单片机原理及应用

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页数:263
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出版时间:2010-2
价格:33.00元
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isbn号码:9787502632212
丛书系列:
图书标签:
  • 单片机
  • 嵌入式系统
  • 原理与应用
  • 电子技术
  • 微控制器
  • C51
  • 汇编语言
  • 硬件设计
  • 实践教程
  • 电子工程
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具体描述

《单片机原理及应用》基本覆盖了国内中文版同题教材的基本内容,并介绍了近十年来在国内外飞速发展、广泛普及的新产晶技术(例如FPGA纳米技术和嵌入式微电路系统技术)。全书在广泛参考国外相关书籍和资料的基础上由熟悉单片机专业英语和相关知识的国内外教育工作者合作编著完成;内容简练、重点突出、系统性与前趋性兼顾。

全书共分四篇十四章。第一篇介绍了单片机产品、技术发展的历史、现状与全貌,同时较系统地介绍了普遍涉及的基本概念:第二篇以MCS 8051/2系列产品为核心,并与高端、低端产品(例如PLM 80198与PIC系列)相对照介绍了传统单片机的基础核心技术;第:三篇概括性地介绍了一些近十年出现的具有现代特色的新产品(例如S3C2410A、C 8051F33X、Atmega8/L和AduC 812)、新技术的全貌与特征;第四篇是独立实践性学习与训练的教学指导。

《单片机原理及应用》可作为高等院校电子、电气信息领域大学生必修课或选修课教材,也可供相关领域工程技术人员参考。

《嵌入式系统设计与开发:从硬件到软件的全面解析》 本书旨在为读者提供一个全面而深入的嵌入式系统设计与开发知识体系。我们将从嵌入式系统的基本概念出发,逐步深入到硬件选型、底层驱动编写、操作系统移植、应用软件开发以及系统集成与测试等各个环节,力求打造一个完整的学习路径。 第一部分:嵌入式系统基础 本部分将首先介绍嵌入式系统的定义、特点、发展历程及其在各个领域的广泛应用。通过剖析典型嵌入式应用实例,如智能家居、工业自动化、医疗设备和消费电子产品,帮助读者建立对嵌入式系统在实际应用中的宏观认识。随后,我们将详细讲解嵌入式系统与通用计算机系统的核心区别,包括资源受限性、实时性要求、功耗管理以及专用性和可靠性等关键要素。 第二部分:嵌入式硬件平台解析 在硬件层面,本书将重点介绍嵌入式系统中常用的微处理器(MCU)和微控制器(Microcontroller)架构。我们将详细解读ARM Cortex-M系列等主流嵌入式处理器的指令集、寄存器、存储器管理单元(MMU)和总线接口等核心概念。此外,还将深入探讨嵌入式系统中常见的传感器、执行器、存储设备(Flash, RAM)、通信接口(UART, SPI, I2C, USB, Ethernet)以及人机交互设备(LCD, 触摸屏, 键盘)的工作原理和选型原则。为了让读者更好地理解硬件工作细节,我们还将介绍如GPIO(通用输入输出)、定时器/计数器、中断控制器、ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)等关键外设的功能和使用方法。 第三部分:嵌入式软件开发基础 软件是嵌入式系统实现功能的关键。本部分将从嵌入式软件开发环境的搭建开始,介绍交叉编译工具链、调试器(JTAG, SWD)的使用。我们将深入讲解C语言在嵌入式开发中的应用,包括指针、位操作、内存管理以及常用的数据结构。同时,还将介绍汇编语言在特定场景下的重要性,以及如何进行混合编程。更重要的是,我们将探讨嵌入式实时操作系统(RTOS)的概念,如任务管理、进程间通信(IPC)、同步与互斥(信号量、互斥锁)、中断处理和内存管理等 RTOS 的核心功能。 readers will learn how to choose and configure a suitable RTOS, such as FreeRTOS, RT-Thread, or Zephyr,并掌握如何在 RTOS 环境下进行多任务并发编程。 第四部分:底层驱动与驱动模型 掌握底层驱动的编写是进行嵌入式开发的重要一步。本部分将详细讲解如何编写设备驱动程序,包括对特定硬件寄存器的直接访问,以及如何利用中断机制响应外部事件。我们将介绍通用的驱动模型,如Linux设备驱动模型,以及如何在裸机或RTOS环境下实现驱动。读者将学习如何编写UART、SPI、I2C等通信协议的驱动,以及如何为ADC、DAC、定时器等外设编写驱动。此外,还将探讨文件系统的引入,以及如何实现对Flash存储器的读写操作。 第五部分:嵌入式应用软件开发 在掌握了硬件和底层软件的基础上,本部分将聚焦于嵌入式应用软件的开发。我们将介绍嵌入式Linux系统的移植、配置和应用开发。读者将学习如何在嵌入式Linux环境下进行应用程序的编写,包括使用系统调用、多线程编程以及网络通信。同时,也将探讨无操作系统(Bare-metal)环境下的应用软件开发策略,以及如何通过有限的资源实现复杂功能。我们将涵盖常用的通信协议栈(TCP/IP, MQTT)在嵌入式系统中的应用,以及如何进行图形用户界面(GUI)的开发,例如使用LVGL等库。 第六部分:系统集成、调试与优化 系统的成功运行离不开有效的集成、调试和优化。本部分将指导读者如何将各个模块(硬件、驱动、操作系统、应用软件)进行有效的集成。我们将介绍常用的调试技术,包括使用仿真器、逻辑分析仪、示波器以及printf调试。同时,还将深入探讨嵌入式系统的性能优化技巧,如代码优化、内存优化、功耗管理以及实时性保障。最后,我们将简要介绍嵌入式系统的测试方法,包括单元测试、集成测试和系统测试,以及如何进行固件更新(OTA)和远程管理。 通过本书的学习,读者将能够深刻理解嵌入式系统的设计与开发流程,掌握从硬件选型到软件实现的完整技能,为从事嵌入式系统相关的研究、开发和工程实践打下坚实的基础。

