学C语言从玩NXT乐高机器人开始(使用NXC)(附光碟)(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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•    衔接正规程式「C语言的先修课程」。
　　•    对NXT乐高机器人的支援性非常高。
　　•    具有NXT-G软体所没有的除错功能。
　　•    「边写边玩」引起动机与增加兴趣。

图书简介 《嵌入式系统设计与实践：基于ARM Cortex-M微控制器与FreeRTOS》 --- 内容简介 本书旨在为电子工程、计算机科学及相关专业的高年级本科生、研究生以及希望深入了解嵌入式系统底层原理和现代开发流程的工程师提供一本全面、深入且实用的参考指南。本书摒弃了对特定玩具平台或单一编程语言的局限性，聚焦于当前业界最主流、应用最广泛的ARM Cortex-M系列微控制器架构，并结合业界标准的实时操作系统——FreeRTOS，构建一套完整、前沿的嵌入式系统开发知识体系。 本书结构严谨，从基础理论到高级应用层层递进，确保读者不仅能“使用”工具，更能“理解”其工作机制。 第一部分：嵌入式系统核心基础与工具链 本部分为后续高级主题奠定坚实的理论基础。 1. 嵌入式系统概览与C语言的深入应用： 回顾C语言在嵌入式领域的关键特性，重点探讨位操作、内存模型（易失性、静态、全局变量的生命周期）、指针运算的陷阱与技巧，以及如何编写高效、可移植的裸机代码。 2. ARM Cortex-M架构剖析： 详细介绍Cortex-M内核（如M3/M4/M7）的流水线结构、寄存器集（R0-R15、SP、LR、PC）、特权级（Privileged/Handler Mode vs. Thread Mode）以及堆栈帧的组织。着重讲解NVIC (Nested Vectored Interrupt Controller) 的初始化、中断优先级分组（Preemption Priority与Sub-Priority）的计算与设置，这是理解中断驱动程序的核心。 3. 内存映射与外设访问： 阐述内存映射I/O的原理。通过分析标准MCU的数据手册，指导读者如何根据地址映射表正确地读写寄存器，区分位域（Bit-banding）的使用场景，并探讨内存保护单元（MPU）的基本配置与作用。 4. 调试与仿真技术： 深入介绍JTAG/SWD接口的原理与连接方式。讲解使用OpenOCD或厂商提供的调试工具链（如Keil MDK, IAR EWARM, STM32CubeIDE）进行固件烧录、断点设置、单步执行以及实时变量观察（RVI） 的高级技巧。强调使用逻辑分析仪和示波器辅助硬件调试的重要性。 第二部分：裸机编程与硬件抽象 本部分侧重于不依赖操作系统的情况下，如何高效地控制微控制器外设。 1. 时钟系统与系统初始化： 详细解析MCU内部PLL（锁相环）、分频器、LSE/HSI/HSE等时钟源的配置流程。重点讲解如何稳定地配置系统主频，并确保所有外设时钟的正确开启与分配。 2. 通用输入输出（GPIO）与中断驱动： 讲解GPIO的推挽/开漏输出、上下拉配置。着重于如何高效地配置外部中断（EXTI）或端口中断，处理抖动（Debouncing）问题，并设计快速的ISR（中断服务程序）。 3. 定时器与脉冲宽度调制（PWM）： 剖析基本定时器、高级定时器和低功耗定时器的架构。演示如何精确配置计数模式、预分频系数，实现周期性中断和输入捕获。PWM部分详述其在电机控制和电源管理中的应用。 4. 串行通信协议栈： 全面覆盖三大切口通信协议： UART/USART： 波特率计算、奇偶校验、全双工/半双工通信的实现。 