微型計算機控製技術 曾慶波,左曉英,陳秀芳著 9787564714314 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曾慶波，左曉英，陳秀芳著 著

圖書標籤:

• 微型計算機
• 控製技術
• 單片機
• 嵌入式係統
• 電子技術
• 自動化
• 傳感器
• 電路
• 實踐
• 高等教育

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 電子科技大學齣版社

ISBN：9787564714314

商品編碼：29521535847

包裝：平裝

齣版時間：2013-04-01

基本信息

書名：微型計算機控製技術

定價：59.00元

作者：曾慶波,左曉英,陳秀芳著

齣版社：電子科技大學齣版社

齣版日期：2013-04-01

ISBN：9787564714314

字數：378000

頁碼：288

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.440kg

編輯推薦

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內容提要

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　　《普通高等教育'十二五'規劃教材:微型計算機控製技術》以單片機、可編程控製器、組態軟件為背景介紹微型計算機控製技術。《普通高等教育'十二五'規劃教材:微型計算機控製技術》對計算機控製係統中所涉及的基礎理論和基本知識作瞭適當的介紹，在此基礎上重點介紹瞭計算機控製係統中的常見技術和方法，並對近年來發展起來的新技術從應用的角度進行瞭介紹。內容包括：微型計算機控製係統概述、自動控製理論基礎、輸入輸齣接口技術、微型計算機控製係統的數據處理方法、典型數字控製器及實現方法、PLC及應用技術、組態軟件及應用技術、微型計算機控製係統示例等。全書體係結構閤理，內容豐富，注重實用性，突齣應用技術，注重軟件與硬件的有機結閤，重點突齣，層次分明，語言流暢，通俗易懂，書中通過示例的形式介紹應用技術，實用性強。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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智能時代的基石：嵌入式係統與微控製器深度解析 在數字化浪潮席捲全球的今天，微型計算機及其控製技術已不再是遙不可及的尖端科技，而是滲透進我們日常生活方方麵麵的核心驅動力。從智能手機、傢用電器到工業自動化、汽車電子，乃至物聯網的萬物互聯，無不彰顯著微控製器（MCU）強大的計算能力和靈活的控製邏輯。這本《微型計算機控製技術》旨在為讀者構建一個全麵、深入的知識體係，揭示隱藏在諸多智能設備背後的科學原理與工程實踐。 本書從微型計算機的基本構成齣發，逐步深入到其核心——微控製器。我們將一同探索微控製器的內部結構，理解其工作原理，包括中央處理器（CPU）的指令集、運算邏輯、存儲單元（RAM、ROM、Flash）的役割、以及各種接口（如GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC、PWM）的電氣特性與通信協議。這些都是理解和掌握微控製器控製技術的基石。 硬件基礎：剖析微控製器之心 本書將首先詳盡介紹微型計算機的核心組成部分，重點聚焦於當今應用最為廣泛的微控製器。我們將從一個宏觀的視角齣發，理解微控製器作為嵌入式係統的“大腦”如何整閤計算、存儲和輸入/輸齣功能。 中央處理器（CPU）的奧秘：CPU是微控製器的核心，負責執行指令、處理數據。本書將深入剖析不同指令集架構（如ARM、RISC-V）的特點，講解流水綫、中斷機製、緩存等概念，讓讀者理解CPU如何高效地完成各種計算任務。我們將探討指令解碼、執行、寫迴的流程，以及不同尋址方式的優劣，為後續的程序設計打下堅實基礎。 存儲器的角色與協同：微控製器內部集成瞭多種類型的存儲器，每種都扮演著不可或缺的角色。我們將詳細介紹RAM（隨機存取存儲器）的易失性讀寫特性，用於存放臨時數據和程序堆棧；ROM（隻讀存儲器）或Flash存儲器的非易失性存儲能力，用於固化程序代碼和常量數據。理解它們的工作原理、訪問速度以及內存管理機製，是實現高效程序運行的關鍵。 豐富的接口，連接世界：微控製器的強大之處在於其能夠與外部世界進行交互。本書將係統介紹各種常用的輸入/輸齣（I/O）接口。 通用輸入/輸齣（GPIO）：作為最基礎的接口，GPIO可以配置為輸入或輸齣，用於控製LED、讀取按鍵狀態、驅動繼電器等。我們將講解其配置寄存器、上拉/下拉電阻、輸齣模式（推挽、開漏）等，使其靈活運用。 串行通信接口： UART（通用異步收發傳輸器）：用於點對點的異步串行通信，廣泛應用於與PC、GPS模塊、藍牙模塊等通信。我們將深入講解波特率、數據位、停止位、校驗位等參數的設置，以及同步和異步通信的區彆。 SPI（串行外設接口）：一種全雙工的同步串行通信協議，常用於連接微控製器與SPI閃存、SD卡、顯示屏等外設。我們將詳細講解主從模式、時鍾極性（CPOL）、時鍾相位（CPHA）等配置。 I2C（集成電路總綫）：一種多主、多從的串行通信協議，常用於連接傳感器、EEPROM等設備。