HOLTEK 32－bit微控制器应用：C语言实例(附实验动作影片及范例光碟) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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鑑于微控制器应用之广泛，举凡机械、电子、电机、车辆、医疗器材、医工、航太、化工、自动化、冷冻空调、家电、控制等领域均需使用微控制器。本书以诱导方式引领读者进入微控制器世界，以浅显文字介绍HOLTEK微控制器功能，依HOLTEK微控制器功能规划30个基础实验及10个进阶应用实验，每个实验均附材料表以利读者准备实验材料，教师可依课程内函规划一学期之实验项目，本书同时揭露商品化产品之程式设计技巧。本书适用于大学、科大电子、电机科系「微控制器应用」之课程与工程人员自修及培训用或有兴趣之读者使用。

本书特色

　　1.诱导方式引领读者进入32位元微控制器世界。
　　2.以浅显文字介绍Holtek 32位元微控制器。
　　3.简单范例说明Cortex-M3架构。
　　4.规划30个基础实验及10个进阶应用实验。
　　5.本书同时揭露商品化产品之设计程式。
　　6.本书适合工程学院学生学习及业界工程师使用。
　　7.内容非常适合专题学生选读。

深入剖析现代嵌入式系统设计与编程范式 本书旨在为读者提供一个全面、深入且高度实践性的视角，探索当代嵌入式系统设计与开发的核心技术栈，尤其聚焦于基于高性能32位微控制器（MCU）的系统架构、高效的C语言编程实践、以及现代嵌入式软件工程方法论。本书内容侧重于理论基础的夯实与前沿技术的应用融合，旨在培养读者独立解决复杂嵌入式问题的能力。 第一部分：32位微控制器架构与底层机制解析 本部分将系统性地剖析现代32位MCU（如基于ARM Cortex-M系列架构）的内部组织结构、工作原理及其对软件设计的影响。 1.1 高性能MCU核心架构详解 详细阐述32位处理器的流水线设计、指令集特性（如Thumb-2指令集），以及它们如何实现指令的高效执行。探讨寄存器组的组织、特权模式（如Handler Mode与Thread Mode）的切换机制，以及堆栈（Stack）管理在函数调用和中断服务中的关键作用。深入分析内存保护单元（MPU）的配置与使用，理解其在提升系统安全性与隔离性方面的价值。 1.2 存储器系统与映射 全面解析MCU内部的存储器结构，包括程序存储器（Flash/ROM）、数据存储器（SRAM/DRAM）的物理布局与逻辑地址映射。重点讲解内存访问的延迟、缓存（Cache）机制（如果适用）的工作原理，以及位操作在访问特定寄存器和外设数据时的精确性要求。讨论如何利用链接脚本（Linker Script）精确控制代码和数据在不同存储区域的放置，这是实现裸机程序启动和系统优化的基础。 1.3 时钟系统与电源管理 深入剖析复杂的时钟树（Clock Tree）配置，包括内部振荡器（Internal Oscillator）、外部高速/低速晶振（HSE/LSE）的选择与锁定，以及锁相环（PLL）在生成高频主频中的作用。详细介绍各种低功耗模式（如Sleep, Deep Sleep, Standby）的进入与唤醒机制，以及如何通过精细的电源管理策略来优化电池供电设备的能耗。 第二部分：C语言在嵌入式环境中的高级应用与优化 C语言作为嵌入式开发的基石，本部分将超越基础语法，聚焦于如何利用C语言的特性来高效地操控硬件，并编写出健壮、可维护的代码。 2.1 硬件抽象层（HAL）的设计哲学 探讨构建可移植、可维护的硬件抽象层的最佳实践。讲解如何使用结构体（Struct）和联合体（Union）来封装外设寄存器的操作，实现面向寄存器的编程。详细分析位域（Bit Field）在寄存器映射中的精确应用，以及`volatile`关键字在处理并发访问和内存映射I/O时的关键性。 