SPI： 主/从模式配置，时钟极性（CPOL）和时钟相位（CPHA）的四种模式选择，以及数据传输的对齐问题。 I2C/TWI： 总线仲裁、起止条件、地址寻址、多字节数据读写以及时钟拉伸的处理。 第三部分：实时操作系统（FreeRTOS）深度解析 本部分将开发重点从裸机转向多任务环境，这是现代嵌入式软件设计的核心。 1. RTOS核心概念与移植： 介绍任务（Task）、就绪列表、上下文切换（Context Switching）的基本原理。指导读者完成FreeRTOS在选定Cortex-M平台上的首次移植，包括启动代码（Startup Code）的修改和钩子函数（Hook Functions）的配置。 2. 任务管理与调度： 深入讲解任务的生命周期（Suspended, Ready, Running, Blocked, Dead）。对比抢占式调度和协作式调度的差异。详细分析时间片轮转机制和优先级继承（Priority Inheritance）在解决优先级反转问题中的应用。 3. 任务间通信与同步机制： 这是RTOS设计的关键。本书将详尽分析并实践以下机制： 信号量（Semaphores）： 二值信号量（用于互斥访问）与计数信号量（用于资源计数）。 消息队列（Queues）： 发送/接收数据的同步机制，包括超时处理和队列满/空溢出处理。 事件组（Event Groups）： 多个事件同时满足的同步等待机制。 软件定时器（Software Timers）： 在不占用硬件定时器资源的情况下实现周期性或一次性任务调度。 4. 内存管理在RTOS中的挑战： 分析FreeRTOS提供的多种堆内存管理方案（如Heap_1到Heap_5），讨论它们在内存碎片化、实时性和效率方面的权衡，指导读者根据应用场景选择最合适的内存池策略。 第四部分：高级主题与驱动开发实践 结合前三部分的知识，本部分聚焦于复杂外设的驱动设计和软件架构的优化。 1. DMA（直接内存访问）控制器驱动： 阐述DMA如何将CPU从繁重的数据搬运中解放出来。重点讲解DMA的传输模式（普通、循环）、请求源、通道配置，并结合ADC或UART的传输实例，实现高效的批量数据采集。 2. ADC/DAC驱动与信号处理基础： 详细介绍模数转换器的触发源、采样率和分辨率配置。在DAC部分，介绍如何使用PWM或DAC产生简单的波形。 3. 驱动程序的设计模式： 引入HAL（Hardware Abstraction Layer） 和LL（Low-Layer） 驱动的设计思想，指导读者编写面向对象、可移植性强的驱动代码。讲解如何封装底层寄存器操作，为上层应用提供清晰的API接口。 4. 功耗管理与低功耗模式： 分析Cortex-M微控制器的睡眠模式（Sleep Mode, Deep Sleep, Stop Mode）及其唤醒机制。展示如何在FreeRTOS中结合Tickless Idle模式，实现系统级别的动态功耗优化。 本书特色： 架构驱动： 专注于行业标准ARM Cortex-M，而非特定供应商或实验性硬件，确保知识的长期价值。 软硬结合： 深度剖析底层寄存器操作与高层RTOS抽象之间的协同工作方式。 实践导向： 包含大量基于STM32或类似Cortex-M系列开发板的完整代码示例（不依赖于特定图形化配置工具的纯C代码实现），覆盖外设初始化、中断处理和RTOS应用。 本书是构建稳健、可扩展、高性能嵌入式软件系统的理想桥梁。 --- 目标读者： 电子/自动化/计算机专业学生，嵌入式软件工程师，固件开发者。 推荐前置知识： 熟悉C语言基础，了解基本的数字电路和微机原理。

