單片機原理及接口技術(第5版)

單片機原理及接口技術(第5版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

李朝青,盧晉,王誌勇,袁其平 著
圖書標籤:
  • 單片機
  • 原理
  • 接口技術
  • 嵌入式係統
  • 電子技術
  • 微控製器
  • AVR
  • STM32
  • 8051
  • 數字電路
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齣版社: 北京航空航天大學齣版社
ISBN:9787512423817
版次:5
商品編碼:12101737
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2017-05-01
用紙:膠版紙

具體描述

內容簡介

單片機原理及接口技術(第5版)

本書以89C51/S51為典型機,深入淺齣地講述單片機原理、接口及應用技術。主要內容包括: 微機基礎知識、 89C51/S51單片機硬件結構、指令係統、匯編語言程序設計知識、中斷係統、定時器 及應用、 89C51/S51串行口通信及串行通信技術、 89C51/S51單片機小係統及片外擴展、應用係統 配置及接口技術、係統應用程序實例和C51程序設計,以及無綫單片機及其點到多點無綫通信、 RFID技術與物聯網的應用以及C51程序設計等。

本書內容新穎、實用,可用作大中專院校微機原理、單片機及接口技術的教材,也可供從事單 片機産品開發的工程技術人員參考。


目錄

第1章 微機基礎知識………………………………………………………………… 1

1.1 微處理器、微機和單片機的概念……………………………………………… 1

1.1.1 微處理器(機)的組成…………………………………………………… 1

1.1.2 存儲器和輸入/輸齣接口………………………………………………… 5

1.2 微機的工作過程……………………………………………………………… 5

1.2.1 執行一條指令的順序…………………………………………………… 6

1.2.2 執行一條指令的過程…………………………………………………… 7

1.2.3 執行一個程序的過程…………………………………………………… 8

1.3 常用數製和編碼……………………………………………………………… 11

1.3.1 數製及數製間轉換……………………………………………………… 12

1.3.2 計算機中常用編碼……………………………………………………… 18

1.4 數據在計算機中的錶示……………………………………………………… 19

1.4.1 有符號數………………………………………………………………… 19

1.4.2 無符號數………………………………………………………………… 20

1.5 89C51/S51單片機…………………………………………………………… 21

1.5.1 AT89C51/S51係列單片機…………………………………………… 22

1.5.2 STC89係列單片機…………………………………………………… 23

1.5.3 SST89係列單片機…………………………………………………… 23

1.6 思考題與習題………………………………………………………………… 24

第2章 89C51/S51單片機的硬件結構和原理…………………………………… 25

2.1 89C51/S51單片機的內部結構及特點……………………………………… 25

2.1.1 89C51/S51單片機的基本組成………………………………………… 25

2.1.2 89C51/S51單片機芯片內部結構……………………………………… 26

2.2 89C51/S51單片機的引腳及其功能………………………………………… 29

2.3 89C51/S51單片機的存儲器配置…………………………………………… 34

2.3.1 程序存儲器地址空間…………………………………………………… 35

2.3.2 數據存儲器地址空間…………………………………………………… 37

2.4 89C51/S51CPU時序……………………………………………………… 44

2.5 復位操作……………………………………………………………………… 46

2.5.1 復位操作的主要功能…………………………………………………… 46

2.5.2 復位電路………………………………………………………………… 48

2.6 思考題與習題………………………………………………………………… 49

第3章 指令係統…………………………………………………………………… 50

3.1 匯編語言……………………………………………………………………… 50

3.1.1 指令和程序設計語言…………………………………………………… 50

3.1.2 指令格式………………………………………………………………… 51

3.2 尋址方式……………………………………………………………………… 52

3.2.1 7種尋址方式…………………………………………………………… 53

3.2.2 尋址空間及符號注釋…………………………………………………… 57

3.3 89C51/S51單片機的指令係統……………………………………………… 58

3.3.1 數據傳送指令…………………………………………………………… 59

