PIC微控制器应用

PIC微控制器应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:约翰·埃欧文
出品人:
页数:280
译者:
出版时间:2005-5
价格:38.00元
装帧:
isbn号码:9787030151933
丛书系列:
图书标签:
  • PIC单片机
  • 嵌入式系统
  • 微控制器
  • C语言
  • 汇编语言
  • 电子设计
  • 硬件开发
  • 传感器应用
  • 电机控制
  • 自动化控制
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具体描述

《PIC微控制器应用:PICBasic语言和PICBasicPro语言编译》是“机器人创意与制作”系列之一。《PIC微控制器应用:PICBasic语言和PICBasicPro语言编译》重点向读者介绍PIC系列微控制器--PIC 16F84的开发及应用。主要内容有PIC微控制器的工作原理,编译器、编程器以及开发环境的使用,测试方法,编译器的基本指令和附加指令,I/O口的创建与扩展,与外围设备如LCD、A/D以及传感器等的接口,在语音合成器、三种典型电机控制以及交流设备上的应用等。《PIC微控制器应用:PICBasic语言和PICBasicPro语言编译》的特点是内容深入浅出,紧密结合实际,提供给读者大量的应用实例和相应的源程序,从而有利于培养学生综合运用知识进行工程设计和实践的能力。

《PIC微控制器应用:PICBasic语言和PICBasicPro语言编译》可以作为大专院校理工科学生补充机械电子学、计算机控制、机器人工程、人工智能等领域知识的参考书,也可供广大机电技术爱好者的自学参考。

