單片機原理與接口技術(第3版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曹天漢 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

店鋪： 炫麗之舞圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121090646

商品編碼：29646876943

包裝：平裝

齣版時間：2009-07-01

基本信息

書名：單片機原理與接口技術(第3版)

定價：31.00元

作者：曹天漢

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2009-07-01

ISBN：9787121090646

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.581kg

編輯推薦

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內容提要

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本書分為四部分共12章。部分2章，介紹單片機及單片機芯片的基本硬件結構；第二部分4章，係統地敘述匯編語言指令係統及程序設計的基礎、單片機C語言基礎、C51程序的基本結構與設計和C51的構造類型數據；第三部分4章，介紹單片機片內的標準外圍單元：並行輸A./輸齣口、中斷係統、定時器/計數器和串行口的組成及應用方法；第4部分2章，通過各種應用實例闡述單片機的並行擴展技術和串行擴展技術。
本書已在多所高職院校用做教科書，鑒於其知識點敘述上的科學性、可讀性和內容上的先進性、實用性，本書也可作為工程技術人員和單片機愛好者的自學用書。

目錄

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部分　單片機及其基本組成
章　單片機概述
1.1　單片機
1.2　單片機係統
習題1
　第2章　MCS-51單片機的基組成
2.1　概述
　 2.1.1 MCS-51單片機的內部結構框圖
　 2.1.2 MCS-51單片機的引腳及片外總綫結構
2.2　中央處理器CPU
2.3　振蕩器和時鍾電路
　 2.3.1　電路組成
　 2.3.2　時序與時序定時單位
2.4　MCS.51單片機的內部存儲器
　 2.4.1 MCS.51單片機係統的存儲器結構及地址空間
　 2.4.2　MCS.51單片機的內部數據存儲器
　 2.4.3　特殊功能寄存器
　 2.4.4　堆棧及其存儲特性
　 2.4.5　內部程序存儲器
2.5　MCS.51單片機的復位
2.6　單片機的幾種工作方式
習題2
第二部分　MCS-51單片機的指令係統及程序設計
　第3章　MCS-51單片機的匯編語言指令係統
3.1　指令格式及常用符號
　3.1.1　指令的匯編語言格式
　 3.1.2　指令編碼的格式
　 3.1.3　指令中常用符號
　 3.1.4　指令執行的基本過程
3.2　指令中的尋址方式
3.3　數據傳送指令
　 3.3.1　在單片機片內RAM中傳送數據的指令
　 3.3.2　讀寫外部RAM的指令
　 3.3.3　讀程序存儲器的指令
3.4　算術運算類指令
　 3.4.1　加法指令
　 3.4.2　減法指令
　 3.4.3　乘法指令
　 3.4.4　除法指令
3.5　邏輯運算與移位類指令
3.6　控製轉移類指令
　 3.6.1　無條件轉移指令
　 3.6.2　條件轉移指令
　 3.6.3　調用與返迴指令
　 3.6.4　空操作指令
　 3.7　位操作類指令
　 3.8　MCS-51匯編語言的僞指令
　 習題3
　 軟件實訓1
　第4章　單片機C語言基礎
4.1　單片機C語言概述
　4.1.1　C語言的特點
　 4.1.2　單片機C語言——C51
4.2　單片機C51語言基本語法
　 4.2.1 C51的運算量
　 4.2.2 C51的數據類型
　 4.2.3 C51的存儲種類和存儲器類型
　 4.2.4 C51的運算符和錶達式
習題4
　第5章　MCS-51單片機程序設計
5.1　程序設計的基本方法
　 5.1.1　程序設計的步驟
　5.1.2　源程序的編輯、編譯和匯編
5.2　程序的基本形式與設計舉例
　 5.2.1 匯編語言程序的基本結構與設計舉例
　 5.2.2　C51程序的基本結構與設計舉例
習題5
　第6章　C51的構造類型數據
6.1　數組
　 6.1.1　數組的引入
　 6.1.2　一維數組
　 6.1.3　二維數組
　 6.1.4　字符數組
　 6.1.5　數組的存儲空間
　　……
第三部分　MCS-51單片機的基本功能單元
　第7章　MCS-51單片機的並行輸入/輸齣端口
　第8章　MCS-51單片機的中斷係統
第9章　MCS-51單片機的定時/計數器
　0章　MCS-51單片機的串行口
第四部分　單片機的擴展技術
　1章　MCS-51單片機的並行擴展技術
　2章　MCS-51單片機的串行擴展技術
附錄A　MCS-51單片機指令匯總
參考文獻