2.2 内存管理与数据结构高效实现 深入讨论嵌入式系统中动态内存分配（如`malloc`/`free`）的局限性与风险，并提出静态内存池、内存分区等替代方案。针对资源受限的环境，教授如何手动实现高效的链表、队列（Ring Buffer）和哈希表等数据结构，侧重于减少内存碎片和提高访问速度。 2.3 跨平台移植性与编译优化 讲解编译过程中的关键步骤，如预处理、编译、汇编和链接。深入探讨不同优化等级（-O0到-O3）对代码大小和执行速度的影响，以及如何通过内联函数（Inline Functions）、函数属性（Attributes）和特定的编译器指令来强制实现代码优化或避免编译器过度优化。 第三部分：实时系统基础与并发控制 现代嵌入式应用往往涉及多个任务的并发执行，理解实时操作系统的核心概念是构建复杂系统的必修课。 3.1 中断系统与异常处理 全面解析中断的产生、向量表（Vector Table）的构建与管理。详细讲解中断优先级、抢占（Preemption）机制以及中断服务程序（ISR）的编写规范，特别是如何安全地在ISR中访问共享资源（如全局变量）。剖析系统复位（Reset）和硬故障（Hard Fault）的处理流程，确保系统在异常发生时能快速恢复或安全终止。 3.2 任务调度与同步机制 介绍基于优先级的抢占式调度算法原理。深入讲解实时操作系统（RTOS）中用于任务间通信与同步的核心机制：信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）的使用场景与陷阱（如死锁的预防）、消息队列（Message Queue）的异步通信模式。重点分析如何使用这些工具来解决竞态条件（Race Condition）。 3.3 定时器与周期性任务管理 详尽讲解通用定时器（General Purpose Timer）的输入捕获（Input Capture）和输出比较（Output Compare）模式，及其在脉冲宽度调制（PWM）生成和精确时间测量中的应用。讨论如何通过定时器中断实现高精度的周期性任务调度，并平衡不同周期性任务的执行时机。 第四部分：外设接口与通信协议的深度实践 本部分侧重于如何通过软件实现对标准通信接口和模拟/混合信号外设的高效驱动。 4.1 通用异步/同步串行通信 深入讲解UART/USART的波特率计算、数据帧格式配置与校验机制。详细阐述SPI和I2C总线的时序要求、主从模式的切换，以及如何使用DMA（直接内存访问）来卸载CPU负载，实现高效的数据吞吐量。 4.2 模数转换（ADC）与数模转换（DAC） 分析ADC的采样定理、量化误差、参考电压的选取。重点讲解单次转换、连续扫描模式的配置，以及如何利用DMA将转换结果高效地传输到内存缓冲区。讨论DAC在生成波形或控制模拟量输出中的应用。 4.3 总线协议与高级接口 探讨如CAN总线在嵌入式网络中的应用，包括报文标识符的过滤与仲裁机制。对USB或以太网等更复杂的外部接口，本书将侧重于介绍其底层协议栈的初始化和数据包处理流程。 第五部分：系统调试、测试与嵌入式软件工程 成功的嵌入式项目依赖于严谨的开发流程和有效的调试手段。 5.1 调试工具链与故障排除 详细介绍JTAG/SWD调试接口的工作原理，以及如何使用硬件调试器（如J-Link, ST-Link）进行断点设置、单步执行、内存和寄存器查看。教授识别和解决常见的嵌入式软件问题，如堆栈溢出、总线错误和非法指令。 5.2 版本控制与代码规范 强调使用Git等版本控制系统在嵌入式项目中的重要性。介绍并推行一套适用于嵌入式C语言的编码规范，包括命名约定、注释风格、模块化设计原则，以确保代码库的长期可维护性。 5.3 单元测试与集成测试策略 虽然嵌入式系统调试困难，但并非不可能。介绍如何在目标硬件或模拟环境中对底层驱动模块进行最小化测试（Mocking），以及如何设计测试框架来验证关键算法和状态机的正确性，以提升软件的鲁棒性。