Chapter 1 乐高机器人
Chapter 2 NXT 主机的程式开发环境
Chapter 3 NXC 程式的开发环境
Chapter 4 资料的运算
Chapter 5 流程控制
Chapter 6 阵列
Chapter 7 副程式与函式和巨集
Chapter 8 机器人动起来了（伺服马达）
Chapter 9 机器人碰碰车（触碰感测器）
Chapter 10 「 声音」感测器（NxtSoundSensor）
Chapter 11 机器人轨迹车（光源感测器）
Chapter 12 机器人走迷宫（超音波感测器）
Chapter 13 进阶功能的运用

 

序

　　乐高是一家世界知名的积木玩具公司，从各种简单的积木到复杂的动力机构，甚至自创乐高机器人，全都能让大人与小孩玩到乐此不疲。为何乐高能让大、小朋友甚至玩家「百玩不厌」呢？其最主要原因是它可以依照每一位玩家的「想像力及创造力」来建构其个人独特的作品，并且还可透过「乐高专属的软体（NXT-G）」来控制NXT 乐高机器人。

　　何谓NXT-G 软体呢?，其实它是LEGO 公司用来针对设计NXT 机器人程式的软体，而在NXT-G 中（G 代表Graphic（图形）），亦即它是一种「图形化」的拼图程式软体，其适合国中、小学生或第一次接触乐高机器人程式者。但是，对于高中、职及大专院校学生而言，恐怕不是最佳的选择，其原因如下：

　　1. 较难衔接正规程式设计课程。
　　2. 没有提供较完整的除错功能。
　　3. 定义数值运算的副程式变得程序复杂等等。

　　有鑑于此，笔者建议对于高中、职及大专院校学生，可以在学习正规C 语言程式设计之前，先学习「NXC 程式」来控制NXT 机器，其目的「边做边写」引起动机与增加兴趣。

　　何谓NXC 程式呢？其实NXC（Not eXactly C）是一种控制NXT 乐高机器人的程式语言，换言之，NXC 是针对NXT 量身定作的C 语言。其开发环境是透过BricxCC（Bricx Command Center）整合开发环境（IDE），它可让我们用NXC来撰写NXT 机器人程式。其主要的优点如下：

　　1. 衔接正规程式「C 语言的先修课程」。
　　2. 对NXT 乐高机器人的支援性非常高。
　　3. 具有NXT-G 软体所没有的除错功能。
　　4. 「边写边玩」引起动机与增加兴趣。

　　最后，在此特别感谢各位读者对本着作的支持与爱护，笔者才疏学浅，有疏漏之处，敬请各位资讯先进不吝指教。

评分☆☆☆☆☆

說實話，一開始看到這本書名，我還猶豫了一下，覺得「玩樂高」跟「學C語言」好像是兩條平行線，不太可能有交集。但抱持著姑且一試的心態翻開，卻讓我驚喜連連！作者巧妙地將C語言的抽象概念，轉化成樂高機器人具體的動作和邏輯，這種「化繁為簡」的功力實在令人佩服。不像坊間許多程式書，開頭就是密密麻麻的語法和函式，這本書從一開始就聚焦在「目標導向」的學習，也就是讓機器人「動起來」。我最喜歡的是它循序漸進的教學方式，會先介紹基本的C語言語法，然後立刻連結到如何在NXC環境下應用，再透過實際的機器人互動來驗證，讓學習過程非常扎實，而且不容易忘記。 尤其讓我覺得貼心的是「附光碟」的部分。在這個資訊爆炸的時代，有作者提供的現成資源，絕對是省時又省力的關鍵。我不必自己摸索著去找範例程式，可以直接下載、修改，甚至參考書中的解釋來理解。這對我這種時間有限的上班族來說，實在是太友善了。我已經迫不及待想試試書中如何利用感測器來讓機器人避開障礙物，或是完成簡單的巡線任務。我認為這本不只是一本C語言教學書，更像是一本「程式思維」的啟蒙教材，透過遊戲化的學習，讓我對程式設計產生了更濃厚的興趣，也更敢於去嘗試和創造。

评分☆☆☆☆☆

作為一個對科技產品充滿好奇的台灣讀者，我一直對樂高機器人非常著迷。當我偶然間看到這本《學C語言從玩NXT樂高機器人開始(使用NXC)(附光碟)(第二版)》，簡直眼睛為之一亮！作者能夠將C語言這種聽起來有點「硬」的學科，透過樂高機器人這樣一個充滿趣味和創造力的平台來呈現，真的太有才了！這本書完全顛覆了我對程式學習的刻板印象。它不是枯燥乏味的條文堆砌，而是讓你親手操作、實驗、觀察，讓抽象的程式碼變成實際的動作。我認為這種「從玩中學」的方式，是最高效、也最能激發學習興趣的。 書中提供的NXC語言，是專門為NXT機器人設計的，這表示它已經將很多複雜的底層細節都封裝起來，讓初學者可以更專注於學習程式邏輯。我迫不及待想嘗試書中的範例，例如如何讓機器人按照預設的路徑移動，或是如何利用不同的感測器來讓它做出更智慧的反應。書中附帶的光碟，對我這種剛入門的新手來說，簡直是無價之寶。它提供了完整的範例程式碼和相關的開發環境，省去了我很多搜尋和安裝的麻煩。我預計這本書會讓我花很多時間在動手實作上，但這絕對是值得的，因為每一次的成功，都將是巨大的成就感。