作者介紹

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曹天漢，男，浙江杭州人，副教授，先後畢業於寜夏大學物理專業和浙江大學計算機應用專業，多年從事高等職業技術教育教學和教學管理工作，高校教齡25年。主要從事電子技術和單片機係統設計技術的教學和技術開發。

文摘

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序言

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《嵌入式係統開發實戰指南》 前言 在當今飛速發展的科技浪潮中，嵌入式係統已成為推動各行各業進步的核心驅動力。從智能手機、傢用電器到工業自動化、汽車電子，再到物聯網的廣闊天地，嵌入式係統無處不在，深刻地改變著我們的生活方式和工作模式。然而，嵌入式係統的開發並非易事，它要求開發者不僅要掌握深厚的軟硬件知識，更需要具備豐富的實踐經驗和解決復雜問題的能力。 本書旨在為廣大嵌入式係統開發者，無論是初學者還是有一定經驗的工程師，提供一本全麵、實用且具有指導意義的開發實戰指南。我們深入淺齣地講解嵌入式係統的核心概念、關鍵技術以及實際應用中的挑戰與解決方案，力求幫助讀者構建堅實的理論基礎，並能迅速將知識轉化為實際的開發技能。本書不局限於理論的陳述，而是將重點放在“實戰”二字上，通過大量的實例、案例分析和代碼演示，讓讀者在動手實踐中學習，在解決實際問題中成長。 第一部分：嵌入式係統基礎理論 第一章：嵌入式係統的概念與發展 本章將帶領讀者走進嵌入式係統的世界，首先闡述什麼是嵌入式係統，其核心特徵（如麵嚮特定應用、軟硬件高度集成、實時性要求高等）以及與通用計算機係統的區彆。我們將追溯嵌入式係統的發展曆程，從早期的簡單微控製器到如今高性能、多功能、網絡化的復雜係統，深入理解其技術演進的關鍵節點和驅動力。同時，本章還將探討嵌入式係統在不同領域的廣泛應用，如消費電子、通信設備、工業控製、醫療器械、汽車電子和航空航天等，以此激發讀者對嵌入式技術潛力的認識。 第二章：嵌入式處理器架構與選型 處理器是嵌入式係統的“大腦”，本章將詳細介紹嵌入式處理器的主流架構，包括ARM、MIPS、RISC-V等，深入剖析它們的指令集、流水綫、緩存機製以及功耗管理策略。我們將講解如何根據具體的應用需求，如性能、功耗、成本、生態係統等因素，進行嵌入式處理器的閤理選型。內容將涵蓋不同係列ARM處理器的特性對比（如Cortex-M、Cortex-R、Cortex-A），以及新興的RISC-V架構的優勢與發展前景。 第三章：嵌入式存儲器技術 存儲器是嵌入式係統中不可或缺的組成部分，本章將深入探討各類嵌入式存儲器的原理、特性和應用。我們將詳細介紹ROM、RAM、Flash Memory（NOR Flash, NAND Flash）等，以及它們的讀寫速度、存儲容量、功耗、耐久性等關鍵參數。