3.3.2 算術運算指令…………………………………………………………… 63

3.3.3 邏輯操作指令…………………………………………………………… 67

3.3.4 控製程序轉移類指令…………………………………………………… 69

3.3.5 位操作(布爾處理)類指令……………………………………………… 77

3.4 思考題與習題………………………………………………………………… 80

第4章 匯編語言程序設計知識…………………………………………………… 85

4.1 編程的步驟、方法和技巧…………………………………………………… 85

4.1.1 編程步驟………………………………………………………………… 85

4.1.2 編程的方法和技巧……………………………………………………… 87

4.1.3 匯編語言程序的基本結構……………………………………………… 88

4.2 僞指令………………………………………………………………………… 96

4.3 思考題與習題………………………………………………………………… 99

第5章 中斷係統…………………………………………………………………… 100

5.1 微機的輸入/輸齣方式……………………………………………………… 100

5.1.1 無條件傳送方式……………………………………………………… 100

5.1.2 查詢傳送方式………………………………………………………… 100

5.1.3 直接存儲器存取(DMA)方式………………………………………… 101

5.2 中斷的概念………………………………………………………………… 101

5.3 89C51/S51中斷係統結構及中斷控製…………………………………… 103

5.3.1 89C51/S51中斷源…………………………………………………… 104

5.3.2 中斷控製……………………………………………………………… 104

5.4 中斷響應及中斷處理過程………………………………………………… 109

5.4.1 中斷響應……………………………………………………………… 109

5.4.2 中斷處理……………………………………………………………… 111

5.4.3 中斷返迴……………………………………………………………… 112

5.4.4 關於具體的中斷服務程序…………………………………………… 112

5.5 中斷程序舉例……………………………………………………………… 113

5.5.1 主程序………………………………………………………………… 113

5.5.2 中斷服務程序………………………………………………………… 114

5.6 思考題與習題……………………………………………………………… 117

第6章 定時器及應用……………………………………………………………… 119

6.1 定時器概述………………………………………………………………… 119

6.1.1 什麼是計數和定時…………………………………………………… 119

6.1.2 定時器/計數器的組成………………………………………………… 120

6.2 定時器的控製……………………………………………………………… 121

6.2.1 工作模式寄存器TMOD …………………………………………… 121

6.2.2 控製寄存器TCON …………………………………………………… 122

6.3 定時器的4種模式及應用………………………………………………… 123

6.3.1 模式1及應用………………………………………………………… 124

6.3.2 模式2及應用………………………………………………………… 125

6.3.3 模式3及應用………………………………………………………… 128

6.3.4 綜閤應用舉例………………………………………………………… 129

6.4 思考題與習題……………………………………………………………… 136

第7章 89C51/S51串行口及串行通信技術……………………………………… 138

7.1 串行通信基本知識………………………………………………………… 138

7.1.1 數據通信……………………………………………………………… 138

7.1.2 串行通信的傳輸方式………………………………………………… 139

7.1.3 異步通信和同步通信………………………………………………… 140

7.1.4 串行通信的過程及通信協議………………………………………… 142

7.2 串行口及應用……………………………………………………………… 144

7.2.1 89C51/S51串行口…………………………………………………… 144

7.2.2 89C51/S51串行口的應用…………………………………………… 156

7.3 89C51/S51與89C51/S51點對點異步通信……………………………… 161

7.3.1 通信協議……………………………………………………………… 161

7.3.2 波特率設置…………………………………………………………… 161

7.3.3 通信程序舉例………………………………………………………… 163

7.4 89C51/S51與PC機間通信……………………………………………… 167

7.4.1 單片機與PC機通信的接口電路…………………………………… 167

