微电脑原理与应用：Arduino(附范例光碟)（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书由多位科大资深电子与资工教授共同规划与撰写。书籍内容以Arduino技术为核心，从微电脑概论、系统开发流程、整合开发环境、以及程式语言等基本介绍，到微电脑数位输出、数位输入、类比输出入、串列通信、中断服务等原理解说与基本实验。除了有完整的基本原理与实验解说，每一节内容之后大多有提供延伸思考与设计的练习题，以及选择题、问答题与实作题，以协助教师评量教学或自学者检视学习之成果。书中各章节范例程式都经作者的实测与验证。适用于科大电子、电机及资工系「微电脑原理与应用」课程使用。

本书特色

　　1.本书共分10章，内容以Arduino技术为核心，从微电脑概论、系统开发流程、整合开发环境、以及程式语言等基本介绍，到微电脑数位输出、数位输入、类比输出入、串列通信、中断服务等原理解说与基本实验。

　　2.每节内容后大多有提供延伸思考与设计的练习题，每章内容后也都提供选择题、问答题与实作题，以协助教师评量教学之成效或自学者检视学习之成果。

　　3.书中各章节范例程式都经作者的实测与验证，程式原始码则依章节顺序收录于附书光碟中。

　　4.本书适用于科大电子、电机及资工系「微电脑原理与应用」课程或业界相关人士及有兴趣之读者。

微电脑原理与应用：深入解析与实践指南 书名：微电脑原理与应用：深入解析与实践指南 内容梗概： 本书旨在为读者提供一个全面、深入且极具实践性的微电脑系统学习框架，侧重于底层架构、核心概念的剖析，以及现代嵌入式系统设计中的关键技术和方法论。它并非聚焦于特定某一种微控制器平台的教学，而是致力于构建读者对“微电脑”这一概念的本质理解，为未来应对任何新兴的微处理器或嵌入式架构打下坚实的基础。 全书的结构设计遵循“理论先行、循序渐进、实践支撑”的原则，涵盖了从最基础的数字逻辑到复杂的系统集成与软件工程实践。 第一部分：微电脑系统的基础理论与架构剖析 本部分将微电脑系统的硬件基础和核心工作原理进行了详尽的阐述。 第一章：数字逻辑与二进制世界 本章首先从信息的最基本单元——比特和字节入手，系统讲解了布尔代数、逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）及其衍生电路。重点在于介绍组合逻辑电路（如编码器、译码器、多路复用器）和时序逻辑电路（如触发器、寄存器、计数器）的设计与分析方法。我们将深入探讨如何利用这些基本逻辑单元构建更复杂的运算结构，为理解CPU内部结构做铺垫。 第二章：中央处理器（CPU）的核心架构 本章聚焦于微处理器——微电脑的心脏。我们将详细剖析经典冯·诺依曼和哈佛架构的异同及其在现代芯片设计中的演变。重点分析CPU的几个关键组成部分：算术逻辑单元（ALU）如何执行运算，控制单元（CU）如何实现指令的取指、译码和执行，以及寄存器组的功能与优化。此外，本章还会引入流水线技术的基本概念，解释指令级并行（ILP）如何提升处理器性能。 第三章：存储系统与内存管理 本章全面解析微电脑中不同层级的存储介质。从速度最快的片上寄存器、高速缓存（Cache）的工作原理（包括写回/直写策略、缓存一致性问题）到主存储器（RAM/ROM）的接口标准和时序特性。我们还会深入探讨内存管理单元（MMU）的功能，包括地址转换、虚拟内存的概念以及其在保护操作系统和应用程序之间的边界方面所起的作用。 第四章：总线结构与I/O接口设计 微电脑的各个部件之间需要高效的通信机制。本章详细研究系统总线（地址总线、数据总线、控制总线）的结构、仲裁机制和时序协议。针对外部设备连接，我们剖析了同步与异步数据传输的原理，并对比了多种经典的I/O接口技术，如并行接口、串行接口（UART, SPI, I2C）的底层操作流程与电气特性。 第二部分：嵌入式系统与软件栈 在理解了硬件基础后，本部分将重点转向如何利用这些硬件构建可编程的嵌入式系统，涵盖了软件开发的核心技术。 