Arduino 微电脑控制实习：迈向AMA中级先进微控制器应用认证附范例光碟 - 修订版(第二版) - 附赠OTAS题测系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书特色

　　1.坊间Arduino的书籍多以互动装置的方向介绍课程，诉求重点大多强调非电子电机背景的使用者一样可以无痛使用微控制器发挥创意，本书是否跳脱框架，将Arduino回归电子课程主流，让电群的同学，利用自身专长，让创意更发光发热呢！因为它傻瓜，你聪明嘛！

　　2.从微电脑系统谈起，了解Arduino微控制器的结构、脚位、家族成员，后介绍软体的开发流程及程式语言。

　　3.范例式的引导操作，轻松上手，包括数位篇、类比篇，以及进阶篇的练习，每个练习后有无数的延伸推广，激发读者思考。

　　4.课程进阶延伸至Visual Studio程式设计，透过Visual BASIC学习与电脑进行互动，让Arduino端的硬体搭上电脑端的多媒体，呈现多样学习风貌。另外，课程也迈向AMA中级先进微控制器应用认证，让课程与认证无缝接轨，只要按部就班，皆可完成术科认证。

《嵌入式系统设计与实践：从基础到前沿应用》 内容简介 本书旨在为读者提供一套全面、深入且具有高度实践性的嵌入式系统设计与开发指南。全书结构严谨，内容覆盖了从最基础的硬件原理到复杂的系统集成与优化等多个层面，旨在培养读者独立设计、开发和调试复杂嵌入式系统的能力。全书共分六大部分，逻辑清晰，层层递进。 第一部分：嵌入式系统基础理论与硬件架构 本部分将详细解析嵌入式系统的核心概念、发展历程及其在现代科技中的关键地位。我们将从晶体管级电路基础开始，逐步过渡到微控制器（MCU）的内部架构。重点剖析主流MCU（如ARM Cortex-M系列）的流水线设计、存储器层次结构（SRAM、Flash、EEPROM）以及总线结构（如AHB、APB）。深入探讨中断系统（NVIC）、定时器/计数器、模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的工作原理和精确配置方法。此外，还会详述低功耗设计的基础理论，包括时钟门控、电源域管理和睡眠模式的应用策略，为后续的资源受限环境下的开发打下坚实的理论基础。 第二部分：核心编程语言与高效开发技术 本章聚焦于嵌入式开发中最关键的软件实现层面。首先，对C语言在资源受限环境下的高级特性进行深度挖掘，包括位操作、结构体对齐、内存分配策略（如堆与栈的边界管理）以及指针运算的安全性考量。随后，引入C++在嵌入式领域中的应用，探讨面向对象编程（OOP）范式如何应用于硬件抽象层（HAL）和驱动程序设计中，强调RAII（资源获取即初始化）在资源管理中的优势。汇编语言部分不会过于冗长，但会选取关键指令集（如启动代码、关键的原子操作或时间敏感代码段）进行讲解，帮助读者理解编译器生成的底层代码，从而实现极致的性能优化。高效的编译和链接过程分析，包括链接脚本的定制化和符号解析，是本部分实现代码优化的关键。 第三部分：驱动程序开发与外设交互 本部分是实践性最强的一环，重点讲解如何编写稳定、可靠且可移植的设备驱动程序。内容涵盖通用异步收发传输器（UART）的波特率计算与流控制；SPI/I2C协议的掌握及其在传感器和存储器接口中的应用，包括主/从模式切换和时序要求；PWM（脉冲宽度调制）在电机控制和电源调节中的精确应用。针对更高速率的接口，如CAN总线（用于汽车和工业控制）和USB（作为设备或主机），我们将详细解析协议栈的层次结构和应用层接口。所有驱动程序的讲解均辅以清晰的状态机描述和错误处理机制，确保代码的健壮性。 第四部分：实时操作系统（RTOS）原理与高级调度 在复杂的嵌入式应用中，管理并发任务是核心挑战。本部分将详细剖析实时操作系统的内部机制。首先介绍RTOS的基本概念，如任务（Task）、上下文切换、内核对象（信号量、互斥锁、消息队列）的作用与风险（如死锁、竞态条件）。重点分析不同的调度算法，如固定优先级抢占式、轮转调度和最早截止时间优先（EDF）算法，并探讨如何根据应用需求选择合适的调度策略。此外，深入探讨时间管理，包括系统节拍的校准、软件定时器的实现，以及如何在中断服务程序（ISR）与任务之间安全地传递数据。性能分析工具的使用，如RTOS的跟踪记录器，也将被引入，用于识别和解决优先级反转等深层次问题。 第五部分：网络通信与物联网（IoT）集成 随着万物互联的趋势，嵌入式设备联网能力至关苛刻。本部分聚焦于TCP/IP协议栈在嵌入式系统中的移植与应用。内容涵盖Ethernet MAC/PHY层的基础知识，以及如何利用轻量级的嵌入式TCP/IP协议栈（如LwIP）实现可靠的网络连接。对于无线连接，我们将覆盖Wi-Fi模块的AT指令集控制、低功耗蓝牙（BLE）的GATT服务与特征定义，以及LoRa/NB-IoT等广域网技术的接入模式。安全方面，将介绍TLS/SSL握手过程在资源受限设备上的优化实现，以及固件空中下载（OTA）更新机制的设计与安全校验。 第六部分：系统验证、调试与前沿技术探讨 本部分将提高读者的系统级工程能力。调试技术是重中之重，深入讲解JTAG/SWD接口的工作原理，如何有效利用硬件断点、观察点和内存保护单元（MPU）进行程序调试。讲解波形发生器、逻辑分析仪在分析复杂时序错误中的应用。系统验证方面，将介绍单元测试和集成测试的策略，以及如何使用模型驱动设计（MDD）的思想来辅助复杂算法的开发。最后，展望嵌入式领域的前沿技术，如基于RISC-V架构的定制化开发、边缘计算中的轻量级机器学习模型部署（TinyML）及其在能效优化中的实践。 适用读者对象 本书适合于电子工程、计算机科学与技术、自动化等专业的本科高年级学生、研究生，以及希望系统性提升嵌入式系统设计能力、寻求职业发展的初级至中级工程师。读者需具备C语言编程基础和基本的数字电路知识。通过本书的学习，读者将能够独立完成从概念验证到量产原型的高难度嵌入式项目。