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读后感

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**探索硬件世界的奇妙旅程** 我一直觉得,电子世界充满了无限的可能,而单片机就是实现这些可能性的关键。我之前也看过不少关于单片机的资料,但总觉得缺乏一种系统性,像是在碎片中拼凑,难以形成完整的认知。《单片机原理及应用》这本书,则为我提供了一个完整的框架,让我得以更深入地理解硬件是如何与软件协同工作的。书中对单片机内部结构,特别是CPU、内存、I/O口等核心部分的讲解,非常细致,让我对指令的执行流程、数据的存储方式有了更清晰的认识。作者通过引入汇编语言的视角,让我看到了指令层面是如何控制硬件的,这种低级别的理解,对于深入掌握单片机至关重要。同时,书中对于不同类型外设的讲解,如SPI、I2C、UART等通信接口,都配有详细的电气特性和通信协议说明,让我能够理解它们是如何在不同设备之间进行数据交互的。通过这些内容的学习,我感觉自己不再是被动地使用单片机,而是能够主动地去设计和控制它。这本书让我对硬件世界的理解,从“能用”提升到了“能懂”,也让我对未来的创新项目充满了信心。

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**老工程师的开发利器** 作为一名在嵌入式领域摸爬滚打多年的工程师,我深知理论知识与实际应用之间的鸿沟。许多技术书籍往往侧重理论,或者只停留在基础层面,对于真正解决实际工程问题帮助有限。而《单片机原理及应用》这本书,却在这一点上做得相当出色。它并没有止步于讲解枯燥的原理,而是将这些原理巧妙地融入到各种经典的、实用的应用场景中。书中对各种外设接口的讲解,例如ADC、DAC、定时器/计数器、中断系统等,都结合了具体的硬件电路和编程实现,非常接地气。我尤其欣赏书中对一些常见问题的分析和解决思路,例如如何优化代码、如何处理功耗、如何进行调试等,这些都是我们在日常开发中经常会遇到的难题,而本书提供的思路和方法,无疑能够极大地提升我们的开发效率。书中的案例分析也相当有代表性,覆盖了工业控制、智能家居、仪器仪表等多个领域,这让我能够快速地将书中的知识迁移到我自己的项目中去。这本书更像是一本“工具箱”,里面装满了解决工程问题的“利器”,对于希望将单片机技术应用于实际项目的开发者来说,无疑是一笔宝贵的财富。