7.4.2 PC機通信軟件……………………………………………………… 168

7.4.3 89C51通信軟件設計………………………………………………… 173

7.5 無綫單片機及其點到多點無綫通信……………………………………… 177

7.5.1 無綫單片機…………………………………………………………… 177

7.5.2 無綫單片機實現點到多點的無綫通信……………………………… 178

7.5.3 多點無綫測溫係統…………………………………………………… 179

7.6 RFID技術與物聯網的應用……………………………………………… 181

7.6.1 物聯網定義…………………………………………………………… 181

7.6.2 RFID技術…………………………………………………………… 181

7.7 思考題與習題……………………………………………………………… 184

第8章 單片機小係統及片外擴展………………………………………………… 185

8.1 串行擴展總綫接口技術…………………………………………………… 185

8.1.1 SPI串行外設接口總綫……………………………………………… 185

8.1.2 I2C總綫……………………………………………………………… 191

8.1.3 單總綫………………………………………………………………… 191

8.2 並行擴展三總綫的産生…………………………………………………… 197

8.2.1 片外三總綫結構……………………………………………………… 197

8.2.2 係統擴展的實現……………………………………………………… 198

8.3 擴展數據存儲器…………………………………………………………… 199

8.4 簡單並行I/O口的擴展…………………………………………………… 199

8.4.1 I/O口的直接輸入/輸齣……………………………………………… 199

8.4.2 簡單I/O接口的擴展方法…………………………………………… 200

8.5 思考題與習題……………………………………………………………… 202

第9章 應用係統配置及接口技術………………………………………………… 204

9.1 人機通道配置與接口技術………………………………………………… 204

9.1.1 鍵盤接口及處理程序………………………………………………… 204

9.1.2 LED顯示器接口及顯示程序………………………………………… 212

9.1.3 串行口控製的鍵盤/LED顯示器接口電路………………………… 216

9.2 係統前嚮通道中的A/D轉換器及接口技術…………………………… 220

9.2.1 8位串行A/D芯片TLC0831與單片機接口及編程……………… 220

9.2.2 8位2通道串行A/D芯片ADC0832與單片機接口及編程…………… 222

9.2.3 10位單通道串行輸齣A/D芯片TLC1549接口及編程…………… 224

9.2.4 12位串行A/D芯片AD7893與單片機接口及編程……………… 227

9.2.5 16位低速串行A/D芯片AD7705與單片機接口及編程…………… 230

9.2.6 16位高速串行A/D芯片AD7683與單片機接口及編程…………… 235

9.2.7 8位並行輸齣A/D芯片ADC0809與單片機接口及編程…………… 239

9.3 係統後嚮通道配置及接口技術…………………………………………… 242

9.3.1 後嚮通道中的功率開關器件及接口………………………………… 243

9.3.2 雙嚮晶閘管(可控矽)溫度控製係統………………………………… 246

9.3.3 串行輸入D/A芯片TLC5615接口技術…………………………… 246

9.3.4 並行輸入D/A芯片及接口技術……………………………………… 251

9.4 思考題與習題……………………………………………………………… 255

第10章 係統實用程序…………………………………………………………… 257

10.1 主程序和子程序的概念…………………………………………………… 257

10.1.1 主程序………………………………………………………………… 257

10.1.2 子程序及參數傳遞…………………………………………………… 257

10.1.3 中斷服務子程序……………………………………………………… 259

10.2 數據采集及簡單控製程序………………………………………………… 260

10.2.1 數據采集程序………………………………………………………… 260

10.2.2 航標燈控製程序……………………………………………………… 260

10.2.3 水位控製程序………………………………………………………… 262

10.2.4 蜂鳴音報警子程序…………………………………………………… 265

10.3 數據處理程序……………………………………………………………… 265

10.3.1 排序程序……………………………………………………………… 266

10.3.2 數字濾波程序………………………………………………………… 266

10.3.3 標度變換(工程量變換)……………………………………………… 267

10.4 代碼轉換程序……………………………………………………………… 270

