嵌入式计算与机电一体化技术 基于PIC32微控制器

《嵌入式计算与机电一体化技术：基于PIC32微控制器》基于Microchip PIC32微控制器，基础知识部分重点讲解PIC32的硬件、C语言编程以及与传感器和执行机构的接口，应用部分关注机电一体化技术，包括传感器、传动装置和电机的选择等。相比于复杂的器件手册，该书更适合新手阅读，可实现快速入门和进阶。各章节全面融合PIC32参考手册、数据表、XC32 C编译器用户指南、Harmony帮助文档等内容，选择PIC32MX795F512H+NU32开发板，专注于单一型号并深入其操作细节，强调基础，易于实践，而且配有丰富的教辅资源。
《嵌入式计算与机电一体化技术：基于PIC32微控制器》特色：
面向机电一体化工程师。在美国西北大学，该书是机电一体化系列课程的教材，核心是机电一体化工程师的推荐知识，而非计算机工程师侧重的微控制器设计，因此也适合作为Arduino爱好者和嵌入式工程师的参考读物。
消除学习中的“魔法步骤”。采用命令行而非集成开发环境，不隐藏任何关键步骤，帮助读者从零开始学会编写和调试代码，从而透彻理解代码如何运行、为何能够运行以及如何实现与硬件的连接。

 