评分☆☆☆☆☆

這本《學C語言從玩NXT樂高機器人開始(使用NXC)(附光碟)(第二版)》真是太有意思了！身為一個對程式設計和樂高都充滿熱情的人，我一直想找一本能結合兩者的入門書，這本絕對是我的救星。作者的寫作風格非常親切，就像在跟朋友聊天一樣，完全沒有艱澀難懂的術語，讓我這個程式設計新手也不會感到壓力。光是看到書名，就知道它強調的是「玩」，這點非常吸引我。畢竟，學習程式語言如果只是枯燥的理論，很容易就會打退堂鼓。但透過樂高機器人這個實體模型，我可以親手操作、觀察程式碼的運行結果，這種即時的回饋感，真的會讓學習變得充滿樂趣和成就感。 書中的範例程式碼也很實用，而且是專門針對NXT機器人設計的，這點非常重要。很多程式書的範例可能比較抽象，或是需要額外的硬體才能實驗。但這本可以直接套用到NXT機器人上，加上書中提供的光碟，裡面應該有豐富的程式碼和資源，讓我可以立刻動手實作。我特別期待書中關於機器人感測器和馬達的控制部分，想像著自己寫的程式能讓機器人做出各種動作，甚至完成一些小任務，就覺得非常興奮。而且「第二版」代表它已經經過市場的考驗和修正，相信內容會更加完善和貼近讀者的需求。我相信透過這本書，我能真正學到C語言的基礎，並且學以致用，讓我的NXT機器人活起來！

评分☆☆☆☆☆

這本書《學C語言從玩NXT樂高機器人開始(使用NXC)(附光碟)(第二版)》的出現，簡直是為我這種「視覺型」學習者和「動手派」愛好者量身打造的！我一直覺得程式設計很難學，因為那些文字符號看起來就讓人頭痛，而且又不知道學了能幹嘛。但是，這本書透過NXT樂高機器人這個實體載體，把程式碼的運作過程變得非常具體。我可以看著程式碼，然後想像著它會讓機器人的哪個輪子轉動，或是哪個感測器被觸發，然後實際觀察結果，這種「從虛擬到真實」的體驗，真的讓我對C語言產生了前所未有的興趣。 作者的講解風格非常平易近人，完全沒有學術論文的生硬感。很多概念的解釋都用非常生活化的例子，讓我能夠輕鬆理解。我特別喜歡書中結合了「專案導向」的學習模式，也就是透過完成一系列的小專案，來逐步掌握C語言的知識。這讓我感覺學習更有方向感，而且每一次完成一個小專案，都會有滿滿的成就感。光碟裡的資源更是太實用了！我不用再擔心不知道從哪裡開始，可以直接使用書中提供的範例程式碼，然後修改、實驗。我已經躍躍欲試地想嘗試如何利用程式讓機器人進行簡單的辨識任務，相信這本書會是我開啟程式設計世界大門最棒的引路人。

评分☆☆☆☆☆

這本《學C語言從玩NXT樂高機器人開始(使用NXC)(附光碟)(第二版)》真的是我最近最滿意的一本程式設計入門書了！我過去也嘗試過一些C語言的書籍，但總是覺得離實際應用太遙遠，學了也記不太住，很快就放棄了。這本書最大的特色就是它選擇了NXT樂高機器人作為載體，這絕對是一個天才的點子。透過實際組裝機器人，然後用C語言（NXC）來控制它，這種「做中學」的方式，讓學習過程變得異常生動有趣。書中的講解也很細膩，即使是很基礎的C語言概念，作者也會用生動的例子和比喻來解釋，讓初學者也能輕易理解。 我特別欣賞書中對於「除錯」的態度。它鼓勵讀者不要害怕犯錯，而是要從錯誤中學習，並且提供了很多實際操作時可能會遇到的問題和解決方法。這點對於新手來說非常重要，因為程式設計的學習過程中，遇到bug是常態，如果一開始就被挫折感打敗，就很容易功虧一簣。光碟裡的資源也相當豐富，涵蓋了各種實驗範例和實用的程式碼片段，可以直接套用，省去了大量的摸索時間。我對書中如何結合感測器的應用，像是光感、觸碰感測器等，讓機器人能對環境做出反應的部分，感到非常期待。這本書不僅教我C語言，更教會了我如何用程式來解決問題、實現創意。