单片机原理与接口技术(第3版) 9787121090646 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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曹天汉 著

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• 单片机
• 原理
• 接口技术
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• 电子工程
• 计算机硬件
• 第3版
• 9787121090646
• 高等教育
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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121090646

商品编码：29689100507

包装：平装

出版时间：2009-07-01

基本信息

书名:单片机原理与接口技术(第3版)

定价：31.00元

售价：21.1元,便宜9.9元,折扣68

作者:曹天汉

出版社：电子工业出版社

出版日期：2009-07-01

ISBN：9787121090646

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.581kg

编辑推荐

内容提要

本书分为四部分共12章。部分2章，介绍单片机及单片机芯片的基本硬件结构；第二部分4章，系统地叙述汇编语言指令系统及程序设计的基础、单片机C语言基础、C51程序的基本结构与设计和C51的构造类型数据；第三部分4章，介绍单片机片内的标准外围单元：并行输A./输出口、中断系统、定时器/计数器和串行口的组成及应用方法；第4部分2章，通过各种应用实例阐述单片机的并行扩展技术和串行扩展技术。
本书已在多所高职院校用做教科书，鉴于其知识点叙述上的科学性、可读性和内容上的先进性、实用性，本书也可作为工程技术人员和单片机爱好者的自学用书。

目录

部分　单片机及其基本组成
章　单片机概述
1.1　单片机
1.2　单片机系统
习题1
　第2章　MCS-51单片机的基组成
2.1　概述
　 2.1.1 MCS-51单片机的内部结构框图
　 2.1.2 MCS-51单片机的引脚及片外总线结构
2.2　中央处理器CPU
2.3　振荡器和时钟电路
　 2.3.1　电路组成
　 2.3.2　时序与时序定时单位
2.4　MCS.51单片机的内部存储器
　 2.4.1 MCS.51单片机系统的存储器结构及地址空间
　 2.4.2　MCS.51单片机的内部数据存储器
　 2.4.3　特殊功能寄存器
　 2.4.4　堆栈及其存储特性
　 2.4.5　内部程序存储器
2.5　MCS.51单片机的复位
2.6　单片机的几种工作方式
习题2
第二部分　MCS-51单片机的指令系统及程序设计
　第3章　MCS-51单片机的汇编语言指令系统
3.1　指令格式及常用符号
　3.1.1　指令的汇编语言格式
　 3.1.2　指令编码的格式
　 3.1.3　指令中常用符号
　 3.1.4　指令执行的基本过程
3.2　指令中的寻址方式
3.3　数据传送指令
　 3.3.1　在单片机片内RAM中传送数据的指令
　 3.3.2　读写外部RAM的指令
　 3.3.3　读程序存储器的指令
3.4　算术运算类指令
　 3.4.1　加法指令
　 3.4.2　减法指令
　 3.4.3　乘法指令
　 3.4.4　除法指令
3.5　逻辑运算与移位类指令
3.6　控制转移类指令
　 3.6.1　无条件转移指令
　 3.6.2　条件转移指令
　 3.6.3　调用与返回指令
　 3.6.4　空操作指令
　 3.7　位操作类指令
　 3.8　MCS-51汇编语言的伪指令
　 习题3
　 软件实训1
　第4章　单片机C语言基础
4.1　单片机C语言概述
　4.1.1　C语言的特点
　 4.1.2　单片机C语言——C51
4.2　单片机C51语言基本语法
　 4.2.1 C51的运算量
　 4.2.2 C51的数据类型
　 4.2.3 C51的存储种类和存储器类型
　 4.2.4 C51的运算符和表达式
习题4
　第5章　MCS-51单片机程序设计
5.1　程序设计的基本方法
　 5.1.1　程序设计的步骤
　5.1.2　源程序的编辑、编译和汇编
5.2　程序的基本形式与设计举例
　 5.2.1 汇编语言程序的基本结构与设计举例
　 5.2.2　C51程序的基本结构与设计举例
习题5
　第6章　C51的构造类型数据
6.1　数组
　 6.1.1　数组的引入
　 6.1.2　一维数组
　 6.1.3　二维数组
　 6.1.4　字符数组
　 6.1.5　数组的存储空间
　　……
第三部分　MCS-51单片机的基本功能单元
　第7章　MCS-51单片机的并行输入/输出端口
　第8章　MCS-51单片机的中断系统
第9章　MCS-51单片机的定时/计数器
　0章　MCS-51单片机的串行口
第四部分　单片机的扩展技术
　1章　MCS-51单片机的并行扩展技术
　2章　MCS-51单片机的串行扩展技术
附录A　MCS-51单片机指令汇总
参考文献