10.5 抗乾擾技術………………………………………………………………… 272

10.5.1 軟件陷阱技術………………………………………………………… 272

10.5.2 軟件看門狗…………………………………………………………… 275

10.5.3 單片機片內硬件看門狗……………………………………………… 277

10.6 最短程序…………………………………………………………………… 279

第11章 C51程序設計…………………………………………………………… 280

11.1 C51程序設計基礎………………………………………………………… 280

11.1.1 C51的標識符和關鍵字……………………………………………… 280

11.1.2 C51的數據類型……………………………………………………… 282

11.1.3 C51變量的存儲方式………………………………………………… 283

11.1.4 C51運算符、錶達式及規則………………………………………… 287

11.2 C51語句…………………………………………………………………… 289

11.2.1 說明語句……………………………………………………………… 289

11.2.2 錶達式語句…………………………………………………………… 289

11.2.3 復閤語句……………………………………………………………… 290

11.2.4 條件語句……………………………………………………………… 290

11.2.5 開關與跳轉語句……………………………………………………… 291

11.2.6 循環語句……………………………………………………………… 293

11.2.7 函數調用語句………………………………………………………… 294

11.2.8 返迴語句……………………………………………………………… 294

11.2.9 空語句………………………………………………………………… 295

11.3 C51的流程控製結構…………………………………………………… 295

11.4 C51函數………………………………………………………………… 295

11.4.1 函數的定義…………………………………………………………… 296

11.4.2 函數的調用…………………………………………………………… 296

11.5 數組和指針……………………………………………………………… 300

11.5.1 數組的定義和引用…………………………………………………… 300

11.5.2 字符數組……………………………………………………………… 301

11.5.3 數組元素賦初值……………………………………………………… 302

11.5.4 數組作為函數的參數………………………………………………… 302

11.5.5 指針的概念…………………………………………………………… 303

11.5.6 數組的指針…………………………………………………………… 306

11.5.7 指針的地址計算……………………………………………………… 307

11.5.8 指針數組與指針型指針……………………………………………… 308

11.6 思考題與習題……………………………………………………………… 309

附錄A 80C51指令錶……………………………………………………………… 311

附錄B 89C51指令矩陣(匯編/反匯編錶) ……………………………………… 316

附錄C 8255A可編程外圍並行接口芯片及接口………………………………… 317

參考文獻………………………………………………………………………… 325

前言/序言

第5版前言

2016是我國單片機發展的三十周年。1986年10月底,我參加瞭在復旦大學舉 行的第一次全國單片機學術交流會,這標誌瞭中國單片機事業的開始。2016年11 月19日在北京航空航天大學召開瞭紀念三十周年的全國性會議,我作為曆史的見證 者,參加瞭這次會議。會議迴顧瞭曆史,展望未來發展是一個非常好的機遇。 雖然ARM發展很快,但會議上很多代錶仍然認為8位機,特彆是51係列仍有 廣闊的前景。本書2006年被教育部評為普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材, 2008又被教育部評為“教育部2008年度普通高等教育精品教材”。從1999第1版 至今,已齣4版,印刷44次。現對本教材再次修訂齣第5版。 本書以89C51/S51為典型機,片內具有硬件看門狗,抗乾擾功能更強。本書刪 去EPROM擴展口及片外RAM芯片擴展的內容,用戶可根據需要選擇89係列不同 容量F l a shROM的産品。為瞭節省89C51/S51的I /O口綫,選擇瞭一些串口( SPI 或I 2C) A/D、 D/A、 E 2PROM、看門狗、鍵盤和顯示器的實例。這樣, 89C51/S51在不 擴展片外I /O口芯片的情況下,即可構成完整的測控係統。本書還增加瞭無綫單片 機及其點到多點無綫通信、 RFID技術與物聯網的應用以及C51程序設計的內容。 各章習題解答及考題庫可在北京航空航天大學齣版社齣版的《單片機學習指導》 (與本書配套)一書中找到,敬請關注。 參加本教程編寫的還有劉艷玲、劉曉培、婁文濤、李剋驕、瀋怡琳、張鞦燕、曹文 嫣、李運等。 由於作者水平有限,難免齣現錯誤和不妥之處,敬請同行及讀者提齣寶貴意見。

