嵌入式系统：以瑞萨RX600微控制器为例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• 嵌入式系统
• RX600
• 微控制器
• 瑞萨
• 单片机
• 硬件
• 软件
• 开发
• 实践
• 工程应用

本书利用实际范例说明以瑞萨RX62N开发的嵌入式系统，并深入介绍RX62N的先进架构以及周边功能的使用，且可帮助读者了解相关开发工具的功能。本书提供马达控制及数位电源等范例，可供做为相关产品开发的参考方案。

本书特色

　　1.本书利用实际范例说明以瑞萨RX62N开发的嵌入式系统。

　　2.本书深入介绍RX62N的先进架构以及周边功能的使用，并协助了解相关开发工具的功能。

　　3.本书提供马达控制及数位电源等范例，可供做为相关产品开发的参考方案。

嵌入式系统设计与实践：基于现代微控制器架构 第一部分：嵌入式系统基础与开发环境搭建 第1章：嵌入式系统概述与发展趋势 本章首先对嵌入式系统的基本概念、组成部分（硬件平台、软件栈、开发工具）进行全面阐述。深入分析当前嵌入式系统领域的技术演进方向，包括实时性要求的提升、低功耗设计的重要性、物联网（IoT）集成需求以及边缘计算的兴起。重点讨论不同类型微控制器（MCU）的选择标准，以及嵌入式系统在工业控制、消费电子、汽车电子等关键领域的应用场景分析。通过对历史发展脉络的回顾，为读者建立一个宏观的认知框架，理解现代嵌入式设计所面临的挑战与机遇。 第2章：微控制器体系结构基础 本章聚焦于现代高性能微控制器的核心架构原理。详细解析指令集架构（如CISC与RISC的对比、MIPS、ARM Cortex-M系列的基础结构）。深入探讨CPU的工作模式、流水线技术、存储器层次结构（缓存、寄存器组、片上SRAM与外部存储器的映射）。讲解总线结构，如AHB、APB等，以及它们如何影响系统性能和模块间的数据传输效率。此外，本章将介绍中断控制器（NVIC/GIC）的工作机制，包括中断优先级管理、嵌套中断处理和快速上下文切换的实现细节。 第3章：开发工具链与环境配置 高效的开发环境是嵌入式项目成功的基础。本章详细指导读者建立一个完整的开发工具链。内容涵盖交叉编译器的选择与配置（GCC/Clang在嵌入式环境下的应用），启动代码（Startup Code）的解析与定制。重点讲解集成开发环境（IDE）的部署，如Eclipse、VS Code配合特定厂商的工具链。此外，系统调试技术是本章的核心内容，包括JTAG/SWD接口的工作原理、硬件调试器（Probe）的使用方法，以及断点设置、内存查看、寄存器监视等高级调试技巧在实际项目中的应用案例。 第4章：固件的初始化与启动流程 理解系统启动过程对于嵌入式开发至关重要。本章将剖析微控制器上电复位（POR）后的初始状态。详细分析程序执行流程，从复位向量到C/C++运行时库的初始化，包括堆栈的建立、全局变量的初始化（.data段和.bss段的处理）。本章将提供一个自建启动代码的模板，并解释如何配置链接脚本（Linker Script）来精确控制代码和数据在存储器中的布局，确保固件能够正确加载和运行。 --- 第二部分：核心外设编程与驱动开发 第5章：通用输入/输出（GPIO）与中断驱动编程 GPIO是嵌入式系统与外部世界交互的基础。本章讲解GPIO的寄存器控制模式，包括输入配置（上下拉电阻、告警检测）、输出配置（推挽、开漏模式）以及速度选择。核心内容是基于中断的事件驱动编程。深入探讨外部中断/事件控制器（EXTI）的配置，包括触发边沿选择、去抖动处理。通过实例演示如何使用中断服务程序（ISR）高效地响应外部事件，而非采用低效的轮询方式。 第6章：定时器与脉冲宽度调制（PWM）技术 定时器是嵌入式系统中实现精确时间控制的核心模块。本章系统介绍基本定时器（计数、溢出事件）、输入捕获（测量周期和占空比）以及输出比较功能。重点深入讲解脉冲宽度调制（PWM）的原理、配置和应用，包括生成不同频率和占空比的波形，用于电机控制、LED调光等场景。本章将涵盖高级定时器特性，如死区生成、互补输出等在电机驱动中的重要性。 第7章：串行通信协议详解（UART/USART） 串行通信是数据采集和设备间通信的常用手段。