1 微控制器概述
1.1 微控制器简介 1-2
1.2 微控制器应用范围与未来发展趋势 1-2
1.3 Holtek相关微控制器介绍 1-3
1.4 Holtek 32位元系列微控制器介绍 1-7

2 Holtek微控制器HT32F系列介绍
2.1 HT32F系列微控制器系统架构 2-3
2.2 电源控制单元(Power Control Unit, PWRCU) 2-13
2.3 时脉控制单元(Clock Control Unit, CKCU) 2-19
2.4 重置控制单元(Reset Control Unit, RSTCU) 2-29
2.5 通用输入/输出埠(General Purpose I/O, GPIO) 2-34
2.6 输入/输出功能选择(Alternative Function I/O, AFIO) 2-40
2.7 外部中断控制器
(External Interrupt/Event Controller, EXTI) 2-52
2.8 类比/数位转换器(Analog to Digital Converter, ADC) 2-58
2.9 通用计时器(General Purpose Timers, GPTM) 2-72
2.10 基本功能计时器(Basic Function Timer, BFTM) 2-102
2.11 马达控制计时器(Motor Control Timer, MCTM) 2-105
2.12 时间时脉(Real Time Clock, RTC) 2-133
2.13 看门狗计时器(Watchdog Timer, WDT) 2-139
2.14 I2C 通讯界面(I2C Communication Interface, I2C) 2-143
2.15 同步/非同步通讯界面(Universal Synchronous/
Asynchronous Receiver Transmitter, USART) 2-158
2.16 周边直接记忆体存取
(Peripheral Direct Memory Access, PDMA) 2-176
补充资料 详见光碟
2.17 快闪记忆体控制器(Flash Memory Controller, FMC)
2.18 巢式向量中断控制器
(Nested Vectored Interrupt Controller, NVIC)
2.19 运算放大器/比较器
(Operational Amplifier/Comparator, OPA/CMP)
2.20 串列通讯界面(Serial Peripheral Interface, SPI)
2.21 智慧卡界面(Smart Card Interface, SCI)
2.22 通用序列汇流排USB控制器
(USB Device Controller, USB)

3 HT32F17xx系列程式资料库
3.1 前言 3-2
3.2 C语言程式架构(C Program Structure) 3-3
3.3 类比/数位转换程式资料库(ht32f175x_275x_adc.c) 3-17
3.4 基本功能计时器程式资料库(ht32f175x_275x_bftm.c) 3-21
3.5 时脉控制程式资料库(ht32f175x_275x_ckcu.c) 3-23
3.6 外部中断控制程式资料库(ht32f175x_275x_exti.c) 3-32
3.7 通用I/O程式资料库(ht32f175x_275x_gpio.c) 3-34
3.8 通用计时器程式资料库(ht32f175x_275x_gptm.c) 3-39
3.9 I2C 通讯程式资料库(ht32f175x_275x_i2c.c) 3-55
3.10 马达控制计时器程式资料库(ht32f175x_275x_mctm.c) 3-62
3.11 周边直接记忆体存取程式资料库
(ht32f175x_275x_pdma.c) 3-81
3.12 电源控制程式资料库(ht32f175x_275x_pwrcu.c) 3-83
3.13 重置控制程式资料库(ht32f175x_275x_rstcu.c) 3-87
3.14 时间时脉程式资料库(ht32f175x_275x_rtc.c) 3-90
3.15 同步/非同步通讯程式资料库(ht32f175x_275x_usart.c) 3-94
3.16 看门狗计时程式资料库(ht32f175x_275x_wdt.c) 3-103
3.17 其他程式资料库(ht32f175x_275x_misc.c) 3-105
补充资料 详见光碟
3.18 快闪记忆体控制程式资料库(ht32f175x_275x_flash.c)
3.19 智慧卡界面程式资料库(ht32f175x_275x_sci.c)
3.20 串列通讯程式资料库(ht32f175x_275x_spi.c)
3.21 USB控制器程式资料库(ht32f175x_275x_usbd.c)
3.22 运算放大器/比较器程式资料库
(ht32f175x_275x_cmp_op.c)