作者介绍

曹天汉，男，浙江杭州人，副教授，先后毕业于宁夏大学物理专业和浙江大学计算机应用专业，多年从事高等职业技术教育教学和教学管理工作，高校教龄25年。主要从事电子技术和单片机系统设计技术的教学和技术开发。

文摘

序言

数字世界的基石：嵌入式系统开发实战指南 在信息技术飞速发展的今天，嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面，从智能手机、家用电器到汽车电子、工业自动化，无处不见它们的身影。它们是现代科技的“幕后英雄”，默默地驱动着无数设备的运行。理解和掌握嵌入式系统的开发技术，已成为许多科技领域从业者和爱好者的核心竞争力。本书正是为有志于深入了解并实践嵌入式系统开发而设计的。 本书并非简单罗列技术名词，而是力求以清晰的逻辑、丰富的实例，引导读者从基础概念出发，逐步构建起对嵌入式系统开发的全面认知。我们将从最核心的微控制器（MCU）入手，深入剖析其内部结构、工作原理以及各种外设接口的特性。这意味着，你将不仅仅是学习如何调用现成的库函数，而是能够理解函数背后的机制，从而在遇到复杂问题时，能够游刃有余地分析和解决。 核心处理器：微控制器的奥秘 本书将花费大量篇幅深入讲解微控制器（MCU）的内部架构。这包括但不限于： 中央处理单元（CPU）: 我们将探讨不同指令集架构（如ARM、RISC-V等）的特点，CPU的流水线工作原理，中断处理机制，以及如何通过优化代码来提升CPU的执行效率。理解CPU的工作方式，是进行高效嵌入式开发的基础。 存储器系统: 内存（RAM）与闪存（Flash）在嵌入式系统中的作用至关重要。我们将详细讲解它们的读写原理，不同类型存储器的特点（如SRAM、DRAM、NOR Flash、NAND Flash），以及如何根据应用需求选择合适的存储方案，并优化数据存储与访问方式，以满足性能和成本的双重需求。 总线接口: 各种内部总线（如AHB, APB）是CPU与外设之间信息传递的“高速公路”。我们将分析不同总线的特性，理解它们的仲裁机制和数据传输协议，掌握如何高效地利用总线资源。 时钟与电源管理: 精准的时钟是嵌入式系统稳定运行的“心脏”。我们将讲解时钟源的选择、分频、倍频等技术，以及如何进行功耗优化，实现低功耗运行，这对于电池供电的便携式设备尤为重要。 外设的智慧：连接世界的桥梁 微控制器之所以强大，在于其集成了丰富的片内外设，能够与外部世界进行交互。本书将对这些关键外设进行详尽的讲解和实战演练： 通用输入输出（GPIO）: 这是最基础也是最重要的接口。我们将学习如何配置GPIO的输入/输出模式，推挽/开漏输出，上拉/下拉电阻，以及如何通过GPIO控制LED、读取按钮状态等。 定时器/计数器: 定时器是嵌入式系统中不可或缺的功能模块，可用于实现延时、定时、脉冲测量、PWM输出等。我们将深入讲解不同模式下的定时器工作原理，并结合实例演示如何精确控制时间。 中断系统: 中断是微控制器响应外部事件的关键机制。我们将学习中断的产生、响应过程，中断优先级设置，以及如何编写高效的中断服务程序（ISR），实现对外部信号的实时响应。 串行通信接口: UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter): 这是最常用的异步串行通信方式，常用于MCU与PC、蓝牙模块、GPS模块等设备通信。我们将讲解波特率、数据位、停止位、校验位的设置，以及如何实现全双工通信。 SPI (Serial Peripheral Interface): 作为一种全双工、同步的串行通信协议，SPI常用于连接外部传感器、存储器（如SD卡、EEPROM）和显示屏。我们将深入理解主从模式、时钟极性（CPOL）和相位（CPHA）的配置，以及如何优化SPI通信速率。 I2C (Inter-Integrated Circuit): 是一种多主、多从的总线接口，常用于连接各种传感器（如温湿度传感器、加速度计）、RTC（实时时钟）等。我们将学习I2C的寻址机制、通信流程、ACK/NACK的含义，以及如何处理总线冲突。 模数转换器（ADC）与数模转换器（DAC）: ADC负责将模拟信号转换为数字信号，DAC则相反。我们将讲解ADC的采样率、分辨率、参考电压等参数，并演示如何采集模拟传感器数据。DAC则用于生成模拟信号，如音频输出。 高级通信接口（根据具体MCU型号可能涉及）: USB (Universal Serial Bus): 作为一种广泛应用的通信接口，我们将探讨USB的设备类（如HID、CDC），以及如何设计USB设备。 CAN (Controller Area Network): 在汽车电子和工业控制领域扮演着重要角色，我们将讲解CAN的总线拓扑、报文格式、仲裁机制，以及如何构建CAN网络。 Ethernet: 对于需要网络连接的嵌入式设备，我们将讲解TCP/IP协议栈的基础知识，以及如何实现以太网通信。 软件开发：从汇编到高级语言 强大的硬件需要高效的软件来驱动。本书将涵盖嵌入式软件开发的各个层面： 底层驱动开发: 掌握如何直接操作寄存器来控制硬件，这是嵌入式开发的基础。我们将通过大量实例，演示如何编写各种外设的驱动程序。 嵌入式C语言编程: C语言是嵌入式开发的事实标准。我们将深入讲解C语言在嵌入式环境下的应用，包括指针、结构体、位操作、内存管理等，并重点强调代码的效率和可靠性。 