李朝青 天津理工大學電氣電子工程學院 2017年3月8日

本教材還配有教學課件,需要用於教學的教師,請與北京航空航天大學齣版社聯 係。




嵌入式係統開發實戰指南 本書旨在為讀者構建一個堅實的嵌入式係統開發基礎,涵蓋從硬件原理到軟件實現的全麵知識體係。內容聚焦於現代嵌入式係統設計中的關鍵技術和核心概念,並結閤大量實際應用案例,幫助讀者快速掌握嵌入式係統從概念到落地的全過程。 第一部分:嵌入式係統基礎 本部分將帶領讀者深入瞭解嵌入式係統的本質,剖析其構成要素以及在現代科技中的重要地位。 第一章:嵌入式係統概述 1.1 什麼是嵌入式係統? 定義與特徵:深入闡述嵌入式係統作為專用計算機係統,其“嵌入”於更大設備中,執行特定功能的特點。分析其與通用計算機在設計目標、資源限製、實時性要求等方麵的差異。 核心組成:詳細介紹嵌入式係統的基本組成部分,包括硬件(處理器、存儲器、輸入/輸齣設備、通信接口等)和軟件(嵌入式操作係統、驅動程序、應用程序)。 發展曆程與趨勢:迴顧嵌入式係統的發展脈絡,從早期簡單的微控製器到如今集成瞭人工智能、物聯網等前沿技術的復雜係統。展望未來發展方嚮,如邊緣計算、低功耗設計、安全性增強等。 1.2 嵌入式係統在各領域的應用 消費電子:智能手機、智能傢居、可穿戴設備、數字電視、音響係統等。 工業自動化:PLC(可編程邏輯控製器)、DCS(分布式控製係統)、機器人、智能傳感器、過程控製係統等。 汽車電子:發動機控製單元(ECU)、車載信息娛樂係統、ADAS(高級駕駛輔助係統)、車身控製模塊等。 醫療電子:監護儀、輸液泵、醫學成像設備、植入式醫療設備等。 通信與網絡:路由器、交換機、基站、網絡攝像頭等。 航空航航天:導航係統、飛行控製係統、衛星通信設備等。 其他:智能交通、環境監測、安防監控、金融支付終端等。 1.3 嵌入式係統設計流程 需求分析:如何準確理解客戶需求,明確産品功能、性能、成本、功耗等關鍵指標。 硬件選型:根據係統需求選擇閤適的處理器、存儲器、外圍芯片等,並進行初步的係統架構設計。 軟件設計:包括操作係統選擇、驅動程序開發、應用程序設計、中間件集成等。 軟硬件協同設計:強調軟硬件工程師之間的緊密協作,確保係統整體的協調性和效率。 開發調試:詳細介紹交叉編譯、仿真調試、硬件調試等常用方法和工具。 測試與驗證:進行單元測試、集成測試、係統測試,確保産品質量和穩定性。 部署與維護:産品量産後的部署策略以及後續的更新維護。 第二章:嵌入式微處理器與微控製器 2.1 微處理器(MPU)與微控製器(MCU)的區彆與聯係 架構差異:深入對比MPU(通常需要外部存儲器和外設)和MCU(通常將CPU、存儲器和外設集成在同一芯片上)的內部結構特點。 應用場景:分析不同類型處理器在不同嵌入式應用中的優勢和適用性。 2.2 典型嵌入式處理器架構(如ARM Cortex-M/A係列) ARM指令集架構:介紹ARM指令集的基本特點,如RISC(精簡指令集)的優勢,以及Thumb指令集的應用。 流水綫技術:解釋指令流水綫如何提高處理器執行效率。 存儲器管理單元(MMU):闡述MMU在虛擬內存管理、保護內存訪問等方麵的作用(主要針對MPU)。 緩存機製:介紹L1、L2緩存的作用,以及如何提高數據訪問速度。 中斷與異常處理:詳細講解中斷的産生、優先級、嚮量錶以及異常處理流程,這是實時係統設計的關鍵。 低功耗技術:介紹各種低功耗模式(如睡眠模式、待機模式)及其在延長電池壽命中的作用。 2.3 嵌入式存儲器接口 SRAM與DRAM:對比兩者的特點、工作原理和應用場景。 Flash存儲器(NOR Flash, NAND Flash, eMMC):介紹不同類型Flash的讀寫機製、擦除方式、性能差異以及在嵌入式係統中的應用(如存儲程序代碼、用戶數據)。 SDRAM/DDR SDRAM接口:講解如何與外部動態隨機存取存儲器進行數據交換,包括時序、總綫寬度、時鍾頻率等。 存儲器映射:理解CPU如何通過地址總綫訪問不同類型的存儲器和外設。 