嵌入式係統：以瑞薩RX600微控製器為例 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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本書利用實際範例說明以瑞薩RX62N開發的嵌入式係統，並深入介紹RX62N的先進架構以及周邊功能的使用，且可幫助讀者瞭解相關開發工具的功能。本書提供馬達控製及數位電源等範例，可供做為相關産品開發的參考方案。

本書特色

　　1.本書利用實際範例說明以瑞薩RX62N開發的嵌入式係統。

　　2.本書深入介紹RX62N的先進架構以及周邊功能的使用，並協助瞭解相關開發工具的功能。

　　3.本書提供馬達控製及數位電源等範例，可供做為相關産品開發的參考方案。

嵌入式係統設計與實踐：基於現代微控製器架構 第一部分：嵌入式係統基礎與開發環境搭建 第1章：嵌入式係統概述與發展趨勢 本章首先對嵌入式係統的基本概念、組成部分（硬件平颱、軟件棧、開發工具）進行全麵闡述。深入分析當前嵌入式係統領域的技術演進方嚮，包括實時性要求的提升、低功耗設計的重要性、物聯網（IoT）集成需求以及邊緣計算的興起。重點討論不同類型微控製器（MCU）的選擇標準，以及嵌入式係統在工業控製、消費電子、汽車電子等關鍵領域的應用場景分析。通過對曆史發展脈絡的迴顧，為讀者建立一個宏觀的認知框架，理解現代嵌入式設計所麵臨的挑戰與機遇。 第2章：微控製器體係結構基礎 本章聚焦於現代高性能微控製器的核心架構原理。詳細解析指令集架構（如CISC與RISC的對比、MIPS、ARM Cortex-M係列的基礎結構）。深入探討CPU的工作模式、流水綫技術、存儲器層次結構（緩存、寄存器組、片上SRAM與外部存儲器的映射）。講解總綫結構，如AHB、APB等，以及它們如何影響係統性能和模塊間的數據傳輸效率。此外，本章將介紹中斷控製器（NVIC/GIC）的工作機製，包括中斷優先級管理、嵌套中斷處理和快速上下文切換的實現細節。 第3章：開發工具鏈與環境配置 高效的開發環境是嵌入式項目成功的基礎。本章詳細指導讀者建立一個完整的開發工具鏈。內容涵蓋交叉編譯器的選擇與配置（GCC/Clang在嵌入式環境下的應用），啓動代碼（Startup Code）的解析與定製。重點講解集成開發環境（IDE）的部署，如Eclipse、VS Code配閤特定廠商的工具鏈。此外，係統調試技術是本章的核心內容，包括JTAG/SWD接口的工作原理、硬件調試器（Probe）的使用方法，以及斷點設置、內存查看、寄存器監視等高級調試技巧在實際項目中的應用案例。 第4章：固件的初始化與啓動流程 理解係統啓動過程對於嵌入式開發至關重要。本章將剖析微控製器上電復位（POR）後的初始狀態。詳細分析程序執行流程，從復位嚮量到C/C++運行時庫的初始化，包括堆棧的建立、全局變量的初始化（.data段和.bss段的處理）。本章將提供一個自建啓動代碼的模闆，並解釋如何配置鏈接腳本（Linker Script）來精確控製代碼和數據在存儲器中的布局，確保固件能夠正確加載和運行。 --- 第二部分：核心外設編程與驅動開發 第5章：通用輸入/輸齣（GPIO）與中斷驅動編程 GPIO是嵌入式係統與外部世界交互的基礎。本章講解GPIO的寄存器控製模式，包括輸入配置（上下拉電阻、告警檢測）、輸齣配置（推挽、開漏模式）以及速度選擇。核心內容是基於中斷的事件驅動編程。深入探討外部中斷/事件控製器（EXTI）的配置，包括觸發邊沿選擇、去抖動處理。通過實例演示如何使用中斷服務程序（ISR）高效地響應外部事件，而非采用低效的輪詢方式。 第6章：定時器與脈衝寬度調製（PWM）技術 定時器是嵌入式係統中實現精確時間控製的核心模塊。本章係統介紹基本定時器（計數、溢齣事件）、輸入捕獲（測量周期和占空比）以及輸齣比較功能。重點深入講解脈衝寬度調製（PWM）的原理、配置和應用，包括生成不同頻率和占空比的波形，用於電機控製、LED調光等場景。本章將涵蓋高級定時器特性，如死區生成、互補輸齣等在電機驅動中的重要性。 第7章：串行通信協議詳解（UART/USART） 串行通信是數據采集和設備間通信的常用手段。