4 开发工具
4.1 KeilTM MDK-ARM环境系统安装 4-3
4.2 KeilTM MDK-ARM环境快速开始 4-5

5 基础实验
5.1 实验1：LED电路实验 5-3
5.2 实验2：输入/输出基本电路实验 5-10
5.3 实验3：七段LED显示器实验 5-15
5.4 实验4：按钮电路实验 5-21
5.5 实验5：外部硬体中断实验 5-27
5.6 实验6：内部计时器中断实验 5-36
5.7 实验7：二位数计数器实验 5-43
5.8 实验8：二位数计时器实验 5-51
5.9 实验9：静态LED8X8矩阵显示控制实验 5-61
5.10 实验10：动态LED8X8矩阵显示控制实验 5-80
5.11 实验11：多色LED8X8矩阵显示控制实验 5-91
5.12 实验12：键盘扫描控制实验 5-102
5.13 实验13：静态LCD显示实验 5-110
5.14 实验14：静态LCD换页显示实验 5-122
5.15 实验15：动态LCD显示实验 5-130
5.16 实验16：单通道A/D控制实验 5-140
5.17 实验17：多通道A/D控制实验 5-147
5.18 实验18：PWM控制实验 5-157
5.19 实验19：A/D与PWM控制实验(GPTM0) 5-167
5.20 实验20：A/D与PWM控制实验(MCTM) 5-176
5.21 实验21：键盘输入与LCD显示实验 5-186
5.22 实验22：A/D、PWM控制与LCD实验 5-197
5.23 实验23：马达转速控制实验 5-211
5.24 实验24：系统计时器实验 5-223
5.25 实验25：看门狗计时器实验 5-242
5.26 实验26：电子琴音效实验 5-254
5.27 实验27：音乐盒实验 5-264
补充资料 详见光碟
5.28 实验28：I2C通信实验
5.29 实验29：I2C通信之PDMA实验
5.30 实验30：A/D之PDMA实验

6 进阶应用实验
6.1 实验31：马达转速量测实验 6-2
6.2 实验32：LCD马表计时器实验 6-16
补充资料 详见光碟
6.3 实验33：LCD时间显示实验
6.4 实验34：LCD猜数字游戏实验
6.5 实验35：USART通信实验
6.6 实验36：三轴加速度计量测实验
6.7 实验37：三轴陀螺仪量测实验
6.8 实验38：三轴电子罗盘量测实验
6.9 实验39：PWM遥控信号量测实验
6.10 实验40：四轴马达控制实验

附录
A. 数码系统 A-2
B. 基本逻辑闸 A-4
C. 实验设备 A-6
D. 电子零件资料 A-6

评分☆☆☆☆☆

從一個剛接觸嵌入式系統不久的菜鳥角度來看，這本書的出現真的是太及時了！市面上關於微控制器學習的書很多，但真正能把32位元架構和C語言結合得這麼紮實，還附帶影音教學的，實在少之又少。我之前有嘗試過其他家的微控制器，但總覺得架構比較複雜，C語言的應用也比較皮毛。HOLTEK這個牌子我聽說過，感覺在某些領域有它的獨到之處，這次能有這麼完整的教材，讓我覺得可以好好投入。尤其是「實驗動作影片」，這點太重要了！我常常在看書上的電路圖跟程式碼時，腦袋裡一片空白，不知道實際接線會是怎樣，程式跑起來的時序又是如何。有影片指導，可以清楚看到老師一步一步操作，包括軟體的設定、燒錄的過程，還有實際量測的結果，這能大大減少我因為「看不懂」而產生的挫折感。我希望書中的C語言範例能從基礎的GPIO操作，一路深入到一些比較進階的通訊協定，像是UART、SPI、I2C等等，畢竟這些都是實際專案中經常會用到的。