零、如何使用本书
    
第0章 如何使用本书    
壹、理论篇    

第1章 微电脑系统概论    
1-1 微电脑系统单元    
1-2 微电脑系统架构    
1-3 微控制器（单晶片微电脑）    
1-4 类比与数位讯号介面    
学后评量
    
第2章 认识Arduino    
2-1 浅谈Arduino    
2-2 Arduino系列控制板介绍    
2-3 Arduino系统架构    
2-4 Arduino 接脚    
学后评量
    
第3章 软体：整合开发环境说明与程式介绍    
3-1 整合开发环境Arduino IDE    
3-2 Arduino的程式介绍与基本指令    
3-3 输出入指令    
3-4 数学算术及运算指令    
学后评量    

第4章 学习工具    
4-1 图控程式Ardublock    
4-2 图控程式Scratch for Arduino（S4A）    
4-3 Arduino 线上电路与程式模拟软体    
4-4 串列通讯    
学后评量    
贰、数位I／O学习篇    

第5章 输出控制（LED）    
5-1 功能简介    
5-2 电路说明    
5-3 程式设计    
5-4 实验成果    
5-5 延伸应用与练习    
学后评量    

第6章 输入控制（开关）    
6-1 功能简介    
6-2 电路说明    
6-3 程式设计    
6-4 实验成果    
6-5 延伸应用与练习    
学后评量
    
第7章 跑马灯    
7-1 功能简介    
7-2 电路说明    
7-3 程式设计    
7-4 实验成果    
7-5 延伸应用与练习    
学后评量
    
第8章 七段显示器    
8-1 功能简介    
8-2 电路说明    
8-3 程式设计    
8-4 实验成果    
8-5 延伸应用与练习    
学后评量
    
第9章 蜂鸣器    
9-1 功能简介    
9-2 电路说明    
9-3 程式设计    
9-4 实验成果    
9-5 延伸应用与练习    
学后评量    
参、类比I／O学习篇
    
第10章 可变电阻位置量测：滑鼠的控制    
10-1 功能简介    
10-2 电路说明    
10-3 程式设计    
10-4 实验成果    
10-5 延伸应用与练习    
学后评量
    
第11章 CdS亮度感测：伺服马达的遮阳板控制    
11-1 功能简介    
11-2 电路说明    
11-3 程式设计    
11-4 实验成果    
11-5 延伸应用与练习    
学后评量    

第12章 温度感测：LCD温度显示与警报器    
12-1 功能简介    
12-2 电路说明    
12-3 程式设计    
12-4 延伸应用与练习    
学后评量
    
第13章 距离感测：超音波&红外线    
13-1 功能简介    
13-2 电路说明    
13-3 程式设计    
13-4 实验成果    
13-5 延伸应用与练习    
学后评量    
肆、延伸进阶篇    

第14章 Arduino互动技术    
14-1 中断结构    
14-2 Arduino接收电脑讯号的互动（VB）    
14-3 电脑接收Arduino讯号的互动（VB）    
学后评量
    
第15章 AMA中级先进微控制器应用认证    
15-1 AMA中级术科试题说明    
15-2 电路装配与测试    
15-3 现场指定IO埠的执行    
学后评量
    
第16章 OZONE－蚂蚁蜼兵大集合（为电子教材－请参阅光碟）    
16-1 认识OZONE微控制器板    
16-2 电子琴－键盘模组    
16-3 Say Hello－液晶显示器模组    
16-4 方向姿态显示器－三轴加速度感测模组    
学后评量    

附录    
一、ASCII 对照表    
二、LCD模组显示字元列表    
三、学后评量答案    
AMA中级先进微控制器应用认证术科测试试题（Arduino）