《深入理解现代计算机体系结构:从硬件到软件的跨界探索》 本书简介 一、宏大叙事:重塑你对“计算”的认知基石 在信息技术飞速迭代的今天,我们每天都在与软件和应用打交道,但支撑这一切的硬件基础——计算机体系结构——却往往被视为晦涩难懂的“黑箱”。《深入理解现代计算机体系结构:从硬件到软件的跨界探索》旨在彻底打破这种认知壁垒,为读者构建一个清晰、系统且前瞻性的现代计算模型。 本书不满足于传统的冯·诺依曼架构的机械复述,而是将视角拉高至整个计算生态系统,从最底层的物理实现,穿梭至操作系统和高级语言的抽象层,全面揭示当代高性能计算得以实现的核心原理和设计哲学。我们认为,理解体系结构,是成为真正优秀软件工程师、系统架构师或硬件设计师的必由之路。 二、内容深度剖析:构建三位一体的知识体系 本书内容组织严谨,结构宏大,涵盖了当前计算领域最核心的三个维度:物理层实现、指令集设计与内存层次结构、并行计算与未来趋势。 第一部分:揭示“硅片之舞”——物理基础与逻辑实现 本部分是全书的基石,专注于探究数字电路如何被转化为逻辑运算单元。 晶体管的极限与新材料的探索: 我们将详细分析CMOS技术的演进,探讨摩尔定律的物理瓶颈,并介绍如 FinFET、GAA 晶体管等前沿技术如何应对漏电流和功耗挑战。这不是简单的器件描述,而是对半导体物理学在计算工程中应用的深度剖析。 组合逻辑与时序逻辑的构建: 从基本逻辑门(AND, OR, XOR)出发,本书构建了加法器、多路复用器、锁存器和触发器的设计流程。特别地,我们将深入讲解同步电路的时钟树设计、时序违例(Setup/Hold Time Violation)的分析与规避策略,这是任何数字设计的基础。 数据表示与算术运算: 浮点数的 IEEE 754 标准不再仅仅是规范的罗列,我们将从其设计哲学出发,分析如何处理特殊值(NaN, Inf),以及如何在硬件层面高效实现融合乘加(FMA)指令,这对科学计算的精度和性能至关重要。 第二部分:驾驭“指令之魂”——ISA、流水线与内存的博弈 本部分是连接软件与硬件的桥梁,重点关注如何高效地执行程序指令,以及如何管理速度差异巨大的数据存储。 指令集架构(ISA)的深度对比: 我们将详细对比经典的 CISC (如 x86) 与现代主流的 RISC (如 ARM, RISC-V) 架构。核心分析点在于:指令集复杂性如何影响译码单元的设计?RISC-V 开放生态对未来计算的影响几何?本书将提供对这些 ISA 内部编码、寻址模式和特权级的详尽解读。 高性能的秘诀:指令级并行(ILP): 流水线技术是现代 CPU 的核心。我们将详述五级、七级流水线的结构,重点剖析数据冒险(Data Hazard)、控制冒险(Control Hazard) 的检测和解决机制,包括转发(Forwarding/Bypassing)技术和分支预测(Branch Prediction)的各种算法(如 GShare 预测器)。这是理解现代 CPU 性能瓶颈的关键。 内存系统的“速度鸿沟”: 缓存层次结构是体系结构中的重中之重。本书将超越 L1/L2/L3 的简单划分,深入探讨缓存一致性协议(如 MESI 协议) 的工作原理、缓存的替换策略(LRU 的硬件实现),以及虚实地址转换如何通过 TLB(Translation Lookaside Buffer)加速。我们将分析 Cache Miss 带来的巨大性能损失及其在程序优化中的体现。 第三部分:迈向未来——并行计算、异构化与系统级优化 现代计算已经进入多核、多处理器、异构计算的时代。本部分关注如何在大规模并行环境中实现高效协同。 多核与多处理器: 我们将分析对称多处理(SMP)、非对称多处理(NUMA)架构的特点和编程模型差异。理解缓存一致性在多核环境下的复杂性是编写高性能并发代码的前提。 异构计算的浪潮: GPU(图形处理器)已成为高性能计算的主力。本书将探讨 GPU 的 SIMT(单指令多线程)架构如何与传统 CPU 的 SIMD/向量处理单元形成互补。我们将解析 CUDA/OpenCL 等编程模型背后的硬件调度机制。 能效与体系结构的可持续性: 在功耗成为核心约束的背景下,我们将探讨动态电压和频率调节(DVFS)、功耗门控技术在处理器设计中的集成,以及未来如何通过领域特定架构(DSA)如 AI 加速器来提高特定任务的能效比。 三、本书的独特价值与目标读者 本书最大的特点在于其跨越硬件与软件的视野。它不仅仅是教科书式的原理罗列,更是面向实践的性能调优指南。通过对硬件工作机制的透彻理解,读者将能够: 1. 进行更明智的编译优化: 预知编译器生成的汇编代码在特定硬件上的执行效率。 2. 编写真正高效的底层代码: 避免因不了解缓存行填充、分支未命中或内存访问模式错误而导致的性能陷阱。 3. 参与系统级的设计决策: 无论是设计操作系统内核、虚拟化层,还是进行硬件选型,都能基于扎实的体系结构知识做出判断。 目标读者群: 计算机科学、电子工程专业的高年级本科生和研究生。 希望从应用层深入到底层、提升代码性能的软件开发工程师(后端、嵌入式、游戏开发人员)。 系统程序员、编译器开发者以及对计算科学抱有浓厚兴趣的架构师。 阅读本书,您将掌握的不是零散的知识点,而是一套完整的、用于分析和设计任何现代计算系统的思维框架。

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读后感

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用户评价

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这本书的排版和插图质量简直是行业典范,这一点对于理工科的专业书籍来说至关重要。每一个电路原理图都清晰锐利,即便是多层嵌套的结构图,也能通过合理的颜色区分和层次划分,让人一眼就能抓住重点。更难得的是,书中对程序流程图和状态机的描述非常到位。例如,在讲解PWM(脉冲宽度调制)在无刷直流电机控制中的应用时,作者用了一个大型的状态转移图,清晰地展示了从启动、加速到稳定运行的各个阶段,以及在每个阶段需要调整的寄存器参数。这种视觉化的解释,比单纯的文字描述效率高出太多。此外,书中对一些关键代码段的布局也进行了优化,关键函数和宏定义被单独提取出来,用不同字体或背景色标出,极大地减轻了阅读疲劳。我过去看过的很多技术书籍,经常因为插图模糊或代码格式混乱而让人望而却步,但这本则完全没有这个问题,它真正做到了让读者能够“舒适地”吸收高密度技术信息。

