Microcontroller Projects Using the Basic Stamp 2nd Edition

Microcontroller Projects Using the Basic Stamp 2nd Edition pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:CMP Publishing / Elsevier
作者:Al Williams
出品人:
页数:456 页
译者:
出版时间:2002年02月
价格:357.00
装帧:平装
isbn号码:9781578201013
丛书系列:
图书标签:
  • Microcontroller
  • Basic Stamp
  • Electronics
  • Programming
  • DIY
  • Projects
  • Robotics
  • Education
  • Hobby
  • Engineering
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具体描述

《掌控微控制器:实例驱动的嵌入式系统开发》 本书是一本面向初学者和有一定基础的电子爱好者、工程师以及STEM教育者的实用指南,旨在深入浅出地讲解微控制器在实际项目中的应用。我们不局限于某一款特定的微控制器,而是着重于培养读者理解和掌握微控制器核心概念、编程逻辑以及与各种电子元件交互的能力。通过丰富的实例,读者将能够独立设计、构建并调试各种有趣且功能强大的嵌入式系统。 核心内容概述: 第一部分:微控制器基础与入门 什么是微控制器? 我们将从最基础的层面介绍微控制器的概念,解释其在现代电子设备中的重要性,以及它与普通计算机处理器的区别。您将了解微控制器的基本架构,包括CPU、内存、输入/输出(I/O)接口等关键组成部分。 硬件平台选择与搭建: 本部分将指导您如何选择适合您项目需求的微控制器开发板。我们将介绍几种主流的微控制器平台(例如,Arduino系列、ESP32/ESP8266系列等),并详细演示如何进行基本的硬件连接和搭建,包括供电、复位电路等。 开发环境的搭建与配置: 掌握微控制器编程的第一步是熟悉其开发环境。我们将详细介绍常用的集成开发环境(IDE)的安装和配置过程,包括代码编辑器、编译器、调试器等。您将学习如何编写、编译和上传您的第一个“Hello World”程序到微控制器上。 基础编程语言入门: 本书将侧重于讲解一种或两种广泛应用于微控制器开发的编程语言(例如,C/C++或Python的微控制器分支)。我们将从变量、数据类型、运算符、控制流(if-else, for, while)、函数等基础语法开始,循序渐进地引导读者掌握编程技巧。 第二部分:微控制器核心功能详解与应用 数字输入/输出(GPIO)控制: 这是微控制器最基本也是最重要的功能之一。您将学习如何配置GPIO引脚作为输入或输出,如何读取数字信号(如按钮状态)和输出数字信号(如控制LED灯的亮灭)。我们将通过多个实例,如LED闪烁、按键控制、继电器开关等,来巩固这些概念。 模拟信号处理: 许多传感器输出的是模拟信号,微控制器需要将其转换为数字信号才能处理。本部分将深入讲解模数转换器(ADC)的工作原理,以及如何使用ADC读取模拟传感器的数据,例如光线传感器、温度传感器、电位器等。 定时器与中断: 定时器是微控制器中实现延时、周期性任务和精确计时的重要模块。中断则允许微控制器在特定事件发生时暂停当前任务,优先处理事件。您将学习如何配置定时器来控制PWM输出(如LED亮度调节、电机速度控制),以及如何利用外部中断响应按键按下、传感器变化等事件。 