我們將重點介紹其仲裁機製、地址尋址方式、讀寫流程。 模數轉換（ADC）與數模轉換（DAC）：ADC將模擬信號（如溫度、光照強度）轉換為數字信號，供微控製器處理；DAC則將數字信號轉換為模擬信號，用於驅動揚聲器、生成波形等。我們將講解其分辨率、采樣率、參考電壓等關鍵參數。 脈衝寬度調製（PWM）：PWM是一種通過改變脈衝寬度來模擬不同占空比的信號，常用於電機調速、LED亮度控製、舵機控製等。我們將深入講解PWM的周期、占空比、頻率等概念，以及如何通過軟件或硬件生成PWM信號。 其他關鍵外設：還將涵蓋定時器/計數器（用於精確計時、事件計數、生成延時）、中斷控製器（用於響應外部事件）、DMA（直接內存訪問，用於高效數據傳輸）等重要外設模塊。 軟件編程：賦予微控製器生命 掌握瞭硬件基礎，接下來的關鍵在於如何通過軟件來控製這些硬件。本書將引導讀者從低級語言逐步走嚮高級語言，掌握嵌入式軟件開發的全過程。 匯編語言基礎與裸機編程：雖然高級語言更為常用，但理解匯編語言對於深入理解微控製器工作原理至關重要。我們將介紹匯編指令的格式、寄存器操作、跳轉、分支等基本概念，並在此基礎上講解如何進行裸機編程，即不依賴任何操作係統，直接操作硬件寄存器來驅動外設。這將幫助讀者建立起“硬件-寄存器-代碼”的直接關聯，培養紮實的底層開發能力。 C語言在嵌入式開發中的應用：C語言以其高效、靈活和接近硬件的特點，成為嵌入式開發的主流語言。本書將重點講解C語言在嵌入式開發中的特性，如指針、位操作、結構體、聯閤體等，以及如何運用這些特性來高效地操作微控製器硬件。我們將展示如何通過C語言編寫驅動程序，實現對GPIO、UART、SPI、ADC等外設的控製。 中斷處理與實時性：在許多應用中，微控製器需要能夠快速響應外部事件，中斷機製是實現這一目標的關鍵。本書將詳細講解中斷的産生、中斷嚮量錶、中斷服務程序的編寫、中斷優先級以及嵌套中斷等概念。理解中斷對於構建實時響應的嵌入式係統至關重要。 實時操作係統（RTOS）入門：對於更復雜的嵌入式係統，如需要同時處理多個任務、保證高實時性的係統，引入實時操作係統（RTOS）是必然選擇。我們將介紹RTOS的基本概念，如任務（Task）、任務調度（Scheduling）、進程間通信（IPC）、信號量、互斥鎖等。本書將以經典的RTOS（如FreeRTOS）為例，演示如何在嵌入式係統中引入RTOS，並進行多任務開發，提升係統的並發處理能力和可維護性。 驅動程序開發與中間件：驅動程序是連接硬件和上層應用的橋梁。本書將介紹驅動程序的設計原則、編寫方法，以及如何利用現有的驅動庫來加速開發。同時，我們將探討中間件的概念，如文件係統、網絡協議棧等，這些能夠為嵌入式係統提供更豐富的功能。 調試技術與工具鏈：有效的調試是嵌入式開發過程中不可或缺的一環。我們將介紹常用的調試工具，如仿真器（JTAG/SWD）、邏輯分析儀、示波器等，以及如何利用調試器設置斷點、單步執行、查看變量值等。理解不同調試工具的工作原理和適用場景，能夠極大地提高開發效率。 應用實例與進階 理論知識的掌握最終需要通過實踐來鞏固。本書將通過一係列精心設計的應用實例，將所學知識融會貫通，引導讀者完成從理論到實踐的跨越。 基礎外設控製實驗：例如，LED閃爍、按鍵輸入讀取、蜂鳴器發聲等，這些看似簡單但至關重要的基礎實驗，能夠幫助讀者快速熟悉開發環境和基本的I/O操作。 傳感器數據采集與處理：我們將演示如何使用ADC讀取模擬傳感器（如光敏電阻、溫度傳感器）的數值，並通過串口將采集到的數據發送到PC進行顯示和分析。 通信協議實現：通過實例講解如何實現UART與PC的通信，如上位機發送指令控製LED亮滅；如何使用SPI接口與SPI設備（如SD卡）進行數據讀寫；如何利用I2C與I2C傳感器（如加速度計）進行數據交互。 電機控製與PWM應用：通過PWM技術控製直流電機轉速，或者控製舵機實現角度定位。 嵌入式係統集成：將多個功能模塊集成到一個係統中，例如，設計一個簡易的溫濕度監測報警係統，通過LCD顯示屏實時顯示環境參數，並在超限時通過蜂鳴器報警。 物聯網（IoT）初步：在掌握瞭基礎通信協議後，我們將引導讀者嘗試將微控製器連接到網絡，如通過Wi-Fi模塊或以太網接口，實現數據的上傳與遠程控製，為進入物聯網領域打下基礎。 低功耗設計：針對移動設備或電池供電設備，我們將探討如何通過軟件和硬件手段降低微控製器的功耗，延長電池續航時間。 嵌入式係統安全：隨著物聯網應用的普及，嵌入式係統的安全性也日益受到關注。我們將初步介紹常見的安全威脅以及基本的防護措施。 麵嚮未來：智能時代的開發者 本書不僅僅是一本技術手冊，更是一扇通往智能時代的大門。通過深入學習本書內容，讀者將能夠： 理解並駕馭嵌入式係統：能夠深入理解各種智能設備的內部工作原理，並具備獨立設計、開發和調試嵌入式係統的能力。 成為優秀的嵌入式工程師：掌握紮實的理論基礎和豐富的實踐經驗，為未來在嵌入式軟件開發、硬件設計、物聯網、人工智能等領域的發展奠定堅實基礎。 驅動創新，創造未來：憑藉對微型計算機控製技術的深刻理解，能夠將創意轉化為實際産品，推動科技進步，創造更美好的智能生活。 本書適閤所有對微型計算機控製技術感興趣的讀者，包括電子信息工程、計算機科學與技術、自動化等專業的在校學生、研究生，以及渴望掌握嵌入式開發技能的軟件工程師、硬件工程師和廣大科技愛好者。我們相信，通過本書的學習，您將能夠深刻理解智能時代的底層邏輯，並有能力成為這個激動人心的領域中的積極參與者和創新者。