汇编语言的理解与应用: 虽然大部分开发使用C语言，但理解汇编语言对于深入理解CPU工作原理、性能优化以及编写特殊功能的底层代码仍然至关重要。我们将讲解汇编语言的基本指令和语法，以及如何在C代码中嵌入汇编。 实时操作系统（RTOS）: 对于复杂的嵌入式系统，RTOS能够极大地提高系统的并发处理能力和实时性。我们将介绍RTOS的核心概念，如任务调度、进程间通信（IPC）、信号量、互斥量等，并以常见的RTOS（如FreeRTOS, RT-Thread）为例，进行实战讲解。 嵌入式Linux: 对于需要强大处理能力和丰富软件生态的嵌入式设备，嵌入式Linux是主流选择。我们将介绍嵌入式Linux的开发环境搭建、交叉编译工具链的使用、设备树（Device Tree）的配置，以及如何在Linux环境下进行应用程序开发和驱动开发。 调试与测试：保证系统稳定可靠 开发过程中的调试与测试是确保系统稳定性的关键环节。本书将提供实用的调试技巧和方法： 集成开发环境（IDE）与调试器: 熟练掌握IDE的使用，特别是断点设置、单步执行、变量观察、内存查看等调试功能，将极大地提高开发效率。 逻辑分析仪与示波器: 对于硬件层面的问题，逻辑分析仪和示波器是不可或缺的调试工具。我们将讲解如何使用这些工具来捕获和分析信号，诊断硬件通信故障。 代码优化与性能分析: 如何编写更高效、更节省资源的C代码，将通过具体的案例进行讲解。我们将介绍代码优化的常用方法，如减少函数调用、优化循环、巧用位操作等。 单元测试与集成测试: 学习如何针对不同的软件模块进行单元测试，以及如何进行系统级别的集成测试，从而尽早发现并修复潜在的bug。 项目实践：理论联系实际 本书的另一大特色是强调项目驱动的学习。我们将提供一系列由浅入深的实践项目，涵盖传感器数据采集、电机控制、通信协议实现、人机交互界面设计等多个方面。通过亲手实现这些项目，你将能够： 巩固所学知识: 将书本上的理论知识应用于实际开发中，加深理解。 锻炼问题解决能力: 在项目实践中，不可避免地会遇到各种预料之外的问题，这将极大地锻炼你的分析和解决问题的能力。 提升工程经验: 学习如何进行项目规划、模块划分、代码重构，以及如何撰写项目文档，积累宝贵的工程经验。 面向读者 本书适合以下人群： 计算机科学、电子工程、自动化等相关专业的在校学生: 为其打下坚实的嵌入式系统基础，为未来的学习和就业做好准备。 初级嵌入式工程师: 帮助其系统性地学习嵌入式开发知识，提升技术能力。 对嵌入式技术感兴趣的爱好者和跨领域从业者: 提供一条清晰的学习路径，帮助他们快速入门并掌握核心技能。 需要深入理解和优化现有嵌入式系统的工程师: 提供更深层次的原理分析和实战技巧。 掌握嵌入式系统开发技术，意味着你将拥有创造智能硬件的能力。本书将是你踏上这段精彩旅程的可靠伙伴。让我们一起，用代码和硬件，构建更加智能、美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的讲解风格简直是教科书级别的典范，用词严谨又不失精确性，丝毫没有那种为了凑字数而堆砌的冗余信息。我尤其欣赏作者在阐述复杂逻辑时所采用的类比和举例，很多以前觉得晦涩难懂的寄存器操作和中断处理机制，在书里的详细分解下，变得豁然开朗。它不像市面上一些碎片化的教程那样只告诉你“怎么做”，而是深入剖析了“为什么这么做”背后的底层原理，这才是真正有价值的知识沉淀。比如，在讲到并行I/O端口的配置时，它不仅给出了寄存器的地址和位定义，还细致地描绘了数据在总线上传输和在内部逻辑单元中流转的过程，这种深度是很多速成读物所无法比拟的。对于我这种追求知其所以然的工程师来说，这本书提供的知识体系是坚实可靠的基石，能有效避免未来在遇到疑难杂症时束手无策的窘境。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计挺吸引人的，那种深蓝色调配上清晰的字体，让人感觉很专业。我拿到手的时候，首先被它的厚度和分量镇住了，感觉里面塞满了真材实料。翻开目录，内容结构安排得相当有条理，从基础概念讲起，逐步深入到实际应用和实验指导，看得出来作者在组织教学内容上下了不少功夫。特别是对于初学者来说，这种循序渐进的编排方式非常友好，不会让人一上来就被复杂的术语和电路图吓跑。虽然我还没完全啃完，但从初步的浏览来看，图文并茂的排版让抽象的理论变得直观易懂，这对于理工科教材来说至关重要。我特别留意了其中的章节小结和课后习题，感觉设计得非常贴合实际工作中的常见问题，不是那种脱离实际的空泛理论，这一点非常加分。总的来说，第一印象非常棒，对后续的学习充满了期待，希望能通过它真正掌握单片机这门硬核技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧质量确实值得称赞，纸张的质感很好，油墨印刷清晰，即便是长时间阅读也不会让眼睛感到过于疲劳。从排版的角度来看，它很好地平衡了文字密度和图示空间。电路原理图绘制得极其规范，元件符号和连接关系一目了然，这对于需要对照原理图进行硬件调试的读者来说简直是福音。很多技术书籍为了节省成本，图注和文字是脱节的，但这里的设计是文字描述到哪里，相关的图例就紧密地跟进到哪里，阅读的连贯性极强。另外，书中收录的典型微控制器架构图，清晰地展示了CPU核、存储器、总线和外设之间的相互关系，这种宏观的结构视图，能帮助读者建立起整体的系统认知，而不是仅仅关注于某一个孤立的模块。这种对细节的尊重和对阅读体验的关注，体现了出版社和作者的专业态度。