通信协议: 现代嵌入式系统往往需要与其他设备进行通信。我们将详细介绍几种常用的通信协议: UART (通用异步收发传输器): 用于微控制器与其他设备(如电脑、其他微控制器)之间的串行通信。您将学习如何发送和接收数据,实现设备间的简单数据交换。 I2C (集成电路互联): 一种多主控、多从控的串行总线,常用于连接各种传感器和外围设备,如OLED显示屏、EEPROM存储器等。 SPI (串行外设接口): 一种全双工的同步串行通信总线,速度较快,常用于连接SD卡、RFID模块、外部ADC/DAC等。 无线通信(Wi-Fi, Bluetooth): 对于需要联网的项目,我们将介绍如何使用集成Wi-Fi或Bluetooth功能的微控制器,实现设备的远程控制、数据上传和互联。 第三部分:传感器与执行器集成 传感器原理与应用: 本部分将详细介绍各种常用传感器的原理、工作方式以及在微控制器项目中的具体应用。涵盖的传感器类型将包括但不限于: 环境传感器: 温度传感器(如DHT11/DHT22)、湿度传感器、光线传感器(LDR)、空气质量传感器(MQ系列)。 运动与姿态传感器: 加速度计、陀螺仪、磁力计(IMU模块)。 距离传感器: 超声波测距模块、红外测距模块。 声音传感器: 麦克风模块。 图像传感器: 摄像头模块(针对特定平台)。 执行器控制: 执行器是微控制器用来与物理世界交互的设备。您将学习如何控制各种执行器,实现特定的功能: LED与显示屏: 控制LED灯阵列、数码管,驱动OLED/LCD显示屏显示文本和图形。 电机控制: 控制直流电机(通过H桥驱动)、舵机(精确角度控制)、步进电机(精确位置控制)。 蜂鸣器与音频输出: 产生不同频率的声音,实现警报或提示功能。 伺服电机与线性执行器: 实现更精密的机械运动。 第四部分:项目实践与进阶 实例项目设计与实现: 本部分将是本书的重点,我们将通过一系列由浅入深的实际项目,将前面学到的知识融会贯通。这些项目将涵盖不同应用领域,例如: 智能家居: 自动窗帘、温湿度监控与报警系统、智能照明控制。 机器人与自动化: 简单的避障小车、循迹机器人、机械臂控制。 数据采集与监测: 环境数据记录仪、实时数据显示终端。 物联网应用: 通过Wi-Fi/蓝牙将传感器数据上传到云平台,实现远程监控和控制。 人机交互: 基于触摸屏或物理按钮的界面设计。 调试技巧与故障排除: 在项目开发过程中,调试是不可或缺的环节。我们将分享常用的调试方法,包括使用IDE的调试器、串口打印信息、逻辑分析仪的使用等,帮助您快速定位和解决问题。 代码优化与嵌入式系统设计原则: 随着项目复杂度的增加,代码的可读性、效率和资源的有效利用变得尤为重要。我们将探讨一些基本的代码优化技巧以及嵌入式系统设计的良好实践。 未来的学习方向: 在掌握了本书内容后,我们将为您指明进一步学习的道路,包括更深入的操作系统(RTOS)应用、嵌入式Linux、高级通信协议、硬件加速等,为您的嵌入式开发之路奠定坚实的基础。 本书特色: 实例驱动: 每一个概念的讲解都紧密结合实际项目,让学习过程更直观、更有趣。 由浅入深: 从最基础的知识点开始,逐步引入更复杂的概念和技术。 实用性强: 所介绍的技术和项目都具有很高的实际应用价值,读者可以直接借鉴和扩展。 不拘泥于特定平台: 强调核心原理和通用技术,使读者能够灵活应用于不同的微控制器平台。 鼓励动手实践: 读者可以通过实际操作,加深对理论知识的理解,培养解决问题的能力。 无论您是学生、业余爱好者还是专业工程师,希望通过本书,您能够点燃对嵌入式系统开发的兴趣,掌握利用微控制器创造无限可能的能力。