2.4 GPIO(通用輸入輸齣)接口 基本原理:講解GPIO的輸入、輸齣模式,以及如何通過寄存器控製GPIO的狀態。 上拉/下拉電阻:解釋其作用,以及在輸入模式下的重要性。 驅動能力:討論GPIO的電流驅動能力及其限製。 實際應用:LED點亮、按鍵掃描、信號輸入/輸齣等。 第二部分:嵌入式軟件開發 本部分將聚焦於嵌入式軟件的設計、開發、調試與優化,幫助讀者掌握編寫高效、可靠嵌入式代碼的技巧。 第三章:嵌入式C語言編程 3.1 C語言基礎迴顧與嵌入式應用 數據類型與運算符:重點關注嵌入式開發中常用的數據類型,如`uint8_t`, `int16_t`等,以及位操作運算符。 控製流語句:`if-else`, `switch-case`, `for`, `while`等在嵌入式邏輯控製中的應用。 函數與遞歸:函數調用棧、參數傳遞在嵌入式係統中的重要性。 指針與內存訪問:深入講解指針的概念、內存地址、指針運算,以及在直接硬件操作中的不可替代性。 結構體與聯閤體:如何使用結構體來組織相關數據,以及聯閤體在節省內存空間中的作用。 3.2 嵌入式C語言高級特性 `volatile`關鍵字:解釋`volatile`在防止編譯器過度優化、確保變量值實時更新方麵的作用,尤其是在與硬件寄存器交互時。 `const`關鍵字:理解`const`的語義,以及如何保護常量和隻讀數據。 位操作:深入講解位域(bit-fields)、位掩碼(bitmasking)、位移(bit-shifting)等技術,以及如何在低級彆硬件控製中使用它們。 內聯函數(inline):討論內聯函數與宏的區彆,以及何時使用內聯函數可以提高性能。 函數指針:在迴調函數、動態調度等場景下的應用。 3.3 內存管理與效率優化 靜態內存分配、棧內存分配、堆內存分配:理解各自的特點、生命周期和適用場景。 避免內存泄漏:講解常見的內存泄漏原因及防範措施。 代碼效率優化:分析指令執行周期、緩存命中率等因素,介紹如何編寫更高效的代碼。 函數調用開銷:理解函數調用帶來的額外開銷,並考慮使用宏或內聯函數。 3.4 嵌入式C語言的開發實踐 代碼風格與規範:強調可讀性、可維護性,引入業界通用的編碼規範。 錯誤處理與調試技巧:如何設計健壯的錯誤處理機製,以及使用printf、斷言等進行調試。 頭文件與源文件的組織:如何閤理劃分代碼模塊,避免命名衝突。 第四章:嵌入式實時操作係統(RTOS) 4.1 RTOS概述 為什麼需要RTOS:解釋在多任務、實時性要求高的嵌入式係統中,RTOS提供的任務調度、資源管理、通信機製的必要性。 RTOS的核心概念:任務(綫程)、優先級、調度算法、時鍾節拍、中斷服務例程(ISR)。 RTOS的分類:輪詢式、搶占式、協作式調度。 4.2 任務管理 任務創建與刪除:如何定義任務控製塊(TCB),以及任務的生命周期。 任務狀態:就緒態、運行態、阻塞態、掛起態等。 任務切換:搶占式調度下,高優先級任務如何中斷低優先級任務的執行。 任務間通信(IPC): 消息隊列(Message Queue):生産者-消費者模式,數據緩衝和傳遞。 信號量(Semaphore):用於資源共享、互斥訪問、事件通知。 互斥鎖(Mutex):用於保護臨界區,防止數據競爭。 事件標誌組(Event Flags):用於多任務間的事件同步。 郵箱(Mailbox):用於發送固定大小的數據塊。 4.3 同步與互斥 臨界區:理解並保護不能被打斷的代碼段。 死鎖(Deadlock)與活鎖(Livelock):識彆和避免這些並發問題。 優先級反轉(Priority Inversion):介紹其産生原因,以及優先級繼承(Priority Inheritance)和優先級天花闆(Priority Ceiling)等解決方案。 4.4 內存管理(RTOS視角) 靜態內存池:預先分配固定大小的內存塊,提高分配效率。 動態內存分配:RTOS提供的內存堆管理機製。 4.5 典型RTOS介紹(如FreeRTOS, RT-Thread等) FreeRTOS:介紹其輕量級、易移植的特點,以及核心API。 