本章全面覆盖通用异步收发传输器（UART/USART）的配置，包括波特率计算、数据帧格式、奇偶校验。通过寄存器级和库函数级的编程示例，实现可靠的异步数据收发。此外，本章还会涉及RS-232/RS-485等物理层标准的接口处理，为构建稳定的远程通信链路打下基础。 第8章：同步通信接口：SPI与I2C 本章专注于局域总线通信协议。SPI部分详述主/从模式、时钟极性（CPOL）与相位（CPHA）的四种模式，以及高速数据传输的实现。I2C部分则着重讲解两线总线（SCL/SDA）的握手机制、地址寻址、读写流程、时钟拉伸处理，以及多主站仲裁机制的概述。通过实例展示如何驱动常见的传感器（如加速度计、EEPROM）来验证这些接口的正确性。 --- 第三部分：高级功能与系统集成 第9章：模数转换器（ADC）与数据采集 ADC是连接模拟世界与数字系统的桥梁。本章深入剖析ADC的工作原理，包括采样定理、量化误差。详细讲解不同转换模式（单次、连续、扫描模式），参考电压的选择与影响。重点关注多通道采集的效率优化，例如使用DMA配合ADC进行高速、低CPU占用的数据流采集。本章将提供一套完整的环境光传感器数据采集与线性化处理方案。 第10章：直接内存访问（DMA）与数据传输优化 在高性能嵌入式系统中，数据搬运效率至关重要。本章系统介绍DMA控制器的工作机制，包括源地址、目标地址、传输大小和传输模式（循环、普通模式）。阐述DMA如何解放CPU，使其专注于复杂的计算任务。通过具体示例，展示如何配置DMA通道来高效传输外设数据到内存，或从内存传输数据到外设（如LCD、高速ADC）。 第11章：实时操作系统（RTOS）基础与任务调度 对于复杂的多任务应用，实时操作系统是必不可少的。本章介绍RTOS的核心概念，如任务（Task）、上下文切换、任务优先级继承。详细分析先占式调度与协作式调度的差异。重点讲解信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）在资源保护中的应用，以及消息队列（Message Queue）在任务间通信中的作用。本章将侧重于如何使用RTOS来管理系统资源，避免死锁和竞态条件。 第12章：存储器管理与文件系统 本章探讨嵌入式系统中的数据持久化问题。首先介绍不同类型的非易失性存储器（Flash, EEPROM）的读写特性和寿命限制。深入讲解如何使用外部SD卡或eMMC，并配置FAT/exFAT等文件系统驱动。讨论在资源受限的环境下，如何选择和移植轻量级的嵌入式文件系统（如LittleFS或YAFFS），确保日志记录和配置文件的可靠存储。 --- 第四部分：电源管理与固件可靠性 第13章：低功耗模式与电源管理 在电池供电设备中，功耗优化是关键设计目标。本章详细介绍微控制器提供的各种低功耗模式（睡眠、停止、待机），以及进入和唤醒这些模式所需的条件和步骤。讲解如何通过时钟门控、电源域隔离等硬件机制来降低静态和动态功耗。分析中断源对唤醒机制的影响，并提供一套电源管理策略的实践指南。 第14章：看门狗定时器（WDT）与系统复位 系统的可靠性依赖于故障检测与恢复机制。本章深入解析看门狗定时器（WDT）的工作原理，包括窗口看门狗的特性。阐述WDT在预防软件卡死（Soft Lock-up）中的作用，以及如何根据应用需求配置喂狗周期。同时，讨论系统复位机制的分类（上电复位、软件复位、外部复位）及其对系统状态的影响。 第15章：固件安全基础与OTA更新 随着系统连接性的增强，安全性日益重要。本章初步探讨嵌入式固件安全的基础概念，如代码保护、防止物理侧信道攻击的概述。重点介绍实现可靠的空中下载（OTA）更新机制的关键技术，包括双区（Dual Bank）固件存储架构、安全引导（Secure Boot）的初步概念，以及固件校验和（Checksum/CRC）在保证更新完整性中的应用。 第16章：系统调试、性能分析与电磁兼容性（EMC）考量 本章将前瞻性地讨论产品化过程中的关键环节。讲解如何使用逻辑分析仪和示波器配合调试器，对复杂的时序问题和通信错误进行定位。介绍性能分析工具，如CPU周期计数器、事件追踪工具，用于识别代码中的性能瓶颈。最后，简要介绍嵌入式硬件设计中必须考虑的电磁兼容性（EMC）基础知识，如去耦电容的放置、走线设计对辐射和抗干扰的影响。

