微处理器原理与应用：C语言与PIC18微控制器(4版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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《微处理器原理与应用：C语言与PIC18微控制器》的内容以介绍微处理器相关的知识概念与使用方法为主要目标，配合使用Microchip PIC18系列微控制器作为微处理器各个硬体与功能的说明对象，并使用Microchip MPLAB X IDE及XC8编译器以C程式语言作为程式撰写的工具。本书适合自修学习微处理器进阶应用，也适合作为教授微处理器进阶课程的辅助教材。为了让读者能更进一步地实际验证并了解微处理器各个硬体的使用与结果，各个章节提供的范例程式都可以完整地在辅助实验电路板上呈现正确的执行结果。本书所使用的PIC18F4520微控制器是八位元微处理器中的标准基本微处理器，此微处理器具备有相当完整丰富的功能，非常适合作为学习微处理器的对象。由于PIC18系列微控制器的高度相容性，本书所有的内容与范例程式也都能够适用于其他PIC18系列微控制器，同时也可以将相关的学习心得应用到其他种类的微处理器。而XC8编译器则是Microchip所开发的高效率C语言程式编译工具，相对于组合语言，利用C程式语言开发复杂程式的应用可以有效减少时程并减少错误发生。

好的，请看这份关于《微处理器原理与应用：C语言与PIC18微控制器（第4版）》之外其他内容的图书简介，字数约1500字。 --- 图书简介：嵌入式系统设计进阶与实践 书名：嵌入式系统设计进阶与实践：基于ARM Cortex-M架构的高级应用 目标读者： 具备C语言基础和一定微控制器经验的工程师、高等院校电子信息工程、自动化、计算机科学等专业的学生及爱好者。 图书定位： 本书旨在填补初级微控制器学习者向专业嵌入式系统工程师过渡的鸿沟，重点聚焦于现代主流的ARM Cortex-M系列处理器，结合实时操作系统（RTOS）和物联网（IoT）应用开发，提供一套全面、深入的实战指南。 --- 第一部分：现代嵌入式系统核心：ARM Cortex-M架构深度解析 本部分将彻底摒弃传统的8位/16位单片机视角，全面转向业界应用最广泛的32位ARM Cortex-M系列处理器。 1.1 Cortex-M内核结构与工作原理 我们将详细剖析Cortex-M系列（如M0、M3、M4、M7）的核心架构差异。内容将涵盖： 流水线与执行单元： 深入理解ARM Thumb-2指令集的混合优势，分析不同流水线深度对性能和功耗的影响。 寄存器集与堆栈管理： 详细阐述MSP（主堆栈指针）和PSP（过程堆栈指针）的切换机制，以及函数调用中R0-R3作为参数寄存器的优化策略。 特权级与安全模型： 区分特权模式（Thread Mode/Handler Mode）和非特权模式，探讨基于MPU（内存保护单元）的初步安全隔离概念。 1.2 中断与异常管理：实时性的基石 实时性是嵌入式系统的生命线。本章将深入讲解NVIC（嵌套向量中断控制器）： 向量表结构与优先级配置： 如何精确设置系统异常（如复位、不可预知错误）和外部中断的优先级。 抢占与优先级分组： 详细解析ARM的优先级分组方案（如4位优先级），理解抢占（Preemption）和子优先级（Sub-priority）的实际效果。 中断服务程序（ISR）的编写规范： 强调ISR的原子操作、最小化执行时间和上下文保存/恢复的机制。 1.3 内存映射与总线架构 理解处理器如何访问外设至关重要： AHB/APB总线矩阵： 分析不同速度域的总线连接，以及如何通过预取和缓存机制优化数据访问效率。 SRAM与Flash的访问特性： 探讨零等待态、等待状态的引入对程序运行速度的影响，以及Flash的擦写机制。 --- 第二部分：外设驱动开发与高效数据传输 本章侧重于如何以更现代、更高效的方式与片上外设交互，取代简单的寄存器位操作。 2.1 高级定时器与PWM控制 超越基础定时器： 互补输出与死区插入： 针对电机控制和电源管理，讲解如何利用高级定时器的互补输出模式及死区（Dead Time）生成。 捕获/比较模块的精确同步： 实现多通道PWM在特定事件下的同步启动与停止。 