RT-Thread:介紹其組件化、生態係統,以及麵嚮物聯網的特性。 其他RTOS:簡單提及VxWorks, uC/OS等。 4.6 RTOS在實際項目中的應用 多任務協調:例如,一個任務負責采集傳感器數據,另一個任務負責處理數據並發送,還有一個任務負責UI顯示。 實時控製:在工業控製、電機驅動等領域,RTOS保證瞭控製指令的及時響應。 資源共享:如打印機、通信接口等共享資源的互斥訪問。 第五章:嵌入式通信接口與協議 5.1 串行通信接口 UART(通用異步收發傳輸器):RS-232, RS-485標準,通信原理、波特率、校驗位、停止位。 SPI(串行外設接口):主從模式,全雙工通信,時鍾同步,應用場景(傳感器、存儲器、顯示器)。 I2C(集成電路互聯總綫):主從模式,多主多從,地址尋址,低速通信,應用場景(EEPROM, RTC, ADC/DAC)。 5.2 並行通信接口 並行接口(如Centronics):早期打印機接口,多綫並行傳輸數據。 5.3 總綫技術 CAN(控製器局域網):總綫型網絡,無主從之分,高可靠性,應用於汽車電子、工業自動化。 USB(通用串行總綫):標準化的外設接口,設備枚舉、協議棧。 5.4 網絡通信 TCP/IP協議棧:TCP, UDP, IP等基本協議,Socket編程。 HTTP/FTP/MQTT協議:在嵌入式設備中進行數據傳輸和交互。 Wi-Fi/Ethernet/Bluetooth:無綫和有綫網絡連接技術。 5.5 傳感器接口技術 模擬傳感器接口:ADC(模數轉換器)的原理,采樣率、分辨率。 數字傳感器接口:SPI, I2C等接口驅動。 PWM(脈衝寬度調製):用於控製電機速度、LED亮度等。 第三部分:嵌入式係統開發工具鏈與調試 本部分將介紹開發過程中必備的工具和方法,幫助讀者掌握高效的開發與調試技巧。 第六章:嵌入式開發環境搭建 6.1 交叉編譯環境 交叉編譯器(GCC for ARM等):解釋為什麼需要交叉編譯器,以及其工作原理。 構建工具(Make):自動化編譯和鏈接過程。 目標代碼生成:ELF格式、二進製文件。 6.2 集成開發環境(IDE) Keil MDK, IAR Embedded Workbench, STM32CubeIDE, VS Code + PlatformIO 等。 IDE的功能:代碼編輯、編譯、鏈接、調試、項目管理。 6.3 調試工具 仿真器/調試器(J-Link, ST-Link等):連接目標闆與PC,實現代碼下載、斷點設置、變量監視、內存查看。 邏輯分析儀:抓取和分析數字信號時序,用於調試通信協議。 示波器:觀察模擬信號和數字信號的波形,分析信號質量。 6.4 版本控製係統(Git) 代碼版本管理:追蹤代碼修改曆史,協同開發,分支管理。 第七章:嵌入式係統調試與測試 7.1 軟件調試方法 斷點調試:設置斷點,單步執行,觀察程序流程。 變量監視:實時查看變量的值,分析程序運行狀態。 內存查看與修改:檢查和修改目標闆內存中的數據。 錶達式求值:在調試過程中計算復雜錶達式。 日誌輸齣(printf調試):通過串口輸齣調試信息,簡單有效。 看門狗(Watchdog Timer):防止程序死鎖,自動重啓係統。 7.2 硬件調試方法 信號測量:使用邏輯分析儀和示波器測量信號時序和電平。 短路和開路檢查:使用萬用錶等工具。 電源電壓檢查:確保電源穩定。 7.3 單元測試與集成測試 單元測試:針對單個函數或模塊進行測試,確保其正確性。 集成測試:測試不同模塊之間的交互和整體功能。 測試驅動開發(TDD)的理念。 7.4 係統測試與性能優化 功能測試:驗證係統是否滿足設計需求。 性能測試:測量係統的響應時間、吞吐量、功耗等。 穩定性測試:長時間運行,模擬極端條件,發現潛在問題。 代碼優化:基於測試結果,對性能瓶頸進行優化。 附錄 常見嵌入式開發名詞解釋 常用開發工具快捷鍵 嵌入式係統設計資源推薦 本書內容循序漸進,理論與實踐相結閤,旨在幫助讀者構建紮實的嵌入式係統開發能力,能夠獨立完成從項目規劃到産品實現的整個流程。

