Matériel et systèmes embarqués
Arduino, RISC-V, MSP430, PLC, pilotes Linux et ingénierie des systèmes embarqués.
第 8 章 4：MCU 整合專案：智慧家居節點
整合 ESP32、感測器、控制、雲端的完整 IoT 專案。
Lire l'article →第 8 章 5：簡易示波器
整合類比前端、ADC、MCU、顯示。屬於「進階」專案。
Lire l'article →第 9 章 1：推薦書籍
精選的電子硬體參考書，依主題與難度分類。
Lire l'article →第 9 章 2：線上資源
拆解、教學、評論 上萬部影片 eevblog.com、YouTube
Lire l'article →第 9 章 3：術語中英對照表
中文 · 英文 · 縮寫 · 電壓 · Voltage · V · 電流 · Current · I · 電阻 · Resistance · R · 電容 · Capacitance · C · 電感 · Inductance · L · 阻抗 · Impedance · Z · 導納 · Admittance · Y · 電導 · Conductance · G · 電容器 · Capacitor · – · 電感器 · Induct
Lire l'article →第 9 章 4：公式速查表
熱電壓：$V_T = kT/q approx 25.85 mathrm{mV} text{(at 300K)}$
Lire l'article →第 9 章 5：硬體設計檢查清單（Checklist）
實務工程師的「保命符」：在每個階段防止低級錯誤。
Lire l'article →電子硬體完整教材
從零基礎到高級工程師的電子硬體系統化學習教材 > Complete Electronic Hardware Curriculum: From Beginner to Advanced
Lire l'article →PLC 完整學習教材
建議的學習節奏：初級篇搭配一台入門 PLC（或廠商免費模擬器）逐章實作，約 2–4 週； 中級篇以一個完整小專案（例如自動門或小型輸送分揀）貫穿，約 1–2 個月； 高級篇依工作領域挑選章節深入。每章結尾的練習題請務必動手完成——PLC 是實作技能， 只讀不寫是學不會的。
Lire l'article →IEC 61131-3 與五種程式語言
IEC 61131-3 是 PLC 程式語言的國際標準，定義了共通的資料型別、 程式組織單元（POU）與五種語言。學會標準語法後， 跨品牌只需適應開發環境差異，觀念完全可攜。
Lire l'article →工業通訊
RS-485 差動傳輸、多點匯流排（1 主多從，常見 32 節點）、距離可達 1200 m。 Modbus RTU 是其上最普及的協定，記憶體模型四區：
Lire l'article →PLC 梯形圖程式設計審查報告
依截圖重建之程式行為如下。系統為單車道雙向通行控制：車道兩端各有一支光電感測器 （INPUT1 = A 端、INPUT2 = B 端），以整數 STATE 實作狀態機：
Lire l'article →PLC 審查問題對應階梯圖
原程式沒有任何 rung 處理 STATE = INIT（上電預設值 0）。 修正：新增一條初始化 rung，等待兩支感測器皆淨空後才進入 IDLE； 若上電時感測器被遮斷，系統會停留在 INIT 直到車道淨空，不會誤動作。
Lire l'article →結構與組織
歷史上,這個區分具有重大的商業意義。許多計算機製造商提供同一結構、不同組織的整個產品家族,不同型號之間價格與效能不同,但同一套軟體可以在整個家族上執行
Lire l'article →計算機簡史
ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)是世界上第一部通用電子數位計算機,由賓州大學的 Mauchly 與 Eckert 設計建造,用於計算彈道表。1946 年完工時,它重達 30 噸、占地 1500 平方英尺、使用超過 18,000 支真空管、耗電 140 kW;每秒可執行 5000 次加法。ENIAC 使用十進位而非二進位,由 20 個累加器組成,每個可保存一個 10 位
Lire l'article →計算機的部件與 von Neumann 設計
為什麼要「儲存程式」?若用硬體直接實現某個計算,接線本身就是程式(hardwired program),改功能就得重新接線。反之,若提供一組通用的算術與邏輯功能部件,再以控制訊號指揮它們,那麼「程式」就只是一串控制碼;新的計算只需提供新的控制碼序列,硬體完全不動。指令解譯器負責把每條指令轉成該指令對應的控制訊號。
Lire l'article →記憶體系統概觀
設計上存在三難:容量大、速度快、成本低無法同時滿足。存在以下權衡:存取時間愈快,每位元成本愈高;容量愈大,每位元成本愈低、但存取愈慢。出路是不依賴單一記憶體技術,而是建構階層
Lire l'article →半導體主記憶體
半導體記憶體的基本單位是記憶體單元(memory cell),共同性質:(1) 呈現兩種穩定狀態,表示 0 與 1;(2) 可被寫入以設定狀態;(3) 可被讀取以感測狀態。單元有三個功能端子:選擇(select)、控制(讀/寫)、資料/感測。
Lire l'article →磁碟
1988 年 Berkeley 提出 RAID(Redundant Array of Independent Disks):以多顆磁碟組成邏輯上單一的大磁碟,藉條帶化(striping)提升平行度、藉冗餘容忍磁碟失效。
Lire l'article →外部裝置與 I/O 模組
處理器發出 I/O 命令後繼續執行其他工作;裝置就緒時發出中斷請求,處理器在指令邊界回應:保存脈絡 跳到中斷服務常式(ISR) 傳輸一筆資料 恢復脈絡。
Lire l'article →作業系統概觀
早期一次一個作業(serial processing)浪費昂貴的機器時間;批次系統以監督程式(monitor)自動接續作業,但 I/O 等待仍使處理器閒置。多道程式設計(multiprogramming):記憶體中同時保有多個作業,一個作業等待 I/O 時切換到另一個,大幅提高使用率。分時(time sharing)把同一思想用於互動使用者:計時器中斷驅動時間片輪轉。
Lire l'article →ALU 概觀
ALU 是實際執行算術與邏輯運算的部件;其他部件(控制單元、暫存器、記憶體、I/O)主要是為它「備料」與「收貨」。ALU 接收暫存器提供的運算元,把結果存回暫存器,並在旗標(flags)中回報狀態(溢位、零、負、進位)。注意:RISC-V 刻意不設旗標暫存器,比較與分支合一(beq、blt 直接比較兩暫存器),避免旗標成為管線的隱性相依——這是新舊 ISA 設計哲學的有趣對照。
Lire l'article →機器指令特性
指令以位元組合表示(RV32I:固定 32 位元,欄位劃分見第 18 章)。人類使用助憶碼(mnemonic):ADD、LW、BEQ……;運算元亦以符號表示。組合語言到機器碼的翻譯由組譯器完成(第 19 章實際操作)。
Lire l'article →定址模式
opcode 位元數 vs. 位址位元數的拉鋸。技巧包括:擴展 opcode(部分編碼點展開為更長的 opcode)、依指令類型使用不同欄位佈局。原則:愈常用的資訊,位置愈固定——解碼器可以並行地「猜」。
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