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，第一眼就被它“附范例光碟 - 修订版(第二版)”所吸引。作为一名长期在嵌入式领域摸爬滚打的工程师，我深知一本好的参考书，内容的前沿性和实践的可行性是多么重要。尤其是“修订版(第二版)”的字样，表明作者在不断地更新和完善内容，这对于我们这些需要紧跟技术潮流的人来说，简直是福音。我非常希望这本书能够深入讲解一些高级的微控制器设计理念，例如关于嵌入式系统中的性能优化、功耗管理策略、以及一些常用的通信协议（如I2C、SPI、UART）的深度解析和应用实例。OTAS题测系统这个附加的价值，更是让我眼前一亮。我一直认为，理论学习必须与实际测试相结合，才能达到最好的学习效果。一个能够提供全面、准确的测试和反馈的系统，将是我考取AMA中级认证路上不可或缺的助力。我期待它能帮助我模拟真实的考试压力，并让我能够充分准备，自信满满地去迎接挑战。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校的电子工程专业学生，对于微控制器的学习有着强烈的兴趣和迫切的需求。在众多的Arduino相关书籍中，这本书的“AMA中级先进微控制器应用认证”目标定位，让我觉得它比一般的入门书籍更具深度和实用价值。我希望这本书能够引导我从“会用Arduino”过渡到“理解Arduino背后的原理，并能解决复杂问题”。这本“修订版(第二版)”的标志，让我相信它一定包含了不少更新的内容，也许是关于新的开发工具链、更高效的代码优化技巧，或者是对近期AMA认证考试大纲的调整进行了呼应。OTAS题测系统的加入，让我对备考AMA认证的信心倍增。我明白，认证考试不仅仅是对知识的记忆，更是对应用能力的考察。一个能够模拟真实考试环境，并且能提供个性化反馈的题测系统，能帮助我高效地查漏补缺，将我的学习成果最大化。我非常期待书中能够有关于实时操作系统（RTOS）在Arduino上的应用，或者是一些嵌入式系统设计的最佳实践。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题“迈向AMA中级先进微控制器应用认证”直接戳中了我的学习痛点。我目前正处于一个瓶颈期，感觉自己掌握了一些基础的Arduino知识，但离“中级”和“先进”还有一段距离，更不用说去应对AMA认证这样具有专业性的考试了。这本书的出现，仿佛为我打开了一扇通往更高层次学习的大门。我尤其期待书中能够深入讲解微控制器的一些核心原理，比如中断的深入应用、定时器的高级用法、ADC和DAC的精密控制，以及如何进行低功耗设计等。这些都是在实际项目中经常遇到的关键技术，也是区分初学者和进阶者的重要标志。而“附范例光碟”和“OTAS题测系统”的承诺，让我看到了一个完整的学习闭环。光碟里的范例代码，我期望能涵盖一些具有挑战性的项目，比如简单的机器人控制、数据采集与分析、甚至是一些基础的通信协议实现，这些都能让我更好地理解书中的理论知识，并在实践中加以运用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“修订版(第二版)”标识，让我觉得它一定经过了市场和读者的检验，并且在第一版的基础上做了优化和更新，这让我对内容的实用性和前沿性有了更高的期待。在微控制器领域，技术更新迭代的速度非常快，一本能够及时更新内容的书籍，对于保持知识的鲜活性至关重要。我希望这本书能涵盖一些最新的Arduino开发板特性，比如最新的STM32系列芯片的Arduino接口开发，或者是一些在嵌入式开发领域越来越受欢迎的RTOS（实时操作系统）在Arduino平台上的应用。OTAS题测系统这个附加的亮点，更是让我跃跃欲试。我一直在寻找一种系统性的学习和检测方法，以确保我不仅能理解理论知识，更能熟练地将其应用到实际项目中。一个能够模拟真实考试场景，并提供详细错题分析的题测系统，对我来说，将是备考AMA认证最得力的助手。我甚至可以想象，在学习完某个章节后，立刻进行一次相关的测试，这能极大地增强我的学习信心，并且让我清楚地知道哪些概念还需要进一步巩固。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计让我眼前一亮，那种深邃的蓝色背景搭配着简洁明亮的标题字体，瞬间就传递出一种专业、可靠的科技感。封面上“AMA中级先进微控制器应用认证”的字样，更是直接点明了本书的核心价值，对于我这种正在努力提升自己微控制器技能，并希望获得行业认可的人来说，这简直就是指路明灯。光是看到“附范例光碟”和“OTAS题测系统”这些字眼，我就已经充满了期待，这预示着学习过程会非常扎实，不仅仅是理论的灌输，更重要的是实践操作和知识巩固。我一直认为，学习微控制器技术，实践是重中之重，而一本能够提供高质量范例代码和模拟考试系统的书籍，无疑能大大提高学习效率。我非常好奇，这本书的范例代码会涉及到哪些热门的传感器和执行器，比如物联网常用的ESP32、或者工业自动化领域的PLC接口模拟等等。OTAS题测系统听起来也很吸引人，它能帮助我及时检验学习成果，发现薄弱环节，并进行针对性复习，这对于备考AMA中级认证来说，绝对是锦上添花，让我更有信心去迎接挑战。