本章全麵覆蓋通用異步收發傳輸器（UART/USART）的配置，包括波特率計算、數據幀格式、奇偶校驗。通過寄存器級和庫函數級的編程示例，實現可靠的異步數據收發。此外，本章還會涉及RS-232/RS-485等物理層標準的接口處理，為構建穩定的遠程通信鏈路打下基礎。 第8章：同步通信接口：SPI與I2C 本章專注於局域總綫通信協議。SPI部分詳述主/從模式、時鍾極性（CPOL）與相位（CPHA）的四種模式，以及高速數據傳輸的實現。I2C部分則著重講解兩綫總綫（SCL/SDA）的握手機製、地址尋址、讀寫流程、時鍾拉伸處理，以及多主站仲裁機製的概述。通過實例展示如何驅動常見的傳感器（如加速度計、EEPROM）來驗證這些接口的正確性。 --- 第三部分：高級功能與係統集成 第9章：模數轉換器（ADC）與數據采集 ADC是連接模擬世界與數字係統的橋梁。本章深入剖析ADC的工作原理，包括采樣定理、量化誤差。詳細講解不同轉換模式（單次、連續、掃描模式），參考電壓的選擇與影響。重點關注多通道采集的效率優化，例如使用DMA配閤ADC進行高速、低CPU占用的數據流采集。本章將提供一套完整的環境光傳感器數據采集與綫性化處理方案。 第10章：直接內存訪問（DMA）與數據傳輸優化 在高性能嵌入式係統中，數據搬運效率至關重要。本章係統介紹DMA控製器的工作機製，包括源地址、目標地址、傳輸大小和傳輸模式（循環、普通模式）。闡述DMA如何解放CPU，使其專注於復雜的計算任務。通過具體示例，展示如何配置DMA通道來高效傳輸外設數據到內存，或從內存傳輸數據到外設（如LCD、高速ADC）。 第11章：實時操作係統（RTOS）基礎與任務調度 對於復雜的多任務應用，實時操作係統是必不可少的。本章介紹RTOS的核心概念，如任務（Task）、上下文切換、任務優先級繼承。詳細分析先占式調度與協作式調度的差異。重點講解信號量（Semaphore）、互斥鎖（Mutex）在資源保護中的應用，以及消息隊列（Message Queue）在任務間通信中的作用。本章將側重於如何使用RTOS來管理係統資源，避免死鎖和競態條件。 第12章：存儲器管理與文件係統 本章探討嵌入式係統中的數據持久化問題。首先介紹不同類型的非易失性存儲器（Flash, EEPROM）的讀寫特性和壽命限製。深入講解如何使用外部SD卡或eMMC，並配置FAT/exFAT等文件係統驅動。討論在資源受限的環境下，如何選擇和移植輕量級的嵌入式文件係統（如LittleFS或YAFFS），確保日誌記錄和配置文件的可靠存儲。 --- 第四部分：電源管理與固件可靠性 第13章：低功耗模式與電源管理 在電池供電設備中，功耗優化是關鍵設計目標。本章詳細介紹微控製器提供的各種低功耗模式（睡眠、停止、待機），以及進入和喚醒這些模式所需的條件和步驟。講解如何通過時鍾門控、電源域隔離等硬件機製來降低靜態和動態功耗。分析中斷源對喚醒機製的影響，並提供一套電源管理策略的實踐指南。 第14章：看門狗定時器（WDT）與係統復位 係統的可靠性依賴於故障檢測與恢復機製。本章深入解析看門狗定時器（WDT）的工作原理，包括窗口看門狗的特性。闡述WDT在預防軟件卡死（Soft Lock-up）中的作用，以及如何根據應用需求配置喂狗周期。同時，討論係統復位機製的分類（上電復位、軟件復位、外部復位）及其對係統狀態的影響。 第15章：固件安全基礎與OTA更新 隨著係統連接性的增強，安全性日益重要。本章初步探討嵌入式固件安全的基礎概念，如代碼保護、防止物理側信道攻擊的概述。重點介紹實現可靠的空中下載（OTA）更新機製的關鍵技術，包括雙區（Dual Bank）固件存儲架構、安全引導（Secure Boot）的初步概念，以及固件校驗和（Checksum/CRC）在保證更新完整性中的應用。 第16章：係統調試、性能分析與電磁兼容性（EMC）考量 本章將前瞻性地討論産品化過程中的關鍵環節。講解如何使用邏輯分析儀和示波器配閤調試器，對復雜的時序問題和通信錯誤進行定位。介紹性能分析工具，如CPU周期計數器、事件追蹤工具，用於識彆代碼中的性能瓶頸。最後，簡要介紹嵌入式硬件設計中必須考慮的電磁兼容性（EMC）基礎知識，如去耦電容的放置、走綫設計對輻射和抗乾擾的影響。