2.2 DMA（直接内存访问）的深度应用 DMA是提升系统吞吐量的关键： DMA控制器配置精要： 讲解源地址、目标地址、传输宽度、增量模式和传输模式（普通/循环）的组合应用。 跨总线DMA： 演示如何通过DMA实现ADC数据到环形缓冲区的零CPU干预传输，以及串口（UART）的连续收发。 2.3 灵活的通信接口（SPI/I2C/CAN） SPI的多主/多从模式： 探讨片选（CS）时序的最佳实践，以及如何利用硬件FIFO提升高速数据采集效率。 CAN总线协议栈的实现基础： 介绍CAN的帧格式、验收过滤器的配置，以及在嵌入式环境中如何构建可靠的通信层。 --- 第三部分：实时操作系统（RTOS）与并发编程 本书将以业界主流的FreeRTOS为核心，教授如何构建多任务、高可靠性的嵌入式软件架构。 3.1 RTOS核心概念与任务管理 任务（Task）的生命周期： 从创建、就绪、运行到阻塞、删除的完整流程分析。 调度器机制： 详细解释固定优先级抢占式调度器的工作原理，以及如何通过Tickless Idle模式降低功耗。 3.2 任务间通信与同步机制 处理并发访问共享资源是嵌入式开发中的核心难题： 信号量与互斥锁（Mutex）： 区分二者的使用场景，重点讲解优先级反转问题（Priority Inversion）及其避免策略（如优先级继承协议）。 消息队列（Queue）与事件组（Event Group）： 掌握使用队列进行异步数据传递的方法，以及事件组在复杂状态机同步中的应用。 3.3 内存管理与低功耗设计 RTOS的堆内存分配器（Heap Management）： 分析不同的内存分配策略（如v1、v2、v3），以及内存碎片化对系统稳定性的影响。 睡眠模式与唤醒源管理： 如何结合RTOS的Tickless特性，精细化控制系统进入低功耗状态，并管理多个外部中断唤醒源。 --- 第四部分：面向物联网（IoT）的嵌入式应用实践 本部分将知识点融会贯通，应用于当前最热门的连接技术开发。 4.1 TCP/IP协议栈的嵌入式实现 LwIP协议栈的移植与配置： 介绍如何在裸机或RTOS环境中集成LwIP，理解其结构和内存池管理。 Socket编程模型： 演示如何使用阻塞（Blocking）和非阻塞（Non-blocking）API，实现客户端和服务器模式的网络通信。 4.2 安全连接与数据加密（TLS/SSL基础） 嵌入式TLS/DTLS的挑战： 介绍资源受限设备上面临的计算压力和内存限制。 证书管理与握手过程简化： 探讨使用Mbed TLS或类似的轻量级库，在微控制器上实现安全通信的基本步骤。 4.3 传感器数据采集与云端上报 结合前述所有技术，构建一个完整的物联网节点模型： 数据格式化： 使用JSON或Protobuf对采集到的传感器数据进行封装。 MQTT协议应用： 讲解MQTT的QoS等级、主题（Topic）设计，以及实现可靠的消息发布与订阅服务。 总结： 本书不侧重于单一厂商的特定指令集（如汇编优化或特定的外设库），而是聚焦于通用、现代的32位架构思维、实时软件架构以及面向连接性的应用开发。通过大量基于C语言的工程化代码示例，读者将能掌握构建下一代高性能、高可靠性嵌入式产品的核心能力。

作者简介

曾百由

　　现职
　　国立台北科技大学机械工程学系副教授

　　学历
　　国立交通大学机械工程学士(辅系：控制工程学系)
　　美国壬色列理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)机械工程硕士、博士

　　重要经历
　　美国乔治亚理工学院研究学者
　　波音公司技术专家
　　清云技术学院助理教授

　　相关着作
　　dsPIC数位讯号控制器原理与应用：MPLAB C30开发实务
　　微处理器原理与应用：组合语言与PIC18微控制器
　　自动化控制元件设计与应用：台达PLC/HMI/SERVO应用开发
 

第一章　微处理器与PIC18微控制器简介
1.1　微处理器简介
1.2　Microchip PIC系列微控制器
1.3　PIC18系列微控制器简介
1.4　PIC18F4520微控制器脚位功能
1.5　PIC18F4520微控制器程式记忆体架构