評分☆☆☆☆☆

對於《微型計算機控製技術》這本書，我更看重的是它在“通信接口”和“數據采集”方麵的實踐指導。我們現在的很多自動化生産綫，都需要設備之間進行實時的數據交換，以及采集大量的現場數據。這本書在這個環節做得非常到位。它詳細介紹瞭RS-232、RS-485、CAN總綫等工業通信接口的標準、電氣特性以及在微機控製係統中的應用。我之前對CAN總綫一直感覺比較神秘，看瞭這本書之後，纔發現它的分層結構和報文格式其實是有規律可循的，而且在實時性和可靠性方麵有顯著優勢。書中還給齣瞭在不同微控製器平颱上實現這些通信接口的示例代碼，這對我來說是極大的幫助，可以直接藉鑒和修改，大大縮短瞭開發周期。另外，在數據采集方麵，這本書不僅僅停留在理論層麵，還涉及瞭多通道數據采集、同步采集以及數據存儲等關鍵問題。它分析瞭不同采集模式的優缺點，並給齣瞭相應的硬件電路設計和軟件實現方案，讓我能夠構建齣更高效、更可靠的數據采集係統。

評分☆☆☆☆☆

《微型計算機控製技術》這本書，我斷斷續續地讀瞭挺久，主要是想把控在手裏的那些老舊設備更新一下，畢竟現在很多工業自動化設備都開始用更先進的控製係統瞭。這本書我最欣賞的一點是它的理論講解很紮實，不是那種浮光掠影的介紹。它從微處理器的工作原理講起，比如指令集、尋址方式，這些基礎概念講得很清楚，讓我對整個控製係統的底層邏輯有瞭更深的理解。尤其是關於中斷和定時器那一章，真的是乾貨滿滿。我之前總是對這些概念雲裏霧裏，看瞭這本書之後，纔明白它們在實時控製中的關鍵作用，以及如何通過精巧的設計來優化響應速度和係統效率。作者們用瞭很多圖示來輔助說明，比如總綫結構圖、時序圖，這些都非常直觀，比單純的文字描述要易於理解得多。而且，書中還穿插瞭一些實際的應用案例，雖然有些案例裏的硬件可能現在已經不太常見瞭，但核心的控製思想是相通的，能夠給我很多啓發。有時候，我會結閤自己手頭的項目，嘗試用書裏講的方法去分析和解決問題，雖然過程會有些麯摺，但每一次的進步都讓我覺得這本書的價值遠超預期的。它不僅僅是一本教材，更像是一個循循善誘的老師，指引著我一步步深入微機控製的領域。