第一章 嵌入式係統簡介
1.1 學習目標
1.2 概念
1.3 典型的嵌入式係統優點
1.4 嵌入式係統功能
1.5 嵌入式係統的特性
1.6 嵌入式係統的限製
1.7 嵌入式係統的設計與製造
1.8 嵌入式係統的範例：EIN GreenEval Zigbee模組
1.9 本書目錄摘要
1.10 小結
1.11 參考資料

第二章 微控製器的概念
2.1 學習目標
2.2 連接數位訊號
2.3 連接類比訊號
2.4 基礎架構：電源、時脈與重置
2.5 小結
2.6 參考資料
2.7 練習題

第三章 瑞薩RX62N微控製器闆的 組織與架構
3.1 學習目標
3.2 基本概念
3.3 基本範例
3.4 進階概念
3.5 進階範例
3.6 參考資料
3.7 練習題

第四章 軟體開發工具
4.1 學習目標
4.2 基本概念
4.3 基本範例
4.4 進階概念
4.5 進階範例
4.6 參考資料
4.7 練習題

第五章 嵌入式係統的軟體工程
5.1 學習目標
5.2 簡介
5.3 軟體開發階段
5.4 軟體開發生命週期模型
5.5 摘要
5.6 參考資料
5.7 練習題

第六章 在類比與數位領域之間轉換
6.1 學習目標
6.2 基本概念
6.3 基本範例
6.4 進階概念
6.5 進階範例
6.6 摘要
6.7 參考資料
6.8 練習題

第七章 串列通訊
7.1 學習目標
7.2 串列通訊的基本概念
7.3 基本範例
7.4 進階概念
7.5 進階範例
7.6 摘要
7.7 參考資料
7.8 練習題

第八章 事件計數器、計時器 及實時時脈
8.1 學習目標
8.2 基本概念
8.3 實時時脈(Real Time Clock:RTC)
8.4 基本範例
8.5 進階概念
8.6 進階範例
8.7 摘要
8.8 參考資料
8.9 練習題

第九章 使用中斷與周邊裝置
9.1 學習目標
9.2 基本概念
9.3 中斷
9.4 基本範例
9.5 進階概念
9.6 進階範例
9.7 摘要
9.8 參考資料
9.9 練習題

第十章 浮點單元與運算
10.1 學習目標
10.2 基本概念
10.3 基本範例
10.4 RX62N浮點單元的進階概念
10.5 進階範例
10.6 摘要
10.7 參考資料
10.8 練習題

第十一章　看門狗計時器與低電壓檢測器
11.1 學習目標
11.2 看門狗計時器的基本概念
11.3 基本程式碼範例
11.4 看門狗計時器的進階概念
11.5 復雜範例
11.6 低壓情況
11.7 摘要
11.8 參考資料
11.9 練習題

第十二章　設計反應快速與即時的係統
12.1 學習目標
12.2 動機
12.3 排程基本原理
12.4 工作管理
12.5 安全共用資料
12.6 非插隊搶先式動態排程器
12.7 參考資料
12.8 練習題

第十三章　設計工具與係統實例
13.1 學習目標
13.2 基本硬體設計範例
13.3 自動程式碼産生器PDG2
13.4 工業的應用實例
13.5 參考資料
13.6 練習題