第五章：微处理器编程模型与汇编语言 本章为后续的系统级编程奠定基础。我们将介绍目标微处理器的指令集架构（ISA）的基本特点（例如，精简指令集RISC与复杂指令集CISC的对比）。通过实际的汇编语言示例，读者将学习到如何直接操作寄存器、处理中断、执行程序流控制，并理解高级语言代码在编译后如何映射到底层机器指令。 第六章：C语言在系统级编程中的应用 C语言是嵌入式领域无可替代的工具。本章重点探讨C语言的特性如何适应资源受限的环境，包括位操作、结构体填充、指针的运算与内存模型。我们将详细解析`volatile`关键字的必要性，以及如何有效地使用`static`和`extern`来管理程序中的变量作用域和链接。 第七章：中断驱动与实时性控制 实时性是嵌入式系统的生命线。本章深入讲解中断的产生、处理流程、中断服务程序（ISR）的设计规范，以及如何避免竞态条件和死锁问题。内容包括中断优先级管理、上下文切换的机制，以及设计确保确定性响应时间的基本方法论。 第八章：设备驱动与外设交互 本章将理论与实践相结合，教授如何编写与外部硬件交互的底层软件。我们将以通用定时器、模数转换器（ADC）、脉冲宽度调制（PWM）等核心外设为例，详细讲解寄存器级编程方法，包括如何初始化、配置工作模式以及高效地读取和写入状态寄存器。 第三部分：现代嵌入式系统设计方法论 本部分关注如何将基础知识应用于构建稳定、可靠和可维护的现代嵌入式系统。 第九章：操作系统基础与任务调度 对于复杂的嵌入式应用，操作系统是必不可少的抽象层。本章介绍实时操作系统（RTOS）的基本概念，如任务、信号量、消息队列和互斥锁。重点分析常见的任务调度算法（如固定优先级、轮转法），并探讨如何使用内核提供的同步原语来安全地共享资源。 第十-一章：嵌入式软件的可靠性与调试技术 软件的健壮性至关重要。本章讨论常见的嵌入式软件故障模式，如栈溢出、看门狗定时器配置不当等。同时，系统介绍专业的调试工具和技术，包括JTAG/SWD接口的使用、硬件逻辑分析仪的配置，以及断点、单步执行和内存查看在故障定位中的应用。 第十二章：系统功耗优化与低功耗设计 在电池供电或能效敏感的系统中，功耗管理是关键设计指标。本章将从硬件和软件两个层面探讨功耗优化策略，包括CPU的时钟门控、电源域切换、外设的休眠模式管理，以及软件如何通过优化算法和周期性唤醒机制来延长设备续航时间。 总结： 本书并非局限于某一特定芯片的数据手册，而是致力于传授通用的微电脑系统设计思维。通过对底层架构的透彻理解，读者将具备快速掌握任何新型微处理器架构的能力，并能独立设计出高性能、高可靠性的嵌入式解决方案。本书的深度和广度，确保了它不仅是初学者的优秀入门教材，也是资深工程师回顾和深化基础知识的宝贵参考资料。

第1章 微电脑概论
1-1 微电脑基本结构
1-2 单晶片微电脑
1-3 Arduino开发板介绍

第2章 微电脑应用系统的开发流程及环境介绍
2-1 软体工程概述
2-2 微电脑应用系统的开发流程
2-3 Arduino IDE整合开发环境操作概述
2-4 Arduino IDE程式开发范例

第3章 arduino程式语言介绍
3-1 基本架构（Structure）
3-2 变数、常数与资料型态（Variables、Constants、Data Types）
3-3 运算子（Operators）
3-4 控制流程

第4章 输出原理与基本实验
4-1 输出控制介绍
4-2 实例演练
实验4-1：LED亮灭控制
实验4-2：继电器驱动控制实验
实验4-3：霹雳灯控制（使用查表法）
实验4-4：七段显示器控制（使用查表法）

第5章 输入原理与基本实验
5-1 指拨开关控制
实验5-1：指拨开关控制(4-DIP对4-LED)
实验5-2：开关控制十六进位数字(4-DIP对7-SEG)
实验5-3：多重按钮指拨开关控制(4-BTN对8-LED)