第二章　组合语言指令
2.1　PIC18系列微处理器指令集
2.2　常用的虚拟指令

第三章　资料记忆体架构
3.1　资料记忆体组成架构
3.2　资料记忆体的撷取区块
3.3　资料记忆体直接定址法
3.4　资料记忆体间接定址法
3.5　状态暂存器与重置控制暂存器

第四章　C程式语言与XC8编译器
4.1　C程式语言简介
4.2　C程式语言档的基本格式
4.3　变数型别与变数宣告
4.4　函式结构
4.5　阵列
4.6　结构变数
4.7　集合宣告
4.8　指标
4.9　MPLAB XC8编译器简介
4.10　XC8编译器程式语言功能与特性
4.11　MPLAB XC8编译器特定的C语言功能
4.12　嵌入式组合语言指令
4.13　pragma
4.14　特定微控制器的表头档
4.15　MPLAB XC8的函式处理方式
4.16　混合C语言及组合语言程式码
4.17　中断执行程式的宣告
4.18　MPLAB XC8函式库

第五章　PIC微控制器实验板
5.1　PIC微控制器实验板元件配置与电路规划
5.2　PIC微控制器实验板各部电路说明

第六章　数位输出入埠
6.1　数位输出入埠的架构
6.2　多工使用的输出入埠
6.3　建立一个C语言程式的专案
6.4　数位输出
6.5　数位输入
6.6　受控模式的并列式输出入埠

第七章　PIC18微控制器特殊功能与硬体设定
7.1　微控制器特殊功能
7.2　设定位元
7.3　调整设定位元
7.4　震盪器的设定
7.5　监视计时器
7.6　睡眠模式
7.7　闲置模式
7.8　特殊的时序控制功能

第八章　中断与周边功能运用
8.1　基本的周边功能概念
8.2　计数的观念
8.3　TIMER0计数器／计时器
8.4　中断
8.5　中断过程中的资料暂存器储存
8.6　中断事件讯号

第九章　计时器／计数器
9.1　TIMER0计数器／计时器
9.2　TIMER1计数器／计时器
9.3　TIMER2计数器／计时器
9.4　TIMER3计数器／计时器

第十章　类比数位讯号转换与类比讯号比较模组
10.1　10位元类比数位讯号转换模组
10.2　类比讯号比较器

第十一章　CCP模组
11.1　PIC18系列微控制器的一般CCP模组
11.2　输入讯号捕捉模式
11.3　输出讯号比较模式
11.4　一般CCP模组的PWM模式
11.5　加强型ECCP模组的PWM控制

第十二章　通用非同步接收传输模组
12.1　通用非同步接收传输模组
12.2　USART非同步资料传输模式
12.3　加强的EUSART模组功能

第十三章　EEPROM资料记忆体
13.1　EEPROM资料记忆体读写管理
13.2　读写EEPROM记忆体资料

第十四章　LCD液晶显示器
14.1　液晶显示器的驱动方式

第十五章　微控制器的通讯传输
15.1　通讯传输的分类
15.2　同步串列传输介面模组

第十六章　以C语言撰写进阶应用程式
16.1　建立与硬体相关的定义档
16.2　撰写函式与switch流程控制
16.3　变数阵列与简单的移动平均值
16.4　struct结构变数与pointer指标
16.5　专案系统开发整合

附录Ａ　Microchip开发工具
A.1　Microchip 开发工具概况
A.2　MPLAB X IDE整合式开发环境
A.3　建立程式码
A.4　MPLAB X IDE软体模拟器
A.5　MPLAB ICD3与PICKit3线上除错烧录器
A.6　软体烧录程式 Bootloader
附录Ｂ　PIC18微控制器组合语言指令
附录Ｃ　PIC实验板零件表
附录Ｄ　参考文献
 