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**初学者入门的新天地** 一直以来,我对电子世界充满了好奇,尤其对那些能够被编程控制的小巧设备——单片机,更是着迷。市面上关于单片机的书籍琳琅满目,但很多都过于晦涩,让我望而却步。直到我翻开了《单片机原理及应用》,仿佛打开了一扇通往新世界的大门。这本书的语言非常平实易懂,没有那些让人头疼的专业术语堆砌,而是从最基础的概念讲起,循序渐进。作者巧妙地将复杂的原理分解成一个个小单元,用生动形象的比喻来解释,让我这个完全的初学者也能轻松理解。比如,在讲解CPU的工作原理时,作者竟然用到了“大脑指挥身体”的比喻,一下子就抓住了核心要点,让我在脑海中形成了清晰的画面。更令我惊喜的是,书中还配有大量的图示和代码示例,每一个概念都得到了直观的呈现。那些代码,我以前看着就像天书,现在在作者的引导下,我竟然能够一步步地跟着敲打、运行,甚至还成功地让一个小小的LED灯按照我的想法闪烁起来!那种成就感,真是难以言喻。这本书不仅仅是知识的传递,更像是一位耐心的老师,手把手地带着我迈出单片机世界的第一个脚印。我深信,这本书将成为我踏入嵌入式开发领域最坚实的第一块基石。

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**深入剖析指令集与底层机制** 我对计算机底层运作原理一直有着浓厚的兴趣,而单片机作为一种微型计算机,更是吸引了我深入探究其奥秘。《单片机原理及应用》这本书,恰恰满足了我对底层细节的渴望。书中对于单片机指令集的讲解,非常详尽,不仅列出了各种指令的格式和功能,还深入剖析了指令的执行过程,包括取指、译码、执行等阶段。通过理解这些指令,我能够更深刻地理解CPU是如何一步步地处理数据的。此外,书中对于存储器组织、寄存器功能、中断向量表等底层机制的阐述,也让我受益匪浅。我曾尝试过阅读一些芯片的数据手册,但由于缺乏系统性的背景知识,往往难以理解其精髓。而这本书恰恰弥补了这一不足,它以一种系统化的方式,将这些零散的底层信息串联起来,形成了一个完整的体系。通过对这些底层机制的深入理解,我发现自己能够更有效地分析程序运行中的问题,也能够编写出更高效、更优化的代码。这本书不仅提升了我对单片机原理的认知深度,更让我对整个计算机体系结构有了更宏观、更深入的理解。

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**项目开发中的实用指南** 作为一名对物联网和智能硬件充满热情的学生,我一直渴望能够亲手搭建一些有趣的项目。在寻找合适的学习资源时,《单片机原理及应用》这本书给我留下了深刻的印象。它不像许多教材那样只是理论的堆砌,而是非常注重实践。书中提供的项目案例,从简单的LED闪烁到复杂的温湿度监测系统,再到更加高级的无线通信模块应用,都具有很强的指导意义。每一个项目都提供了详细的硬件电路图、元器件清单和完整的源代码,并且对代码中的关键部分进行了详细的注释和解释。我曾按照书中的一个案例,成功地搭建了一个能够通过手机APP远程控制的智能插座,整个过程非常有成就感。书中不仅教会了我如何编写代码,更教会了我如何从零开始设计一个完整的项目,包括硬件选型、电路设计、程序编写、调试以及最后的系统集成。这些实用的经验,对于任何想要将单片机技术转化为实际产品的人来说,都是极其宝贵的。这本书就像一本“项目开发秘籍”,为我的创新之路提供了坚实的指导和可靠的保障。

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