前 言
第一部分 快速入门
第1章 快速入门 2
1.1 编程资源 2
1.2 编译bootloader程序 5
1.3 编译第一个程序 6
1.4 加载第一个程序 7
1.5 使用make命令 8
1.6 小结 12
延伸阅读 12
第二部分 基础知识
第2章 硬件 14
2.1 PIC32微控制器 14
2.2 NU32开发板 23
2.3 小结 26
2.4 练习题 26
延伸阅读 28
第3章 软件 29
3.1 虚拟内存映射 29
3.2 示例：simplePIC.c 30
3.3 编译过程 31
3.4 PIC32复位过程 33
3.5 理解simplePIC.c 34
3.6 引导加载程序与独立程序 43
3.7 编译小结 44
3.8 实用命令行工具 46
3.9 小结 47
3.10 练习题 47
延伸阅读 48
第4章 函数库 49
4.1 创建talkingPIC 50
4.2 NU32函数库 51
4.3 引导加载程序 52
4.4 LCD函数库 53
4.5 Microchip函数库 55
4.6 自定义函数库 56
4.7 小结 56
4.8 练习题 57
延伸阅读 57
第5章 执行时间和存储空间 58
5.1 编译器优化 58
5.2 执行时间和反汇编文件 59
5.3 存储空间和映射文件 66
5.4 小结 70
5.5 练习题 71
延伸阅读 75
第6章 中断 76
6.1 概述 76
6.2 详述 77
6.3 配置和使用中断的步骤 84
6.4 示例代码 85
6.5 小结 92
6.6 练习题 93
延伸阅读 95
第三部分 外设参考
第7章 数字输入和输出 98
7.1 概述 98
7.2 详述 100
7.3 示例代码 102
7.4 小结 103
7.5 练习题 104
延伸阅读 104
第8章 计数器/定时器 105
8.1 概述 105
8.2 详述 107
8.3 示例代码 110
8.4 小结 113
8.5 练习题 113
延伸阅读 113
第9章 输出比较 114
9.1 概述 114
9.2 详述 115
9.3 示例代码 118
9.4 小结 121
9.5 练习题 121
延伸阅读 123
第10章 模拟输入 124
10.1 概述 124
10.2 详述 127
10.3 示例代码 130
10.4 小结 135
10.5 练习题 136
延伸阅读 136
第11章 UART 137
11.1 概述 137
11.2 详述 139
11.3 示例代码 141
11.4 使用XBee模块进行无线通信 152
11.5 小结 152
11.6 练习题 153
延伸阅读 153
第12章 SPI通信 154
12.1 概述 154
12.2 详述 155
12.3 示例代码 158
12.4 小结 165
12.5 练习题 166
延伸阅读 166
第13章 I2C通信 167
13.1 概述 167
13.2 详述 169
13.3 示例代码 171
13.4 小结 186
13.5 练习题 186
延伸阅读 186
第14章 并行主端口 187
14.1 概述 187
14.2 详述 188
14.3 示例代码 189
14.4 小结 194
14.5 练习题 194
延伸阅读 194
第15章 输入捕获 195
15.1 概述 195
15.2 详述 196
15.3 示例代码 197
15.4 小结 199
15.5 练习题 199
延伸阅读 199
第16章 比较器 200
16.1 概述 200
16.2 详述 200
16.3 示例代码 202
16.4 小结 204
16.5 练习题 204
延伸阅读 204
第17章 休眠、空闲和看门狗定时器 205
17.1 概述 205
17.2 详述 206
17.3 示例代码 207
17.4 小结 209
17.5 练习题 209
延伸阅读 209
第18章 闪速存储器 210
18.1 概述 210
18.2 详述 211
18.3 示例代码 212
18.4 小结 217
18.5 练习题 217
延伸阅读 217
第19章 控制器局域网络 218
19.1 概述 218
19.2 详述 220
19.3 示例代码 228
19.4 小结 232
19.5 练习题 233
延伸阅读 233
第20章 Harmony模块及其USB接口应用 234
20.1 概述 234
20.2 框架 235
20.3 PLIB函数库 237
20.4 Harmony概念 239
20.5 驱动程序 240
20.6 系统服务程序 251
20.7 程序结构 255
20.8 USB 260
20.9 小结 277
20.10 练习题 277
延伸阅读 277
第四部分 机电一体化应用
第21章 传感器 280
21.1 接触传感器：按钮和开关 280
21.2 光敏传感器 281
21.3 转动关节的角度 284
21.4 移动关节的位置 288
21.5 加速度和角速度：陀螺仪、加速度计和惯性测量装置 289
21.6 磁场感应：霍尔效应传感器 291
21.7 距离 292
21.8 压力 293
21.9 温度 294
21.10 电流 295
21.11 GPS 296
21.12 练习题 296
延伸阅读 297
第22章 数字信号处理 298
22.1 采样信号和混叠 298
22.2 离散傅里叶变换 300
22.3 有限脉冲响应数字滤波器 306
22.4 无限脉冲响应数字滤波器 319
22.5 基于FFT的滤波器 320
22.6 PIC32的DSP函数库 322
22.7 练习题 330
延伸阅读 331
第23章 PID反馈控制 332
23.1 PID控制器 333
23.2 PID控制器的变体 335
23.3 增益调节的经验方法 336
23.4 基于模型的控制 337
23.5 小结 338
23.6 练习题 339
延伸阅读 340
第24章 LED亮度的反馈控制 341
24.1 电路的接线和测试 342
24.2 通过OC1为LED供电 343
24.3 生成开环PWM波形 343
24.4 与MATLAB建立通信 344
24.5 在MATLAB中利用数据绘图 344
24.6 写入LCD屏幕 348
24.7 读取ADC 348
24.8 PI控制 348
24.9 其他特性 349
24.10 小结 349
24.11 练习题 349
第25章 有刷永磁直流电机 350
25.1 电机的物理知识 350
25.2 控制方程 354
25.3 速度-转矩曲线 355
25.4 摩擦力和电机效率 358
25.5 电机绕组和电机常数 360
25.6 其他电机特性 361
25.7 电机数据表 362
25.8 小结 365
25.9 练习题 366
延伸阅读 370
第26章 传动装置和电机选择 371
26.1 传动装置 371
26.2 电机和减速器的选择 375
26.3 小结 377
26.4 练习题 377
延伸阅读 378
第27章 直流电机控制 379
27.1 H桥和脉宽调制 379
27.2 直流电机的运动控制 387
27.3 小结 391
27.4 练习题 391
延伸阅读 393
第28章 电机控制项目 394
28.1 硬件 394
28.2 软件概述 395
28.3 软件开发技巧 400
28.4 基本步骤 403
28.5 扩展设计 419
28.6 小结 420
28.7 练习题 420
第29章 其他执行机构 421
29.1 螺线管 421
29.2 扬声器和音圈执行机构 422
29.3 RC伺服电机 423
29.4 步进电机 424
29.5 无刷直流电机 428
29.6 线性无刷电机 439
29.7 小结 439
29.8 练习题 439
延伸阅读 440