第一章 嵌入式系统简介
1.1 学习目标
1.2 概念
1.3 典型的嵌入式系统优点
1.4 嵌入式系统功能
1.5 嵌入式系统的特性
1.6 嵌入式系统的限制
1.7 嵌入式系统的设计与制造
1.8 嵌入式系统的范例：EIN GreenEval Zigbee模组
1.9 本书目录摘要
1.10 小结
1.11 参考资料

第二章 微控制器的概念
2.1 学习目标
2.2 连接数位讯号
2.3 连接类比讯号
2.4 基础架构：电源、时脉与重置
2.5 小结
2.6 参考资料
2.7 练习题

第三章 瑞萨RX62N微控制器板的 组织与架构
3.1 学习目标
3.2 基本概念
3.3 基本范例
3.4 进阶概念
3.5 进阶范例
3.6 参考资料
3.7 练习题

第四章 软体开发工具
4.1 学习目标
4.2 基本概念
4.3 基本范例
4.4 进阶概念
4.5 进阶范例
4.6 参考资料
4.7 练习题

第五章 嵌入式系统的软体工程
5.1 学习目标
5.2 简介
5.3 软体开发阶段
5.4 软体开发生命週期模型
5.5 摘要
5.6 参考资料
5.7 练习题

第六章 在类比与数位领域之间转换
6.1 学习目标
6.2 基本概念
6.3 基本范例
6.4 进阶概念
6.5 进阶范例
6.6 摘要
6.7 参考资料
6.8 练习题

第七章 串列通讯
7.1 学习目标
7.2 串列通讯的基本概念
7.3 基本范例
7.4 进阶概念
7.5 进阶范例
7.6 摘要
7.7 参考资料
7.8 练习题

第八章 事件计数器、计时器 及实时时脉
8.1 学习目标
8.2 基本概念
8.3 实时时脉(Real Time Clock:RTC)
8.4 基本范例
8.5 进阶概念
8.6 进阶范例
8.7 摘要
8.8 参考资料
8.9 练习题

第九章 使用中断与周边装置
9.1 学习目标
9.2 基本概念
9.3 中断
9.4 基本范例
9.5 进阶概念
9.6 进阶范例
9.7 摘要
9.8 参考资料
9.9 练习题

第十章 浮点单元与运算
10.1 学习目标
10.2 基本概念
10.3 基本范例
10.4 RX62N浮点单元的进阶概念
10.5 进阶范例
10.6 摘要
10.7 参考资料
10.8 练习题

第十一章　看门狗计时器与低电压检测器
11.1 学习目标
11.2 看门狗计时器的基本概念
11.3 基本程式码范例
11.4 看门狗计时器的进阶概念
11.5 复杂范例
11.6 低压情况
11.7 摘要
11.8 参考资料
11.9 练习题

第十二章　设计反应快速与即时的系统
12.1 学习目标
12.2 动机
12.3 排程基本原理
12.4 工作管理
12.5 安全共用资料
12.6 非插队抢先式动态排程器
12.7 参考资料
12.8 练习题