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这本书的叙事口吻极其沉稳且富有洞察力,它不像某些教材那样,生怕你学不会,絮絮叨叨地解释每一个细节,而是采用了一种“引导者”的姿态,给予读者足够的思考空间。在讨论到软件设计原则时,作者提出了几个非常精辟的观点,比如“寄存器访问的原子性”和“资源共享的互斥保护”,这些概念在嵌入式系统开发中是至关重要的安全基石。作者并没有直接给出固定的解决方案,而是先描述一个可能出现的并发错误场景,然后引导读者分析错误发生的根本原因,最后提出基于中断或信号量的解决方案。这种提问式的教学方法,迫使读者主动去构建知识网络,而不是被动地接受信息。书中对于错误处理和系统调试的章节更是亮点,它没有回避实时系统中必然出现的Bug,反而详细列举了常见的软件逻辑错误类型,并推荐了几种针对性的调试工具和技巧,这对于需要快速定位问题的工程师来说,简直是无价之宝,体现了作者深厚的实战经验。

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初读此书,最让我感到惊喜的是其前瞻性和实践性并重的编写风格。它并没有止步于介绍PIC单片机最基本的I/O操作和寄存器配置,而是花了大量篇幅讲解了如何利用这些底层资源去实现复杂的通信协议。我花了整整一个下午来研究关于SPI和I2C通信的章节,书中不仅提供了标准的初始化代码,还对主设备和从设备之间的时序图进行了细致的分解。最关键的是,作者还穿插介绍了在实际硬件调试中经常遇到的“陷阱”,比如电平匹配问题和总线噪声抑制,这绝对是教科书里很少提及的宝贵经验。更值得称赞的是,书中对ADC模数转换的讲解细致入微,从采样定理到硬件触发模式的选择,再到如何利用DMA(直接内存访问)来提高数据采集效率,逻辑清晰,层层递进。阅读完这些章节后,我感觉自己不再是那个只能点亮LED灯的新手,而是具备了设计一个小型数据采集系统的能力。这种将理论与实际工程挑战紧密结合的叙述方式,使得学习过程充满了解决问题的成就感。

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我最欣赏的是这本书在跨平台和系统扩展性方面所展现出的广阔视野。虽然它聚焦于PIC系列微控制器,但作者在章节的末尾,常常会穿插一些关于“如何将这些技术思想迁移到其他架构(如ARM Cortex-M系列)”的讨论。比如,在讲解PIC的片上外设时,作者会对比不同厂商在实现相同功能(如看门狗定时器)时的设计哲学差异,这极大地拓宽了我的技术视野,让我意识到,底层硬件的实现细节是多变的,但核心的工程思想是相通的。书中对内存管理和程序链接脚本的讲解也十分到位,它不仅仅告诉你如何编译,更让你理解编译后代码在芯片内部的物理布局,这对于开发资源受限的固件至关重要。这本书的价值远超一个单一芯片的使用手册,它更像是一本关于嵌入式系统软件架构设计的心法秘籍,指导读者如何构建健壮、可维护且具有良好迁移能力的嵌入式应用,是真正意义上的“工具箱”与“思想库”的结合体。

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这本书的封面设计非常有吸引力,色彩搭配既专业又不失现代感,一看就知道是硬核的技术类书籍。打开目录,首先映入眼帘的是对基础概念的深入剖析,作者在讲解数字逻辑和模拟电路基础时,没有简单地堆砌公式,而是通过大量的实例和图示,将抽象的理论具象化。比如,在介绍定时器/计数器的工作原理时,书中详细描绘了不同模式下的时钟脉冲流向,让我这个初学者也能很快理解其核心机制。特别是关于中断服务程序的编写,不同于其他教材的枯燥罗列,这里提供了几种典型的应用场景,从外部事件响应到周期性任务调度,每一步的汇编代码和C语言实现都有清晰的注释,非常适合想深入理解底层操作的读者。我尤其欣赏作者在讲解中断优先级和嵌套时所采用的“交通管制”类比,瞬间打消了我对复杂中断流程的恐惧。总的来说,这本书在打牢理论基础方面做得非常扎实,为后续深入应用环节铺设了坚实的地基,让人读起来信心倍增,感觉自己真的在系统地学习一项实用的技能,而不是零散地收集知识点。

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