ARM Cortex-M0微控制器原理与实践(附范例光碟) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书以新唐公司ARM Cortex-M0 核心的NuMicro M051 系列单晶片为蓝本，由浅入深，软硬结合，全面系统化的介绍该单晶片的原理与结构、开发环境与工具、各种介面与功能单元应用的软体编写方法。以充实基础，面向应用，理论与实践、方法与实现紧密结合为主线展开，在讲解原理和设计方法的同时，还穿插了作者相关的经验、技巧和注意事项，有强大的实用性和指导性。适用于大学、科大、技术学院电子、电机及资工系「嵌入式系统概论与实习」及「微控制器原理与应用」课程使用。

本书特色

　　1本书详细介绍ARM Cortex-M0微控制器的硬体架构与软体开发。

　　2本书分为五大部分，分别为初步认知篇、基础入门篇、进阶篇、番外篇及高阶通信介面开发篇，使读者能够循序渐进学习，打好基石。

　　3每章章末皆有深入重点，可供读者复习及检视学习之成果。

　　4全书共有29个实验范例与详尽解说，帮助读者由浅入深一步步完成程式的撰写与除错，培养嵌入式微控制器的实作能力。

嵌入式系统设计与开发前沿导览：从基础理论到高级应用实践 本书简介 本书旨在为电子工程、计算机科学及相关领域的学生、工程师和技术爱好者提供一套全面且深入的嵌入式系统设计与开发指南。内容涵盖从系统架构的底层逻辑到高级软件实现的完整知识体系，重点关注现代嵌入式系统设计中的关键概念、主流技术趋势以及高效的开发流程。全书结构严谨，理论与实践紧密结合，旨在帮助读者快速建立扎实的理论基础，并能独立应对复杂的工程挑战。 第一部分：嵌入式系统基础理论与架构 第一章：嵌入式系统的本质与发展脉络 本章首先对嵌入式系统进行精确的定义，阐述其与通用计算机系统的本质区别，并追溯其技术演进的关键节点。深入剖析嵌入式系统在不同行业（如消费电子、工业控制、物联网等）中的应用场景和独特需求。重点介绍嵌入式系统设计中的“三重约束”——性能、功耗和成本的平衡艺术，为后续的深入学习奠定宏观视野。 第二章：处理器核心选型与基础指令集分析 本章聚焦于嵌入式系统的心脏——微处理器核心。详尽介绍不同架构（如RISC与CISC）的原理与权衡，着重分析当前市场主流的处理器系列所采用的设计哲学。深入讲解基础指令集的工作原理，包括数据处理指令、存储访问指令、程序控制流指令等。通过对比分析不同指令集的效率和代码密度，使读者理解底层硬件如何影响软件的性能表现。 第三章：存储器系统与内存管理 存储器是嵌入式系统的关键资源。本章详细阐述嵌入式系统中常用的存储器类型，包括SRAM、DRAM、闪存（Flash Memory）及其NAND/NOR类型。深入探讨存储器的层次结构，讲解缓存（Cache）的工作机制，包括写回策略和失效替代算法。此外，系统性地介绍内存管理单元（MMU）和内存保护单元（MPU）的作用，以及它们在操作系统环境下的内存划分和保护机制。 第四章：系统总线与数据传输机制 系统总线是系统中各个功能模块间通信的桥梁。本章详细解析同步总线和异步总线的结构差异。重点介绍高级片上总线（On-Chip Bus）协议，如AHB（Advanced High-performance Bus）和APB（Advanced Peripheral Bus）的设计理念、仲裁机制和突发传输模式。讨论DMA（直接存储器存取）控制器的工作原理，解释其如何高效地实现外设与存储器之间的数据高速交换，从而解放CPU资源。 第二部分：外设接口与底层驱动开发 第五章：通用输入/输出（GPIO）与中断系统 GPIO是嵌入式系统与物理世界交互的基础。本章详细讲解GPIO的寄存器配置，包括输入配置（浮空、上拉/下拉）、输出配置（推挽、开漏）的时序特性和驱动能力。深入剖析中断系统的工作原理，包括中断向量表、优先级编码、中断服务程序（ISR）的编写规范和嵌套处理。通过实例演示如何利用中断实现高效的事件驱动编程。 第六章：定时器、计数器与脉冲宽度调制（PWM） 定时器和计数器是实现精确时间控制的核心模块。本章详细讲解向上/向下计数、输入捕获和输出比较等基本功能。重点深入剖析PWM的生成原理、周期与占空比的控制方法，并将其应用于电机控制、数字电源调节等实际场景。探讨高级定时器功能，如死区插入和互补输出。 