針對不同的應用場景，如程序存儲、數據存儲、緩存等方麵，講解選擇閤適存儲器的考量因素。同時，還會涉及一些高級存儲技術，如SDRAM、DDR SDRAM等，以及與存儲器相關的接口技術。 第四章：嵌入式係統的硬件組成與外設接口 除瞭處理器和存儲器，嵌入式係統還包含豐富的硬件外設，用於與外部世界進行交互。本章將詳細介紹嵌入式係統中常見的硬件模塊，如GPIO（通用輸入輸齣）、ADC（模數轉換器）、DAC（數模轉換器）、定時器、PWM（脈衝寬度調製）等。我們將深入講解這些外設的工作原理、寄存器配置以及在實際應用中的編程方法。此外，本章還將介紹多種重要的嵌入式通信接口，包括UART、SPI、I2C、USB、Ethernet等，並闡述它們各自的通信協議、傳輸速率和適用場景，為後續的硬件驅動開發打下堅實基礎。 第二部分：嵌入式軟件開發技術 第五章：嵌入式 C 語言編程進階 C語言是嵌入式開發中最常用的編程語言，本章將聚焦於嵌入式 C 語言的進階技巧。在掌握基礎 C 語言的基礎上，我們將深入講解指針、內存管理、結構體與聯閤體、位操作等在嵌入式開發中的關鍵應用。特彆地，我們將強調嵌入式 C 語言的內存優化、代碼效率提升以及對硬件的底層訪問能力。內容將包含如何編寫高效、可靠且資源受限的嵌入式 C 代碼，以及避免常見的嵌入式 C 編程陷阱。 第六章：嵌入式操作係統（RTOS）原理與應用 實時操作係統（RTOS）是現代嵌入式係統開發的核心，本章將詳細闡述RTOS的基本概念、核心功能以及工作原理。我們將深入剖析RTOS的任務管理、進程間通信（IPC）、中斷處理、內存管理、定時器服務等關鍵模塊。通過對比分析FreeRTOS、RT-Thread、uC/OS等主流RTOS的特點和適用範圍，幫助讀者理解如何根據項目需求選擇閤適的RTOS。本章還將重點講解如何在RTOS環境下進行多任務開發、任務調度以及如何有效地進行資源共享和同步。 第七章：嵌入式 Linux 係統開發 隨著嵌入式係統性能的提升，嵌入式 Linux 已成為一種強大的開發平颱。本章將係統性地介紹嵌入式 Linux 的開發流程，包括交叉編譯工具鏈的搭建、Bootloader（如U-Boot）的工作原理與配置、Linux 內核的移植與配置，以及根文件係統的構建。我們將講解如何開發和移植設備驅動程序，以及在嵌入式 Linux 下進行應用程序的開發和調試。內容將涵蓋用戶空間和內核空間的概念，以及嵌入式 Linux 的係統調優和性能優化。 第八章：嵌入式設備的調試與測試 高質量的軟件離不開有效的調試和測試。本章將詳細介紹嵌入式係統開發中的常用調試工具和技術，包括仿真器（Emulator）、在綫調試器（JTAG/SWD）、串口調試、邏輯分析儀等。我們將講解如何利用這些工具進行代碼的斷點設置、單步執行、變量查看、內存查看以及性能分析。同時，本章還將探討嵌入式係統的測試方法，包括單元測試、集成測試、係統測試以及壓力測試，並介紹一些自動化測試的實踐經驗。 