第十三章　设计工具与系统实例
13.1 学习目标
13.2 基本硬体设计范例
13.3 自动程式码产生器PDG2
13.4 工业的应用实例
13.5 参考资料
13.6 练习题

第十四章　使用瑞萨32位元微控制器RX62T 实现低成本、无感测器的马达控制应用
14.1 平台介绍
14.2 硬体概观
14.3 软体设计
14.4 开始使用GUI调整马达参数
14.5 总结
14.6 参考资料

第十五章　瑞萨RX Core适用的 开发环境
15.1 瑞萨原厂IDE介绍：HEW、CubeSuite+及e2studio
15.2 可做为开发参考的RX套件
15.3 总结

附录

评分☆☆☆☆☆

身為一個在軟體開發領域打滾多年的老手，總覺得硬體底層的東西好像離我越來越遠，但又時不時覺得，如果能更深入地理解硬體，或許能寫出更優化、更有效的程式。這本《嵌入式系統：以瑞薩RX600微控制器為例》正好填補了我這塊的知識缺口。作者在書中巧妙地將硬體架構與軟體開發結合，讓我看到了兩者之間密不可分的關係。他並沒有讓我感到硬體是多麼高不可攀的東西，反而用一種非常平易近人的方式，讓我理解微控制器是如何工作的。我尤其欣賞作者在探討RX600的記憶體管理和匯流排架構時，所展現的深度。這些通常是讓許多初學者卻步的部分，但透過作者的細膩剖析，我發現其實只要掌握了核心概念，就能夠理解其運作邏輯。書中還探討了即時作業系統（RTOS）在嵌入式系統中的應用，這對我來說是非常實用的知識。我過去寫的很多程式，都是基於傳統的單執行緒架構，這次學習了RTOS，讓我對如何在高效率、多任務的環境下開發程式有了全新的認識。作者提供的RTOS應用範例，簡潔明瞭，我很快就能夠理解並將其套用在一些小型專案上。總體來說，這本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的導師，引導我重新認識嵌入式系統的魅力，並且給予我實際操作的信心。這對我來說，是一次非常有價值的學習體驗。

评分☆☆☆☆☆

我是一個剛踏入嵌入式系統領域的學生，對於很多東西都感到陌生和困惑。幸運的是，我找到了這本《嵌入式系統：以瑞薩RX600微控制器為例》，它就像是我學習路上的明燈！作者的寫作風格非常親切，就像在跟朋友聊天一樣，用簡單易懂的語言解釋複雜的技術問題。我特別喜歡書中關於「程式開發流程」的講解，從需求分析、硬體選型、軟體架構設計，到最終的測試和除錯，都涵蓋了，讓我對整個嵌入式專案的開發流程有一個完整的概念。書中對於「除錯技巧」的分享，更是我急需的。作者分享了一些他實際開發中遇到的疑難雜症，以及如何一步步找到問題根源的方法，這對我來說太有幫助了！我過去常常被一些小問題卡住，不知道該從何下手，現在我學會了更系統性的除錯方法，大大提升了我的學習效率。而且，書中提到的瑞薩RX600微控制器，雖然我之前沒有接觸過，但透過作者的詳細介紹，我發現它是一個非常優秀且具備現代化特點的平台。作者提供的學習資源，像是範例程式碼和相關工具的連結，也讓我能夠輕鬆地開始實作。這本書不僅傳授了知識，更培養了我解決問題的能力和學習的信心，我非常感激作者的付出。