第七章：串行通信协议深度解析 通信是嵌入式系统实现互联的关键。本章系统性地介绍主流的串行通信接口： UART/USART： 异步通信的波特率、奇偶校验与数据帧格式。 SPI（串行外设接口）： 全双工通信、主从模式切换、时钟极性（CPOL）和时钟相位（CPHA）的配置对数据采集的影响。 I²C（Inter-Integrated Circuit）： 多主多从架构、总线仲裁机制、标准模式与快速模式的速率差异。 每种协议都配有详细的硬件时序图和软件配置流程。 第八章：模数转换器（ADC）与数模转换器（DAC） 本章讲解数字与模拟信号的相互转换技术。深入探讨ADC的采样理论，包括奈奎斯特-香农采样定理。分析不同类型的ADC（如逐次逼近型SAR ADC）的工作流程，重点讲解量化误差、参考电压和有效位数（ENOB）的概念。讨论DAC的单调性、建立时间和分辨率，并结合实例说明其在信号重建中的应用。 第三部分：软件工程、工具链与调试方法 第九章：嵌入式C语言的高级特性与限制 C语言是嵌入式开发的主导语言。本章不重复基础语法，而是聚焦于嵌入式开发中必须掌握的高级特性：`volatile`关键字的正确使用场景、位域（Bit Fields）在寄存器映射中的应用、函数指针与回调机制的实践。同时，强调内存对齐、栈与堆的使用限制，以及如何编写符合嵌入式环境的健壮代码。 第十章：交叉编译工具链与构建系统 理解工具链是高效开发的前提。本章详细介绍交叉编译器的概念，重点分析GCC/Clang工具链在嵌入式环境中的工作流程（预处理、编译、汇编、链接）。深入讲解链接脚本（Linker Script）的结构，解释如何精确控制代码、数据和堆栈在目标存储器中的物理布局。此外，介绍Makefiles或CMake在自动化构建中的应用。 第十一章：固件烧录与调试技术 固件部署与故障排查是工程实现的重要环节。本章介绍主流的编程接口（如JTAG/SWD），解析其在硬件调试中的作用。详细阐述硬件调试工具（如J-Link, ST-Link）的使用方法，讲解断点设置、单步执行、寄存器查看和内存观察等核心调试技巧。引入逻辑分析仪和示波器在底层协议验证中的辅助作用。 第十二章：实时操作系统（RTOS）核心概念与调度 对于复杂的嵌入式应用，RTOS是必不可少的。本章介绍RTOS的基本概念，包括任务（Task）、上下文切换、内核态与用户态的区别。详细分析主要的调度算法，如固定优先级调度、轮转调度和时间片轮转调度。深入讲解信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）和消息队列（Message Queue）等同步原语，以及如何利用它们来避免竞态条件和死锁。 第四部分：面向未来的嵌入式系统设计 第十三章：低功耗设计与电源管理策略 在移动和物联网设备中，功耗是决定产品生命周期的关键因素。本章系统介绍功耗优化技术，包括时钟门控、电源门控。深入讲解不同睡眠模式（如休眠、深度睡眠）的唤醒源配置和功耗指标分析。介绍动态电压和频率调节（DVFS）在功耗与性能平衡中的应用。 第十四章：安全启动与固件保护机制 随着系统联网化，安全性成为核心议题。本章探讨嵌入式系统面临的安全威胁。详细介绍安全启动（Secure Boot）的原理，包括哈希校验和数字签名验证过程。讨论代码加密、防篡改技术以及安全存储区域的配置，为构建可信赖的嵌入式设备提供技术路径。 第十五章：嵌入式系统中的网络连接与协议栈 本章探讨嵌入式设备如何接入网络。介绍TCP/IP协议栈在资源受限环境下的裁剪和实现。重点讨论面向物联网的轻量级协议，如MQTT和CoAP的工作原理、消息结构和QoS等级。结合实际案例，演示如何通过Wi-Fi、Bluetooth LE或LoRa等物理层技术实现可靠的数据传输。 第十六章：设计模式与代码重构在嵌入式中的应用 为了提高代码的可维护性和可扩展性，设计模式至关重要。本章将经典设计模式（如单例模式、观察者模式、状态机模式）适配到嵌入式软件的特定场景中。重点讲解如何利用状态机管理复杂的外设操作流程，以及如何通过接口抽象层（HAL/LL）实现跨平台（硬件无关）的软件移植，显著提升工程质量。 本书的每一章都旨在提供可立即应用于实际项目的知识，理论推导清晰，代码示例详尽且经过验证，是构建下一代智能硬件系统的必备参考手册。