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說實話，在決定入手這本《微處理器原理與應用：C語言與PIC18微控制器(4版)》之前，我其實有些猶豫。畢竟市面上關於微處理器的書籍琳瑯滿目，要挑一本真正適合自己的，確實需要花點心思。不過，當我看到「PIC18微控制器」這個關鍵字時，我的興趣就大增了。PIC系列一直是許多創客和工程師心中的寵兒，它的穩定性和功能性都相當不錯。而這本書的第四版，表示它已經經過不斷的更新和修正，內容的紮實度肯定不在話下。我尤其欣賞它對於C語言在微控制器開發上的應用，這對於我們這些習慣使用C語言的開發者來說，無疑是一個福音。很多時候，理論知識固然重要，但實際動手操作，將想法變成現實，才是學習微處理器最迷人的地方。我相信，透過這本書的引導，我能夠更深入地理解PIC18的內部機制，並且能夠更有效地運用C語言來驅動它，完成更複雜的專案。

评分☆☆☆☆☆

哇，拿到這本《微處理器原理與應用：C語言與PIC18微控制器(4版)》的當下，真的有種像是挖到寶的感覺！身為一個在電子工程領域摸索多年的老鳥，歷經了許多教材的洗禮，但這本真的讓我眼睛一亮。從封面設計就感覺到一股紮實的學術氣息，再翻開內頁，那清晰的排版、條理分明的架構，立刻就鎮住了我。我最喜歡的部分是它並沒有一味地照本宣科，而是非常有系統地將微處理器的核心概念，像CPU的運作原理、指令集、記憶體架構等，用非常易於理解的方式呈現出來，即使是初學者，也能夠循序漸進地建立起完整的知識體系。而且，它並沒有停留在理論層面，而是緊密結合了實務應用，特別是C語言的運用，讓我在閱讀的同時，就能夠想像出如何將這些理論轉化為實際的程式碼，來操控微控制器。這種理論與實踐並重的風格，是我一直以來尋找的學習聖品，真的非常期待接下來深入的學習。

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這本書《微處理器原理與應用：C語言與PIC18微控制器(4版)》對我來說，就像是打開了一扇新世界的大門。過去我對微處理器總覺得有些遙不可及，覺得它非常複雜，充滿了各種我不太理解的術語和概念。但是，從我開始閱讀這本書後，這種感覺完全被打破了。作者用非常親切且具啟發性的方式，將原本看似艱澀的原理，例如匯流排、中斷、計時器等，解釋得非常透徹。我最喜歡的是它在介紹每一個概念時，都會搭配許多生動的圖例和實際範例，這大大降低了我的學習門檻。而且，它並沒有止步於單純的原理講解，而是緊密地連結到C語言的編程技巧，讓我能夠清楚地知道如何在程式碼中實現這些硬體功能。這對於我這樣希望將理論知識轉化為實戰能力的學習者來說，真的是太有幫助了。

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這次購買《微處理器原理與應用：C語言與PIC18微控制器(4版)》，真的是做了一個非常明智的決定。我之前嘗試過不少關於微處理器的書籍，但總覺得不是太過理論化，就是太過淺顯，難以深入。然而，這本書完全填補了我心中的缺憾。它在介紹微處理器核心原理時，用了許多清晰的比喻和圖解，讓我這種非本科出身的讀者也能夠快速領會。而且，它在C語言的應用部分，也寫得相當到位，能夠清楚地看到如何透過程式碼來控制硬體，實現各種功能。特別是對於PIC18的介紹，感覺非常貼近實際的開發需求，提供了很多實用的範例和技巧。我已經迫不及待想要開始動手實作了，相信透過這本書的學習，我一定能在嵌入式開發的道路上，邁出更堅實的一步。

评分☆☆☆☆☆

身為一名在學術界耕耘多年的教師，尋找一本能夠兼顧理論深度與實務廣度，同時又能引起學生學習興趣的微處理器教材，一直是我的目標。這次接觸到《微處理器原理與應用：C語言與PIC18微控制器(4版)》，我認為我終於找到了。書中對於微處理器架構的闡述，有別於許多只講求皮毛的書籍，它深入剖析了CPU的執行流程、記憶體管理、周邊介面的工作原理，這些都是微處理器學習的基石。更難能可貴的是，它並沒有將理論與應用割裂開來，而是巧妙地融入了C語言的程式設計，並且以PIC18微控制器作為實踐平台。這意味著學生不僅能學到「為什麼」，更能學到「怎麼做」。這種由內而外的學習路徑，相信能夠幫助學生建立起紮實的微處理器開發能力，為他們未來在嵌入式系統領域的發展打下堅實基礎。