评分☆☆☆☆☆

我本身是一名在職的電子工程師，平常工作會接觸到一些嵌入式系統的專案。雖然不是專門負責微控制器這一塊，但偶爾也會需要用到。最近公司打算導入HOLTEK的32位元微控制器來做新產品的開發，所以我就想趁這個機會好好地學習一下。市面上的微控制器書籍很多，但我對這本《HOLTEK 32－bit微控制器應用：C語言實例》特別感興趣，主要是因為它強調「C語言實例」，而且還附帶了「實驗動作影片」和「範例光碟」。對我們這種有一定基礎，但想快速掌握特定架構的人來說，這種實操性強的教學方式是最有效的。我希望書中的C語言範例能涵蓋一些比較實際的應用場景，比如電源管理、低功耗設計、感測器驅動、通訊介面應用等等。而且，我猜想書中的範例光碟應該會提供相應的開發環境配置和除錯工具，這樣我就可以直接在工作站上進行練習，而不必擔心軟體環境的搭建問題。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封面設計我覺得還蠻有質感的，藍色底加上一點點金屬光澤的HOLTEK字樣，看起來很專業，讓人忍不住想拿起來翻翻看。我平常就對微控制器很有興趣，但總覺得光看書本的理論有點抽象，這次看到有附實驗影片和光碟，我眼睛都亮了！這對我這種比較「動手做」的學習者來說，簡直是福音。我一直在尋找能讓我快速入門HOLTEK 32位元架構的資源，畢竟現在的嵌入式開發越來越講求效率，如果能邊看影片邊操作，相信學習曲線會平緩很多，而且也比較不容易卡關。我對書中C語言的實例應用部分充滿期待，希望它能涵蓋一些實際生活會遇到的應用場景，而不是只有單純的電路操作。畢竟，學會了技術，更重要的是如何將它應用到解決問題上，這才是我最想看到的。我猜書中的範例光碟應該會提供豐富的程式碼和開發工具，這點也大大加分。我已經迫不及待想開始動手做做看了！

评分☆☆☆☆☆

對於我這種已經具備一些C語言基礎，但對微控制器硬體還不太熟悉的讀者來說，這本書的架構設計看起來非常吸引人。我一直想找一本能將C語言的語法和微控制器底層操作結合起來的書，讓我在寫程式碼的時候，能更清楚地知道它背後到底發生了什麼。HOLTEK 32位元這個架構我最近比較關注，聽說它的性能和功耗平衡做得不錯。這本書最讓我期待的是「實驗動作影片」的部分，我常常在看書本上枯燥的文字說明時，腦袋裡浮現的畫面是模糊的，有了影片，我就能更直觀地了解硬體的接線方式，軟體的操作流程，以及程式碼執行後的實際效果。我希望書中的C語言範例能從基本的點亮LED開始，循序漸進地講解中斷、計時器、ADC、PWM等常用的週邊，最後能延伸到一些小型專案的整合。另外，附帶的範例光碟應該能提供完整的專案程式碼和必要的開發工具，這對我快速上手非常有幫助。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在準備相關技術專題的學生，這本《HOLTEK 32－bit微控制器應用：C語言實例》對我來說，簡直是雪中送炭！我的專題主題跟嵌入式物聯網有點關係，需要用到32位元的微控制器來處理一些感測器數據，並且透過無線模組傳輸。HOLTEK這個廠牌我之前在老師的課堂上接觸過，它的硬體資源和開發環境都還不錯，但我一直覺得比較缺乏系統性的C語言應用教學，特別是針對32位元架構的。這本書附帶的實驗影片和光碟，對於我這種需要快速驗證想法的學生來說，真的太有幫助了。我可以邊看影片邊跟著做，省去了自己摸索和除錯的時間，而且光碟裡的範例程式碼，肯定能給我很大的啟發，讓我更快地將理論知識轉化為實際的專案開發。我特別期待書中能有一些進階的應用範例，例如如何利用32位元的運算能力來處理一些複雜的演算法，或者如何結合RTOS來實現多任務處理，這些都是我專題裡會需要用到的技術。