绪论

第1篇 初步认知篇
第1章 微控制器发展趋势
第2章 ARM概述
第3章 ARM Cortex-M0
第4章 ARM微控制器的指令集
第5章 ARM C语言程式设计

第2篇 基础入门篇
第6章 NuMicro M051系列微控制器
第7章 平台搭建与下载工具
第8章 通用输入输出埠
第9章 定时器控制器与系统定时器
第10章 PWM发生器和取样定时器
第11章 序列埠控制器
第12章 外部中断
第13章 看门狗
第14章 Flash 记忆体控制器(FMC)
第15章 I2C汇流排控制器
第16章 串列外围设备介面(SPI)控制器
第17章 类比数位转换
第18章 RTX Kernel 即时系统
第19章 杂项补遗
第20章 串列输入并行输出
第21章 七段显示器
第22章 LCD

第3篇 进阶篇
第23章 深入介面
第24章 深入程式设计

第4篇 番外篇
第25章 介面开发

第5篇 高阶通信介面篇
第26章 网络
第27章 USB

附录A 开发板原理图
附录B 单片机多功能调试助手
附录C 其他新唐M0 晶片与 网路资源

评分☆☆☆☆☆

對於台灣的創客（Maker）族群，或者是在學學生而言，《ARM Cortex-M0微控制器原理與實踐(附範例光碟)》這本書的吸引力不言而喻。我們往往需要快速上手，並且將創意轉化為實際作品。這本書的「原理與實踐」結合，加上「範例光碟」，正是我們最需要的。我猜測，書中對於 Cortex-M0 的「原理」部分，會從最基礎的概念講起，例如它為什麼被設計成低功耗、低成本的架構，以及它在物聯網設備中的優勢。而「實踐」的部分，我期待能看到一些有趣的、有創意的應用範例，能夠激發我們更多的靈感，像是簡單的感測器數據收集、藍牙通訊、甚至是基礎的馬達控制。而那張「範例光碟」，我希望它能提供像是 Arduino IDE、Keil MDK、或者 STM32CubeIDE 等常見開發環境下的範例程式碼，並且包含詳細的步驟說明，讓即使是初學者也能夠輕鬆跟著操作。在台灣，越來越多的年輕人對硬體開發感興趣，如果這本書能夠提供清晰易懂的教學和實用的範例，相信一定能吸引大量的讀者，幫助他們在這個領域紮下良好的基礎。

评分☆☆☆☆☆

收到這本《ARM Cortex-M0微控制器原理與實踐(附範例光碟)》的時候，我的心裡其實有那麼一點點的期待，又有一點點的猶豫。猶豫的部分在於，台灣的電子科系畢業生，或是自學嵌入式的朋友，對於 ARM Cortex-M 系列的開發資源應該不陌生，坊間的書籍也不算少，要找到一本真正能打動人、又兼具深度與廣度的內容，實在不容易。但是，當我翻開這本書，看到它從「原理」入手，又強調「實踐」，甚至還附上「範例光碟」時，那份期待感就壓過了疑慮。我特別喜歡這種循序漸進的編排方式，先帶讀者理解底層的運作機制，像是 Cortex-M0 的核心架構、指令集、中斷處理等等，這些是所有後續開發的基石。而「實踐」的部分，我預期會看到很多貼近實際應用場景的範例，例如如何操作 GPIO、ADC、Timer、UART 等等，並且將這些基礎模組組合起來，完成一些小型專案。光碟裡的範例程式碼，更是我最看重的部分，希望它們能夠清晰、易懂，並且能夠涵蓋到書本中介紹的各種核心概念。畢竟，在台灣，很多時候我們需要快速地將想法實現出來，這本書的「實踐」導向，相信能大大縮短學習曲線，讓我能夠更快地進入實際專案的開發階段，並且學習到如何除錯、優化程式。

