Борисов В.Г. Введение в цифровую технику.
Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения
Это книги для начала. Есть в доступе. Первая - общее понимание цифровухи, вторая - именно понимание микропроцессорных систем (почему память адресуется именно так, системы команд МП, декодирование адресов и ещё много интересного).
И практика нужна. Возьмите любую МС (Микропроцессорную систему), хотя бы тот же Ардуино и попытайтесь попрограммировать. Это хороший опыт в создании мобильных устройств.
раскрыть ветку (2)
Если речь идёт именно об академическом изучении - лучше брать сразу "быка за рога" - тот же нативный AVR очень прост, если учишься в институте и "в памяти всё свежо".
Особенно сейчас, когда без проблем можно найти компилятор того же Си практически под любой микроконтроллер.
Платы для освоения (demoboard) есть так же под любой МК - если брать именно AVR, одним из лучших вариантов "цена-качества" считаю Teensy 2.0 - есть аппаратный USB и нет заморочек с софтовой прослойкой ардуины (и её глюками).
Когда я учился в институте, у меня был AT90S2313 (128 байт ОЗУ и 2 кб ПЗУ под код), пять проводков в LPT в качестве "программатора" и голый ассемблер то ли второй, то ли третьей AVRStudio.
Ардуина хороша для школьников и тех взрослых, которые не хотят заморачиваться в "как оно там унутре".