第6章 类比输出入原理与基本实验
6-1 类比输出入介绍
6-2 实例演练
实验6-1：PWM类比输出(唿吸的LED)
实验6-2：电压转类比输入(可变电阻VR对LED)
实验6-3：温度转类比输入(热敏电阻NTC/PTC对LED)
实验6-4：亮度转类比输入(光敏电阻CDS对LED)

第7章 串列通信原理与基本实验
7-1 串列通讯介面介绍
7-2 TXRX对传通讯
实验7-1：Arduino UNO对Arduino UNO以TXRX对传通讯
7-3 SoftwareSerial对传通讯
实验7-2：SoftSerial对传通讯(UNO SoftwareSeial对UNO Serial)
7-4 EasyTransfer对传通讯
实验7-3：EasyTransfer对传通讯(UNO Serial对UNO Serial)

第8章 中断工作原理与基本实验
8-1 Arduino外部中断介绍
8-2 实例演练
实验8-1：Arduino UNO外部中断INT0实习
实验8-2：Arduino UNO外部中断INT1实习
实验8-3：Arduino UNO两个外部中断实习

第9章 综合练习
实验9-1：4×4键盘控制实验
实验9-2：8×8点矩阵显示器控制实验(数字0～9)
实验9-3：4位数七段显示器扫描显示实验(数字0～999)
实验9-4：LCD显示控制实验(2X16文数字型显示模组)
实验9-5：直流马达正反转／转速控制实验
实验9-6：步进马达正反转／转速控制实验
实验9-7：红外线测距实验(LCD显示)
实验9-8：超音波测距实验(LCD显示)
实验9-9：3轴加速度感测实验(LCD显示)
实验9-10：无线传输控制实验(315MHz RF模组)
实验9-11：蓝芽模组设定与配对实验
实验9-12：蓝芽传输控制实验(双向无线门铃)

第10章 进阶练习
实验10-1：简易测频仪实作
实验10-2：循迹自走车控制实验
实验10-3：智慧手机APP与蓝芽传输控制实验
实验10-4：RFID读卡与控制LED亮灭实验

评分☆☆☆☆☆

哇！拿到手這本《微電腦原理與應用：Arduino（附範例光碟）（第三版）》真是太令人興奮了！身為一個對電子學和程式設計一直充滿好奇，但又覺得坊間很多書籍太過理論、難以下嚥的讀者，這本書簡直是及時雨。光是看到「Arduino」這個名字，我就知道我找對了！Arduino 的開放性、易學性，加上這本書有附光碟，裡面肯定有不少實用的範例程式和教學影片，這對我這種「手作派」的學習者來說，是無價之寶。我迫不及待想要打開光碟，看看那些範例是怎麼設計的，是不是真的能讓我從零開始，一步步做出有趣的小玩意兒。聽說 Arduino 可以應用在各種地方，從簡單的 LED 閃爍，到更複雜的感測器讀取、馬達控制，甚至還可以跟物聯網結合，真是充滿無限可能。我希望這本書能夠帶我進入這個奇妙的微電腦世界，讓我能夠親手實現腦中的各種創意。我對那些「原理」的部分也很好奇，但更希望能看到「應用」的部分，讓我知道學了這些原理之後，到底能拿來做什麼。期待這本書能讓我不再只是紙上談兵，而是真的能動手做出一些讓自己驚豔的作品！