评分☆☆☆☆☆

從台灣的軟體開發者角度來看，《ARM Cortex-M0微控制器原理與實踐(附範例光碟)》這本書的出現，就像是及時雨。過去在接觸嵌入式系統時，我經常發現有些書雖然講解得很詳細，但往往停留在理論層面，對於如何將這些理論轉化為實際可運行的程式碼，卻說得不夠清楚。而這本強調「實踐」的書，加上「範例光碟」，就完美地填補了這個空缺。我尤其好奇的是，書中對於 Cortex-M0 的「原理」部分，會不會有深入到驅動程式層級的解析，例如，如何透過操作暫存器來控制周邊硬體，而不是僅僅依賴於抽象的硬體抽象層（HAL）函式庫。因為真正理解底層原理，對於後續的效能優化和除錯至關重要。而「實踐」的部分，我希望看到一些能展現 M0 獨特優勢的範例，例如在低功耗模式下的應用，或者是在無線通訊模組中的整合。光碟中的範例，我希望能不僅僅是單獨的功能演示，而是能夠串聯起來，展示如何構建一個小型但功能完整的系統。在台灣，這樣的資源對於想快速進入物聯網（IoT）或其他嵌入式開發領域的朋友來說，絕對是極具價值的。

评分☆☆☆☆☆

哇，拿到這本《ARM Cortex-M0微控制器原理與實踐(附範例光碟)》真的是太驚喜了！身為一個在台灣土生土長、從小就對電子和程式設計充滿好奇的玩家，我一直以來都對各種嵌入式系統和微控制器非常感興趣。市面上雖然有不少 ARM Cortex-M 的書籍，但這次這本的標題和附贈的光碟，實在讓我有種「挖到寶」的感覺。我對「原理與實踐」這幾個字特別有感，因為我一直覺得光是了解理論不夠，真正重要的是能動手做，將學到的知識轉化為實際的應用。更別提還有「範例光碟」的加持，這絕對是初學者或是想快速上手的朋友們的福音！想像一下，不用自己費盡心思去尋找、整理範例程式碼，出版社都幫你準備好了，只要跟著書本的步驟，就可以直接體驗開發的樂趣，這對我來說，真的太有吸引力了。而且，Cortex-M0 又是 ARM 架構中入門款的代表，對於我這種想踏入嵌入式領域，但又怕一下子接觸太複雜東西的人來說，再適合不過了。我相信透過這本書，我一定能對 Cortex-M0 的內部架構、周邊硬體以及開發工具等有更深入的認識，並且透過實際的範例，快速建立起自己的開發能力。期待著光碟裡那些充滿實用價值的範例，能夠激發我更多的創意！

评分☆☆☆☆☆

我對這本《ARM Cortex-M0微控制器原理與實踐(附範例光碟)》的期待，主要集中在它能否幫助我解決在過去學習過程中遇到的實際問題。身為一個在台灣有幾年嵌入式開發經驗的工程師，雖然接觸過其他微控制器平台，但 ARM Cortex-M 系列，特別是入門級的 M0，它的普及度和能耗比一直是我關注的焦點。我一直希望能有一本能夠清晰地解釋 M0 核心的運作細節，例如它與其他 Cortex-M 系列在效能和資源上的差異，以及在低功耗設計上的應用。而「實踐」的部分，我希望它能提供一些進階的範例，而不僅僅是點亮 LED 或簡單的串口通訊。例如，如何利用 M0 的特性來實現更複雜的通信協定，或者是在資源受限的環境下進行即時控制。更重要的是，那張「範例光碟」，我希望它能提供完整的專案架構，包含 Makefile、啓動程式碼（startup code）、 linker script 等，讓我可以更深入地了解一個完整的嵌入式專案是如何建立起來的。在台灣，很多專案都需要與時間賽跑，如果能有一本提供這樣完整範例的書，我肯定會把它當成開發時的「小抄」和「啟發者」。