評分☆☆☆☆☆

從一個業餘愛好者，或者說對老式電子設備情有獨鍾的角度來看，《微型計算機控製技術》這本書，我最喜歡的部分是它對“中斷係統”和“IO端口操作”的詳細闡述。雖然現在很多新的技術層齣不窮，但我手頭依然有很多基於老一代微處理器的設備，比如一些早期的PLC、工業儀器，它們的核心控製邏輯就離不開這些基礎。這本書把中斷的優先級、中斷嚮量錶、中斷服務程序的編寫等等都講得非常透徹。我以前總是搞不清楚為什麼程序會突然跳轉到某個地方執行，看瞭這本書之後，纔恍然大悟，原來是中斷在起作用。而且，它還講解瞭如何通過IO端口進行位操作、字節操作，以及如何實現端口的輸入輸齣功能。這對我調試那些老設備的輸入輸齣信號，判斷故障點，提供瞭非常有力的工具。書中的一些圖例，比如IO端口連接圖、中斷流程圖，都非常清晰，讓我能夠可視化地理解程序是如何與硬件進行交互的。雖然書中的例子可能用的是一些比較基礎的微控製器，但其核心思想是相通的，對我理解更復雜的控製係統，也有著“萬變不離其宗”的啓發作用。

評分☆☆☆☆☆

我當初選擇《微型計算機控製技術》這本書，很大程度上是受到瞭它目錄中“嵌入式係統開發”和“實時操作係統”這些章節的吸引。我本身是做軟件開發的，對硬件這塊一直有點心虛，但又覺得現在的很多項目都離不開對硬件的直接控製。這本書在這方麵做得就非常齣色。它並沒有直接拋齣復雜的代碼，而是先詳細介紹瞭嵌入式微處理器的選型原則，以及如何根據項目需求來評估不同微控製器的性能指標，比如功耗、接口類型、主頻等等。這對我這種初學者來說，是至關重要的入門指導。然後，在講到嵌入式係統開發流程時，它從硬件接口、驅動程序編寫，到應用程序的開發，都有一個清晰的脈絡。特彆是關於驅動程序的編寫，書中給齣瞭很多示例，雖然用的語言可能是C語言，但其邏輯和設計思路是通用的，讓我能夠理解如何去和硬件進行“對話”。最讓我驚喜的是實時操作係統（RTOS）的部分，它不僅僅是介紹RTOS的“是什麼”，更側重於“怎麼用”，比如任務調度、進程間通信、信號量、互斥鎖等關鍵概念，都通過生動的例子進行瞭闡釋。這對於我理解那些需要高實時性和並發處理的嵌入式項目，打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

說實話，《微型計算機控製技術》這本書，我是衝著它在“電機控製”和“傳感器接口技術”方麵的深入講解來的。我的工作經常需要處理各種電機，比如步進電機、直流電機，以及伺服電機，如何精準地控製它們的轉速、位置和扭矩，一直是我的一個痛點。這本書在這方麵的內容，真的是讓我眼前一亮。它詳細介紹瞭各種電機的工作原理，以及與微處理器接口的常用方式，例如PWM（脈衝寬度調製）技術，它不僅解釋瞭PWM的原理，還給齣瞭如何通過單片機生成不同占空比的PWM信號的代碼示例，這直接解決瞭我在實際應用中遇到的難題。同樣，在傳感器接口技術方麵，這本書也提供瞭非常詳實的指導。比如，對於常見的模擬量傳感器（如溫度傳感器、壓力傳感器），它講解瞭如何通過ADC（模數轉換器）進行數據采集，並介紹瞭各種濾波和信號處理技術，以提高測量精度。對於數字傳感器，它也闡述瞭SPI、I2C等通信協議的應用，以及如何編寫相應的驅動程序。這些內容對我來說，是直接可用的知識，讓我能夠更快地將傳感器數據集成到我的控製係統中，並做齣相應的控製決策。