评分☆☆☆☆☆

這本書的內容，用「匠心獨運」來形容一點都不為過！作者在架構RX600微控制器介紹的內容上，展現了極高的專業度和對細節的執著。我特別佩服他在講解ADC、DAC、Timer等周邊模組時，能夠從底層的電氣原理到實際的驅動程式碼，都做到面面俱到。他並沒有停留在「如何使用」的層面，而是更深入地去解釋「為何如此」，例如ADC採樣率的限制、DAC輸出精度的影響因素等，這些知識對於真正想要精通嵌入式系統的人來說，是至關重要的。書中關於腳位配置（Pin Multiplexing）的講解，更是讓我豁然開朗。我過去常常在專案中為腳位衝突而煩惱，但透過這本書的系統性介紹，我現在能夠更有條理地進行腳位分配，並且理解不同腳位的功能是如何透過軟體進行切換的。這不僅節省了我的開發時間，也讓我對整個系統的設計有了更宏觀的掌握。此外，作者在探討通訊協定，像是SPI、I2C、UART時，也提供了非常清晰的時序圖和資料封包結構的解析，讓我能夠快速理解這些通訊協定的運作原理，並且能夠自己設計或調試相關的通訊程式。這本書的價值，遠遠超過其紙本的價格，它提供的是一套解決問題的思維方式和紮實的技術基礎，讓我在未來的嵌入式開發道路上，能夠走得更穩、更遠。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本書真的是讓我太驚喜了！我之前一直想找一本能夠深入了解嵌入式系統的書，但市面上很多都太過理論化，不然就是介紹一些老舊的架構，根本不符合現在的業界需求。這本《嵌入式系統：以瑞薩RX600微控制器為例》完全打破了我的迷思！從我翻開第一頁開始，就被作者那清晰的思緒和循序漸進的講解方式深深吸引。作者並沒有直接丟給你一大堆程式碼，而是從最基本的原理開始，一步一步地帶領你進入嵌入式系統的奇妙世界。特別是關於RX600這個微控制器的介紹，作者花了非常多的篇幅，詳細解析了它的架構、指令集、周邊設備的應用，甚至還提供了許多實際操作的範例，讓我能夠非常直觀地理解書本上的知識。我特別欣賞作者在解釋複雜概念時，能夠運用貼切的比喻和生動的圖解，讓原本枯燥的技術內容變得易懂有趣。像是他在講解中斷處理機制時，用了一個很貼切的生活化例子，讓我瞬間茅塞頓開，再也不會被那些術語搞得頭昏腦漲。而且，書中的範例程式碼都非常實用，不是那種只能看不能動的「樣品」，而是可以讓我實際動手操作，去驗證書本上的理論。我甚至還自己動手修改了一些範例，調試了一下，發現書本上的講解和實際情況完全吻合，這讓我非常有成就感！這本書的出版，無疑為台灣的嵌入式系統學習者提供了一個非常寶貴的資源，我強烈推薦所有對嵌入式系統有興趣的朋友，無論是學生還是已經在業界工作的工程師，都應該入手一本！

评分☆☆☆☆☆

對於我這種已經在嵌入式領域耕耘多年的老鳥來說，要找到一本能夠真正讓我眼前一亮的書並不容易。《嵌入式系統：以瑞薩RX600微控制器為例》做到了！作者在深入探討RX600系列的先進特性，比如它的快取記憶體架構、低功耗模式以及高效能的DSP擴充指令集等方面，展現了非凡的洞察力。這些內容，往往是許多入門級的書籍所忽略的，但對於追求極致效能和節能的嵌入式應用來說，卻是至關重要的。書中關於「硬體加速與軟體優化」的結合，讓我印象深刻。作者透過實際案例，展示了如何利用RX600的硬體特性來加速某些計算密集型的任務，進而提升整個系統的反應速度和效率。這不僅僅是停留在理論層面，而是提供了具體的程式碼範例和效能評估方法，讓我可以學以致用。此外，作者對於「安全機制」的探討，也是一個亮點。在現今物聯網和智慧裝置盛行的時代，嵌入式系統的安全性越來越受到重視。書中對RX600的信任根（Root of Trust）、硬體加密引擎等安全功能的介紹，為我提供了寶貴的參考，讓我在設計安全可靠的嵌入式產品時，能夠有更全面的考量。這本書不僅提供了前沿的技術知識，更引導了我對未來嵌入式系統發展趨勢的思考，絕對是一本值得反覆閱讀的經典之作。