第三部分：嵌入式係統綜閤應用與進階 第九章：嵌入式通信協議與網絡開發 在物聯網時代，嵌入式設備的互聯互通至關重要。本章將深入講解各種嵌入式通信協議，包括物理層協議（如RS-485, CAN）、數據鏈路層協議（如TCP/IP, UDP）以及應用層協議（如MQTT, HTTP, CoAP）。我們將重點介紹如何在嵌入式設備上實現網絡連接，包括以太網、Wi-Fi、藍牙、LoRa等通信方式的配置與開發。內容將涵蓋Socket編程、網絡安全以及常見的網絡應用場景。 第十章：嵌入式圖形用戶界麵（GUI）開發 隨著嵌入式設備智能化程度的提高，圖形用戶界麵（GUI）變得越來越普遍。本章將介紹嵌入式 GUI 的開發框架和技術，包括LVGL、Qt for Embedded、TouchGFX等。我們將講解如何進行界麵的設計、控件的布局、事件的處理以及動畫的實現。本章還將討論嵌入式 GUI 的性能優化和資源管理，以確保在資源受限的設備上也能提供流暢的用戶體驗。 第十一章：嵌入式安全 嵌入式安全是當前嵌入式係統開發麵臨的重要挑戰。本章將探討嵌入式係統麵臨的安全威脅，包括硬件安全、軟件安全、通信安全等。我們將介紹常見的安全防護技術，如加密算法、數字簽名、安全啓動、訪問控製以及差分功耗分析（DPA）等。內容將涵蓋如何在嵌入式係統中實現安全的固件更新、數據加密以及防篡改機製。 第十二章：嵌入式項目實戰案例分析 為瞭幫助讀者更好地理解和掌握嵌入式開發技術，本章將通過多個精心設計的項目實戰案例，將前麵章節所學的知識融會貫通。這些案例將涵蓋不同領域的典型應用，例如： 智能傢居控製係統： 結閤RTOS、傳感器接口、通信協議（如Wi-Fi或Zigbee），實現遠程控製和狀態監測。 工業數據采集與監控： 利用嵌入式 Linux、CAN總綫或Ethernet，實現工業設備數據的實時采集和上傳。 手持式醫療設備： 聚焦於低功耗設計、ADC采樣、RTOS任務調度以及嵌入式 GUI 的開發。 嵌入式視覺識彆係統： 探討如何將圖像傳感器與嵌入式處理器結閤，實現簡單的圖像處理和識彆功能。 每個案例將詳細分析項目需求、硬件選型、軟件架構設計、關鍵模塊的實現以及最終的測試與優化過程。 附錄 常用嵌入式開發工具匯總 嵌入式開發常用術語錶 參考資料與學習資源推薦 結語 《嵌入式係統開發實戰指南》的編寫旨在為廣大嵌入式開發者提供一條清晰的學習路徑和豐富的實踐指導。我們相信，通過理論與實踐的緊密結閤，您將能夠熟練掌握嵌入式係統的開發技術，並能獨立完成各種復雜的嵌入式項目。嵌入式係統的世界充滿挑戰，也充滿機遇。願本書能成為您在嵌入式開發領域探索與創新的有力助手。 目標讀者 大學電子工程、計算機科學、自動化等相關專業的學生。 希望進入嵌入式開發領域工作的初學者。 有一定嵌入式開發經驗，希望係統性提升技能的工程師。 對物聯網、智能硬件開發感興趣的技術愛好者。 需要學習嵌入式係統開發的企業技術人員。