评分☆☆☆☆☆

這本《微電腦原理與應用：Arduino（附範例光碟）（第三版）》的封面設計就給人一種專業又親切的感覺，這讓我對它的內容充滿期待。我一直對微電腦控制的應用很感興趣，但苦於沒有一個好的入門管道，坊間的書籍種類太多，有時候反而讓人不知道該從何下手。這次看到這本是「第三版」，代表它應該是經過市場的考驗和讀者的回饋，不斷優化和更新的。我特別看重「應用」的部分，希望能透過書中的介紹，看到 Arduino 在實際生活中的各種有趣應用，像是智慧家居、機器人、甚至是一些科學實驗的輔助工具。而「附範例光碟」更是我下手的最大誘因，畢竟光是看文字說明，有時候真的無法完全理解，如果能有實際的程式碼和操作步驟，我會更有信心跟著學。我希望能透過這本書，建立起對 Arduino 的基本認知，了解它的硬體架構和軟體開發環境，並且能夠實際操作書中的範例，從簡單的 LED 控制，到比較複雜的感測器數據讀取與分析。我希望這本書能讓我在學習的過程中，不斷獲得成就感，並且能夠啟發我進一步的創作靈感。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我之前對微電腦這塊領域一直有點卻步，總覺得它離我太遙遠，跟我的日常不太搭嘎。但自從開始關注一些創客社群和 DIY 專案後，Arduino 這個名字就常常出現，而且大家好像都能用它做出很酷的東西，這讓我開始好奇到底是什麼讓它這麼受歡迎。這次看到這本《微電腦原理與應用：Arduino（附範例光碟）（第三版）》，特別是「第三版」這個字眼，代表它經過了不少次的淬煉和更新，應該是針對最新的 Arduino 板子和相關技術做了不少調整。我最擔心的是技術門檻太高，但書名裡有「應用」兩個字，加上附帶的光碟，讓我覺得它應該是很注重實踐導向的。我希望能透過這本書，了解 Arduino 的基本架構，像是它的核心是什麼、怎麼跟外部世界溝通，還有最關鍵的，怎麼寫程式來控制它。我不太喜歡那種只講理論、不給實例的教科書，所以光碟裡的範例光碟聽起來就是我的救星！我希望能透過書中的範例，一步步跟著操作，然後慢慢理解背後的原理。我期待這本書能讓我告別「只聽過 Arduino」的階段，真正踏入「會用 Arduino」的行列，甚至能自己發想專案，實現一些生活中的小點子。

评分☆☆☆☆☆

對我來說，找到一本能夠真正幫助我理解「原理」並且「學以致用」的 Arduino 書籍，是一件很不容易的事情。這本《微電腦原理與應用：Arduino（附範例光碟）（第三版）》，光是書名就已經打中我的需求了！「原理」這兩個字，代表它不只是教你如何操作，更會深入解釋背後的邏輯，這對我這種喜歡刨根究柢的讀者來說，非常重要。而「應用」和「附範例光碟」，更是我想要立即動手實踐的渴望的具體體現。我希望這本書能從最基礎的硬體元件介紹開始，像是 Arduino 板子上的各種腳位、電壓、電流的意義，然後逐步帶領我進入程式設計的世界，學習 Arduino 的開發語言。最讓我期待的是光碟裡面的範例，我希望這些範例能夠涵蓋不同難度和不同應用領域，最好是能有像是「製作一個簡易天氣監測站」、「控制一個小型的自走車」等這樣的專案。這樣我才能透過實際操作，將書中學到的原理，轉化為具體的成果，並且在遇到問題時，能夠運用書本的知識和光碟裡的資源，找到解決之道。我非常期待這本書能讓我擺脫「只會操作，不懂原理」的窘境，真正成為一個能夠獨立思考和創作的 Arduino 愛好者。

评分☆☆☆☆☆

收到這本《微電腦原理與應用：Arduino（附範例光碟）（第三版）》的時候，我第一個反應就是「終於等到它了！」過去我接觸過一些 Arduino 的入門教學，但總覺得斷斷續續，而且很多教學都只針對單一的小專案，沒有一個系統性的整理。這本書的標題「原理與應用」聽起來就非常完整，我期待它能從基礎的微電腦架構開始講起，讓我明白 Arduino 到底是如何工作的，而不只是死記硬背程式碼。而且，竟然有附「範例光碟」，這對我這種喜歡邊看邊做的人來說，簡直是神來之筆！我希望光碟裡的範例能涵蓋從初階到進階的各種應用，最好是能有不同領域的範例，像是感測器、通訊、人機互動等等，這樣我才能知道 Arduino 的應用範圍有多廣。我之前有嘗試過一些比較複雜的專案，但常常因為對原理理解不夠深入，遇到問題就卡住了。希望這本書的「原理」部分能夠解釋得夠清楚，讓我能夠融會貫通，遇到問題時，能夠自己找到解決方案，而不是只能依賴網路上的零散資源。我非常期待這本書能帶我進入一個更深入的 Arduino 世界，讓我不再只是複製貼上，而是能真正理解並創造！