第十四章　使用瑞薩32位元微控製器RX62T 實現低成本、無感測器的馬達控製應用
14.1 平颱介紹
14.2 硬體概觀
14.3 軟體設計
14.4 開始使用GUI調整馬達參數
14.5 總結
14.6 參考資料

第十五章　瑞薩RX Core適用的 開發環境
15.1 瑞薩原廠IDE介紹：HEW、CubeSuite+及e2studio
15.2 可做為開發參考的RX套件
15.3 總結

附錄

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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。《嵌入式係統：以瑞薩RX600微控製器為例》做到瞭！作者在深入探討RX600係列的先進特性，比如它的快取記憶體架構、低功耗模式以及高效能的DSP擴充指令集等方麵，展現瞭非凡的洞察力。這些內容，往往是許多入門級的書籍所忽略的，但對於追求極緻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」的結閤，讓我印象深刻。作者透過實際案例，展示瞭如何利用RX600的硬體特性來加速某些計算密集型的任務，進而提升整個係統的反應速度和效率。這不僅僅是停留在理論層麵，而是提供瞭具體的程式碼範例和效能評估方法，讓我可以學以緻用。此外，作者對於「安全機製」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，嵌入式係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，為我提供瞭寶貴的參考，讓我在設計安全可靠的嵌入式產品時，能夠有更全麵的考量。這本書不僅提供瞭前沿的技術知識，更引導瞭我對未來嵌入式係統發展趨勢的思考，絕對是一本值得反覆閱讀的經典之作。

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，或許能寫齣更優化、更有效的程式。這本《嵌入式係統：以瑞薩RX600微控製器為例》正好填補瞭我這塊的知識缺口。作者在書中巧妙地將硬體架構與軟體開發結閤，讓我看到瞭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，讓我理解微控製器是如何工作的。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，我發現其實隻要掌握瞭核心概念，就能夠理解其運作邏輯。書中還探討瞭即時作業係統（RTOS）在嵌入式係統中的應用，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，這次學習瞭RTOS，讓我對如何在高效率、多任務的環境下開發程式有瞭全新的認識。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係統的魅力，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☆☆☆☆☆

哇，這本書真的是讓我太驚喜瞭！我之前一直想找一本能夠深入瞭解嵌入式係統的書，但市麵上很多都太過理論化，不然就是介紹一些老舊的架構，根本不符閤現在的業界需求。這本《嵌入式係統：以瑞薩RX600微控製器為例》完全打破瞭我的迷思！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係統的奇妙世界。特別是關於RX600這個微控製器的介紹，作者花瞭非常多的篇幅，詳細解析瞭它的架構、指令集、周邊設備的應用，甚至還提供瞭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製時，用瞭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，不是那種隻能看不能動的「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瞭一些範例，調試瞭一下，發現書本上的講解和實際情況完全吻閤，這讓我非常有成就感！這本書的齣版，無疑為颱灣的嵌入式係統學習者提供瞭一個非常寶貴的資源，我強烈推薦所有對嵌入式係統有興趣的朋友，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☆☆☆☆☆

我是一個剛踏入嵌入式係統領域的學生，對於很多東西都感到陌生和睏惑。幸運的是，我找到瞭這本《嵌入式係統：以瑞薩RX600微控製器為例》，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，都涵蓋瞭，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。作者分享瞭一些他實際開發中遇到的疑難雜癥，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瞭！我過去常常被一些小問題卡住，不知道該從何下手，現在我學會瞭更係統性的除錯方法，大大提升瞭我的學習效率。而且，書中提到的瑞薩RX600微控製器，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颱。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。這本書不僅傳授瞭知識，更培養瞭我解決問題的能力和學習的信心，我非常感激作者的付齣。

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微控製器介紹的內容上，展現瞭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，都做到麵麵俱到。他並沒有停留在「如何使用」的層麵，而是更深入地去解釋「為何如此」，例如ADC採樣率的限製、DAC輸齣精度的影響因素等，這些知識對於真正想要精通嵌入式係統的人來說，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，但透過這本書的係統性介紹，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。這不僅節省瞭我的開發時間，也讓我對整個係統的設計有瞭更宏觀的掌握。此外，作者在探討通訊協定，像是SPI、I2C、UART時，也提供瞭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。