评分☆☆☆☆☆

对我个人而言，这本书的价值在于它提供了一种系统的、可迁移的学习框架。我发现它没有把所有的知识点都局限在某一个特定的微控制器型号上，而是侧重于讲解通用的接口技术标准，比如I2C、SPI、UART等，以及底层硬件的共性原理。这意味着，当我未来需要转向其他系列的单片机时，我只需要去学习对应芯片的寄存器映射，而核心的驱动逻辑和通信流程，这本书已经帮我打下了坚实的基础。这种知识的“可迁移性”是衡量一本优秀技术教材的关键指标之一。它培养的不是一个只会操作某个特定工具的人，而是一个具备解决嵌入式系统接口问题的工程师思维模式。我感觉我不是在“背诵”知识，而是在构建一个完整、可以自我延伸的技术认知网络。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前接触过好几本相关的教材，但很多都停留在理论的表面或者代码示例过时。然而，这本《单片机原理与接口技术》给我的感觉完全不同，它的案例库非常丰富且贴近现代嵌入式系统的需求。我尝试着跟着书中的几个外部设备接口的例程进行搭建，发现代码逻辑清晰，注释到位，几乎没有遇到需要自己大量时间去调试和摸索的地方，这极大地提高了我的学习效率。特别是关于数据采集和通信协议那几章，作者似乎是站在一线开发者的角度去编写的，考虑到了实际硬件环境下的各种兼容性和时序问题，这对于实际项目落地至关重要。读起来最大的感受就是“踏实”，你知道你学到的每一个知识点，最终都能在实际的硬件板子上得到验证和应用，而不是只能停留在纸上谈兵的阶段。