評分☆☆☆☆☆

我不得不說，這本書的理論深度在某些核心章節處理得略顯保守和淺顯，未能充分觸及當前工業界對該領域的前沿探索和應用挑戰。例如，在講解中斷服務程序的優化設計時，作者似乎停留在基礎的軟件實現層麵，對於如何利用高級定時器特性進行更精確的事件同步，或者在多任務環境下如何避免競態條件引發的復雜問題，鮮有深入的探討和實例剖析。這就導緻讀者在學完書本內容後，麵對實際工程項目中那些對實時性和可靠性要求極高的場景時，依然感到力不從心，需要花費額外的精力去查閱大量在綫文檔和學術論文進行彌補。知識的深度決定瞭讀者能達到的高度，如果教材隻是提供瞭一個“能用”的基準綫，而非“精通”的階梯，那麼其價值就會大打摺扣。技術更新的速度很快，一本好的教材理應兼顧基礎的牢固性與前瞻性的視野，引導讀者思考更深層次的工程權衡。

評分☆☆☆☆☆

這本書的案例分析部分設計得略顯陳舊和刻闆，缺乏與當前主流開發工具鏈的有效銜接。書中的實驗項目多圍繞著基礎的I/O控製、簡單的ADC采集或LED流水燈等非常基礎的模塊展開，這些例子雖然有助於理解基本原理，但對於當下流行的嵌入式係統開發範式，如事件驅動編程、低功耗設計思路或是基於RTOS的模塊化開發方法，幾乎沒有涉及。讀者在完成這些“固定套路”的實驗後，很難將所學知識遷移到更復雜、更貼近現實的項目中去。例如，如果能加入一個關於通過網絡協議棧（哪怕是簡化的TCP/IP棧）進行數據交互的小項目，或者一個利用SPI/I2C總綫驅動一個現代傳感器的實例，將會大大提升教材的實戰價值和讀者的學習興趣。技術教材的生命力在於其與時俱進的實例，而非停留在上一個時代的“經典”演示。

評分☆☆☆☆☆

從課程體係的角度來看，這本書在軟硬件接口技術的交叉融閤上處理得不夠均衡。它花瞭大量的篇幅詳細講解瞭底層硬件的編程細節，比如位操作、定時器配置的繁瑣步驟，但在講解如何高效地組織這些底層驅動代碼，形成可重用、易維護的軟件模塊方麵，著墨太少。現代嵌入式開發強調分層設計和抽象化，但本書的講解路徑更偏嚮於“一步到位”的硬編碼式實現。這意味著讀者學會瞭如何讓硬件工作，卻沒能學會如何構建一個健壯的軟件架構來管理這些硬件。這種偏科的學習模式，不利於培養學生麵嚮工程實踐的係統思維能力。一個閤格的接口技術教材，應當清晰地展示硬件控製如何優雅地融入到整體的軟件設計框架之中，實現軟硬協同的最佳效果。

評分☆☆☆☆☆

作者在闡述概念時的語言風格，對於一個完全零基礎的初學者來說，似乎過於追求邏輯的嚴密性，而犧牲瞭清晰易懂的錶達。全書充斥著大量的專業術語和縮寫，雖然在書的後半部分有專門的術語錶，但在初次接觸這些新概念時，讀者很容易因為晦澀的定義而感到挫敗。尤其是在描述時序圖和寄存器配置時，如果能輔以更形象的比喻，或者用流程圖替代純文字的描述，學習麯綫會平滑很多。我感覺這本書更像是寫給已經有一定電子或編程基礎的人員進行係統性迴顧和查閱的參考手冊，而不是一本真正意義上的“入門”教材。如果目標讀者群體是跨專業的學生或者純粹的愛好者，那麼在語言的親和力上，這本書顯然還有很大的提升空間，需要降低讀者的心理門檻。

評分☆☆☆☆☆

這本書的印刷質量實在令人擔憂，紙張摸起來有些粗糙，字體清晰度也隻能算是勉強過關。尤其是插圖部分，很多電路圖的綫條模糊不清，黑白灰度過渡生硬，初學者在對照著實驗操作時，光是辨認元件符號和連接方式就花費瞭大量時間，極大地影響瞭學習的連貫性和效率。更彆提排版上的諸多小瑕疵，頁邊距設置得不太閤理，導緻有些重要公式或注釋被擠壓在瞭靠近裝訂綫的位置，閱讀起來非常費勁，時不時需要用力把書頁掰開纔能看清全貌。對於一本技術類書籍來說，這種硬件上的粗糙處理是完全不能接受的，它直接降低瞭閱讀的愉悅感和實用性，讓人不禁懷疑作者和齣版社是否對讀者的使用體驗給予瞭足夠的重視。一本好的教材，其載體本身就應該提供一個友好的學習環境，而不是成為學習路上的額外障礙。我期待未來修訂版能在紙張、印刷和版式設計上進行全麵的升級，讓內容更好地被接收。