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读后感

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用户评价

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这本书的叙事节奏感把握得相当到位,读起来一点都不拖沓,仿佛一位经验丰富的老工程师在旁边手把手地教你。它没有过多地纠缠于底层汇编语言的繁琐细节,而是巧妙地利用了Basic Stamp的易用性,让读者能够快速聚焦于系统的设计和逻辑的实现上。我注意到书中对一些常见问题的排查步骤描述得极其细致,比如当某个模块无法正确响应指令时,作者提供了一套完整的诊断流程,这在很多同类书籍中是缺失的。这种前瞻性的问题预判能力,极大地节省了调试时间。更值得称道的是,它在介绍高级主题,比如串行通信或EEPROM的使用时,总能配上一个实际应用的案例,比如用它来记录实验数据或者与PC进行简单交互。这种“功能-应用”的讲解模式,让抽象的协议变得具体可感。对于我这种更偏向应用层面的学习者来说,这本书简直是量身定做,它教会我的不仅是如何让电路“动起来”,更是如何让电路“聪明地工作”。读完几章后,我感觉自己对嵌入式系统的整体架构有了更清晰的认知,不再是零散知识点的堆砌,而是一个相互关联、逻辑严密的知识体系。

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这本书给我最大的感触是它的“实用主义”精神。它不像某些前沿技术书籍那样,充满了未来感但难以落地,而是紧密围绕着Basic Stamp 2这种稳定且成熟的平台展开。这意味着你购买这本书后,所学的知识和技能可以直接应用于当前的实际项目,而不是停留在理论的空中楼阁。我曾经尝试用它书中介绍的方法来修复一个旧的家用自动化系统,结果出乎意料地顺利,那套系统使用的微控制器与Basic Stamp在核心逻辑上有共通之处。书中对于如何管理程序空间和优化指令执行效率的讨论,即便对于今天的主流微控制器而言,依然具有重要的参考价值,因为它强调的是“资源约束下的最优解”这一核心理念。作者在介绍如何处理输入去抖动(Debouncing)时采用的方法尤其值得称赞,简单、高效且鲁棒性极强,这可能是无数初学者在实际应用中首先会遇到的难题。这本书真正体现了技术文档的价值所在——提供可靠、经过验证的解决方案,而不是仅仅提出新的问题。

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这本书的语言风格透露出一种沉稳且充满热情的教学态度,读起来让人感到非常放松,没有那种被灌输知识的压迫感。作者似乎非常理解读者在学习电子控制系统时可能遇到的认知障碍,并在关键节点设置了“深入剖析”的小节,对容易混淆的概念进行再解释。例如,它对模拟信号读取和数字信号处理的区别阐述得非常透彻,并结合实际的电位器和按钮输入进行了生动的对比。在项目收尾部分,书中还花了相当的篇幅讨论了如何将原型板上的设计迁移到最终的PCB布局或更紧凑的封装中,这对于想把项目“产品化”的读者来说,是极其宝贵的一课。它没有忽略项目生命周期中后期会遇到的实际工程问题,比如电源管理和信号隔离。总的来说,这本书超越了一个简单的教程范畴,它更像是一本精良的“项目实施指南”,从构想到调试再到最终的固化,每一步都有清晰的指导和深思熟虑的建议。它培养的不仅是编程能力,更是一种解决实际工程问题的综合素养。

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这本书的封面设计很有特点,那种老派的、略带复古感的排版,让人立刻联想到那些经典的技术手册。我翻开目录时,首先被那些项目名称吸引住了,每一个都充满了实践的诱惑力。比如那个用基础站(Basic Stamp)制作的自动浇花系统,光是想象一下那种DIY的乐趣,就让人兴奋不已。作者显然对初学者非常友好,从最基础的I/O操作讲起,逐步引入传感器和执行器的应用。我特别欣赏它在理论与实践之间的平衡把握,它不像某些教科书那样枯燥,而是把复杂的概念融入到一个个具体的小挑战中去解决。比如,当你试图让一个LED以特定的闪烁频率变化时,你不得不去深入理解定时器和中断的概念,这种“在做中学”的方式,效率高得惊人。而且,书中提供的代码示例结构清晰,注释详尽,即便是刚接触微控制器的新手,也能很快上手,避免了那种对着一堆十六进制代码抓瞎的窘境。整个阅读过程,与其说是在学习,不如说是在享受破解一个个电子谜题的成就感。这种实实在在的动手经验,远比单纯的理论知识来得扎实和持久,对于想真正将想法变为现实的爱好者来说,这本书无疑提供了一个坚实的起点。

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从排版和插图的角度来看,这本书在那个时代绝对算得上精品,尽管是针对一个特定的硬件平台,但其对电路图的绘制质量非常高,线条清晰,元件标识准确无误。我尤其欣赏它在每章末尾设置的“挑战升级”部分,这部分内容往往要求读者在原有项目的基础上添加新的功能,比如增加一个额外的传感器输入或者改进一个算法的效率。这种循序渐进的难度递增策略,非常有效地巩固了前文所学。与市面上那些只停留在基础“点亮LED”层面的入门读物不同,这本书的深度足以让有一定基础的爱好者感到满足。它没有满足于基础功能的演示,而是鼓励读者去探索硬件的极限。例如,在讲解脉冲宽度调制(PWM)时,它不仅展示了如何控制马达转速,还深入探讨了占空比对功率输出的影响,这已经触及到一些工程设计的基本考量了。总而言之,这本书提供了一个从零开始构建复杂系统的路线图,它不只是教你如何复制示例,而是教你如何像一个真正的工程师那样去思考和扩展设计。

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