用戶評價

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這本書實在太棒瞭!我是一名電子工程專業的學生,最近正在學習單片機相關的課程。之前嘗試過一些其他的教材,總覺得講得不夠深入,有些概念也比較抽象,理解起來費瞭點勁。但當我拿到《單片機原理及接口技術(第5版)》這本書後,立刻就被它紮實的內容和清晰的講解吸引住瞭。 從開篇的微控製器基礎知識講起,作者就用非常直觀易懂的方式介紹瞭CPU、存儲器、I/O端口等核心概念,並且結閤瞭大量的實際電路圖和僞代碼,讓初學者也能快速建立起宏觀的認識。特彆讓我印象深刻的是關於指令集的部分,它詳細列舉瞭各種常用指令的格式、功能和執行時序,並配以生動的例子,讓我終於擺脫瞭對“堆棧”和“中斷”這些術語的睏惑。書中對C語言和匯編語言在單片機開發中的應用都做瞭詳盡的闡述,這對於我這種既想打好理論基礎又想快速上手實踐的學生來說,簡直是雪中送炭。而且,書中提供的代碼片段質量非常高,可讀性強,很容易理解和移植,這大大節省瞭我大量的調試時間。

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我是一名資深的電子愛好者,雖然已經摸爬滾打瞭多年,但在單片機領域,我一直覺得自己在一些細節上把握不夠到位。《單片機原理及接口技術(第5版)》這本書,就像是一盞明燈,照亮瞭我之前的一些模糊之處。 它在講解一些經典的應用場景時,比如步進電機控製、PWM信號生成等,不僅僅給齣瞭實現方法,更深入地剖析瞭背後的原理,以及在不同條件下的優化策略。書中對一些容易齣錯的細節,例如中斷優先級管理、DMA傳輸的注意事項等,都做瞭非常細緻的提示,這些經驗之談對於我們這些有一定基礎但又希望精益求精的愛好者來說,實在是太寶貴瞭。而且,書中還提到瞭關於功耗優化、EMC設計等一些更高級但卻非常實用的內容,這讓我看到瞭單片機技術更廣闊的應用前景。總而言之,這本書不僅是入門者的聖經,也是進階者的良師益友。

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坦白說,我之前對單片機一直有一種“畏懼感”,覺得它是一個很復雜、很專業的領域,不是我這樣非計算機專業齣身的人能夠輕易掌握的。但《單片機原理及接口技術(第5版)》徹底改變瞭我的看法。這本書的邏輯非常嚴謹,循序漸進,完全照顧到瞭讀者的知識背景。 從最基礎的數電模電知識迴顧,到單片機的硬件結構,再到軟件開發流程,每一步都講解得非常透徹。作者運用瞭大量的圖示和錶格,將枯燥的原理變得生動有趣,比如關於時序圖的講解,簡直是把一個復雜的過程拆解到瞭每一個時鍾周期,讓人一目瞭然。更重要的是,書中非常強調“動手實踐”,提供瞭大量的實驗項目,從最簡單的LED閃爍到復雜的通信協議實現,都給齣瞭詳細的步驟和預期結果,讓我能夠邊學邊練,真正做到學以緻用。我特彆喜歡書中關於中斷係統和定時器/計數器應用的章節,它們是實現單片機實時控製的關鍵,書中對這些內容的講解讓我豁然開朗,解決瞭睏擾我許久的難題。

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這本書的實用性簡直是無與倫比!作為一名剛入行不久的嵌入式工程師,我一直在尋找一本能夠指導我實際項目開發的“寶典”。《單片機原理及接口技術(第5版)》完全滿足瞭我的需求。它不僅僅停留在理論層麵,更重要的是,它將大量的接口技術,如串口通信、SPI、I2C、ADC、DAC等,都做瞭非常詳盡的介紹。 每個接口的原理、工作流程、通信協議,以及如何在實際項目中應用,書中都給齣瞭非常清晰的講解和代碼示例。我尤其喜歡關於LCD顯示、鍵盤輸入和EEPROM讀寫的章節,這些都是我們在日常項目中經常會遇到的模塊。書中的示例代碼不僅可以直接運行,而且還提供瞭很多擴展思路,讓我能夠根據自己的項目需求進行修改和優化。更讓我驚喜的是,書中還涉及到瞭DSP和ARM等更高級的內容,雖然我目前還沒有深入研究,但這為我未來的學習和職業發展指明瞭方嚮。總而言之,這本書是我案頭必備的參考書,任何一個想在嵌入式領域有所作為的朋友,都應該入手一本。

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這本《單片機原理及接口技術(第5版)》完全顛覆瞭我對技術類書籍的刻闆印象。我一直覺得這類書要麼枯燥乏味,要麼過於深奧難以理解。然而,這本書卻以一種極其人性化的方式,將復雜的知識點娓娓道來。 書中非常注重概念的引入和邏輯的遞進,每個章節的開篇都會迴顧前文的知識點,然後引齣新的內容,使得整個學習過程非常連貫。更讓我稱贊的是,作者在講解過程中,時不時穿插一些“小貼士”和“注意事項”,這些看似不起眼的點,卻往往是我們在實際開發中最容易遇到的坑,能夠提前預警,實在是太貼心瞭。我尤其喜歡書中關於功耗管理和低功耗設計模式的討論,這對於我從事的便攜式設備開發來說,具有極高的參考價值。此外,書中還對一些主流單片機係列進行瞭對比分析,幫助讀者根據實際需求選擇閤適的芯片。總的來說,這本書不僅知識全麵,而且非常注重培養讀者的實際動手能力和解決問題的能力,是一本不可多得的優秀教材。

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可以

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包裝不錯,內容也比較詳實

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很好一本書

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可以

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看過第三版的,覺得內容安排很閤理,很適閤作為教材

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可以

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可以

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哎,馬拉個幣,沒考過

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