绍。它从微处理器的工作原理讲起，比如指令集、寻址方式，这些基础概念讲得很清楚，让我对整个控制系统的底层逻辑有了更深的理解。尤其是关于中断和定时器那一章，真的是干货满满。我之前总是对这些概念云里雾里，看了这本书之后，才明白它们在实时控制中的关键作用，以及如何通过精巧的设计来优化响应速度和系统效率。作者们用了很多图示来辅助说明，比如总线结构图、时序图，这些都非常直观，比单纯的文字描述要易于理解得多。而且，书中还穿插了一些实际的应用案例，虽然有些案例里的硬件可能现在已经不太常见了，但核心的控制思想是相通的，能够给我很多启发。有时候，我会结合自己手头的项目，尝试用书里讲的方法去分析和解决问题，虽然过程会有些曲折，但每一次的进步都让我觉得这本书的价值远超预期的。它不仅仅是一本教材，更像是一个循循善诱的老师，指引着我一步步深入微机控制的领域。

评分☆☆☆☆☆

从一个业余爱好者，或者说对老式电子设备情有独钟的角度来看，《微型计算机控制技术》这本书，我最喜欢的部分是它对“中断系统”和“IO端口操作”的详细阐述。虽然现在很多新的技术层出不穷，但我手头依然有很多基于老一代微处理器的设备，比如一些早期的PLC、工业仪器，它们的核心控制逻辑就离不开这些基础。这本书把中断的优先级、中断向量表、中断服务程序的编写等等都讲得非常透彻。我以前总是搞不清楚为什么程序会突然跳转到某个地方执行，看了这本书之后，才恍然大悟，原来是中断在起作用。而且，它还讲解了如何通过IO端口进行位操作、字节操作，以及如何实现端口的输入输出功能。这对我调试那些老设备的输入输出信号，判断故障点，提供了非常有力的工具。书中的一些图例，比如IO端口连接图、中断流程图，都非常清晰，让我能够可视化地理解程序是如何与硬件进行交互的。虽然书中的例子可能用的是一些比较基础的微控制器，但其核心思想是相通的，对我理解更复杂的控制系统，也有着“万变不离其宗”的启发作用。

评分☆☆☆☆☆

对于《微型计算机控制技术》这本书，我更看重的是它在“通信接口”和“数据采集”方面的实践指导。我们现在的很多自动化生产线，都需要设备之间进行实时的数据交换，以及采集大量的现场数据。这本书在这个环节做得非常到位。它详细介绍了RS-232、RS-485、CAN总线等工业通信接口的标准、电气特性以及在微机控制系统中的应用。我之前对CAN总线一直感觉比较神秘，看了这本书之后，才发现它的分层结构和报文格式其实是有规律可循的，而且在实时性和可靠性方面有显著优势。书中还给出了在不同微控制器平台上实现这些通信接口的示例代码，这对我来说是极大的帮助，可以直接借鉴和修改，大大缩短了开发周期。另外，在数据采集方面，这本书不仅仅停留在理论层面，还涉及了多通道数据采集、同步采集以及数据存储等关键问题。它分析了不同采集模式的优缺点，并给出了相应的硬件电路设计和软件实现方案，让我能够构建出更高效、更可靠的数据采集系统。

评分☆☆☆☆☆

我当初选择《微型计算机控制技术》这本书，很大程度上是受到了它目录中“嵌入式系统开发”和“实时操作系统”这些章节的吸引。我本身是做软件开发的，对硬件这块一直有点心虚，但又觉得现在的很多项目都离不开对硬件的直接控制。这本书在这方面做得就非常出色。它并没有直接抛出复杂的代码，而是先详细介绍了嵌入式微处理器的选型原则，以及如何根据项目需求来评估不同微控制器的性能指标，比如功耗、接口类型、主频等等。这对我这种初学者来说，是至关重要的入门指导。然后，在讲到嵌入式系统开发流程时，它从硬件接口、驱动程序编写，到应用程序的开发，都有一个清晰的脉络。特别是关于驱动程序的编写，书中给出了很多示例，虽然用的语言可能是C语言，但其逻辑和设计思路是通用的，让我能够理解如何去和硬件进行“对话”。最让我惊喜的是实时操作系统（RTOS）的部分，它不仅仅是介绍RTOS的“是什么”，更侧重于“怎么用”，比如任务调度、进程间通信、信号量、互斥锁等关键概念，都通过生动的例子进行了阐释。这对于我理解那些需要高实时性和并发处理的嵌入式项目，打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

说实话，《微型计算机控制技术》这本书，我是冲着它在“电机控制”和“传感器接口技术”方面的深入讲解来的。我的工作经常需要处理各种电机，比如步进电机、直流电机，以及伺服电机，如何精准地控制它们的转速、位置和扭矩，一直是我的一个痛点。这本书在这方面的内容，真的是让我眼前一亮。它详细介绍了各种电机的工作原理，以及与微处理器接口的常用方式，例如PWM（脉冲宽度调制）技术，它不仅解释了PWM的原理，还给出了如何通过单片机生成不同占空比的PWM信号的代码示例，这直接解决了我在实际应用中遇到的难题。同样，在传感器接口技术方面，这本书也提供了非常详实的指导。比如，对于常见的模拟量传感器（如温度传感器、压力传感器），它讲解了如何通过ADC（模数转换器）进行数据采集，并介绍了各种滤波和信号处理技术，以提高测量精度。对于数字传感器，它也阐述了SPI、I2C等通信协议的应用，以及如何编写相应的驱动程序。这些内容对我来说，是直接可用的知识，让我能够更快地将传感器数据集成到我的控制系统中，并做出相应的控制决策。