單片機原理與接口技術(第3版) 9787121090646 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
• 電子工程
• 計算機硬件
• 第3版
• 9787121090646
• 高等教育
• 教材

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121090646

商品編碼：29689100507

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

售價：21.1元,便宜9.9元,摺扣68

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

內容提要

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

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

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

序言

數字世界的基石：嵌入式係統開發實戰指南 在信息技術飛速發展的今天，嵌入式係統已滲透到我們生活的方方麵麵，從智能手機、傢用電器到汽車電子、工業自動化，無處不見它們的身影。它們是現代科技的“幕後英雄”，默默地驅動著無數設備的運行。理解和掌握嵌入式係統的開發技術，已成為許多科技領域從業者和愛好者的核心競爭力。本書正是為有誌於深入瞭解並實踐嵌入式係統開發而設計的。 本書並非簡單羅列技術名詞，而是力求以清晰的邏輯、豐富的實例，引導讀者從基礎概念齣發，逐步構建起對嵌入式係統開發的全麵認知。我們將從最核心的微控製器（MCU）入手，深入剖析其內部結構、工作原理以及各種外設接口的特性。這意味著，你將不僅僅是學習如何調用現成的庫函數，而是能夠理解函數背後的機製，從而在遇到復雜問題時，能夠遊刃有餘地分析和解決。 核心處理器：微控製器的奧秘 本書將花費大量篇幅深入講解微控製器（MCU）的內部架構。這包括但不限於： 中央處理單元（CPU）: 我們將探討不同指令集架構（如ARM、RISC-V等）的特點，CPU的流水綫工作原理，中斷處理機製，以及如何通過優化代碼來提升CPU的執行效率。理解CPU的工作方式，是進行高效嵌入式開發的基礎。 存儲器係統: 內存（RAM）與閃存（Flash）在嵌入式係統中的作用至關重要。我們將詳細講解它們的讀寫原理，不同類型存儲器的特點（如SRAM、DRAM、NOR Flash、NAND Flash），以及如何根據應用需求選擇閤適的存儲方案，並優化數據存儲與訪問方式，以滿足性能和成本的雙重需求。 總綫接口: 各種內部總綫（如AHB, APB）是CPU與外設之間信息傳遞的“高速公路”。我們將分析不同總綫的特性，理解它們的仲裁機製和數據傳輸協議，掌握如何高效地利用總綫資源。 時鍾與電源管理: 精準的時鍾是嵌入式係統穩定運行的“心髒”。我們將講解時鍾源的選擇、分頻、倍頻等技術，以及如何進行功耗優化，實現低功耗運行，這對於電池供電的便攜式設備尤為重要。 外設的智慧：連接世界的橋梁 微控製器之所以強大，在於其集成瞭豐富的片內外設，能夠與外部世界進行交互。本書將對這些關鍵外設進行詳盡的講解和實戰演練： 通用輸入輸齣（GPIO）: 這是最基礎也是最重要的接口。我們將學習如何配置GPIO的輸入/輸齣模式，推挽/開漏輸齣，上拉/下拉電阻，以及如何通過GPIO控製LED、讀取按鈕狀態等。 定時器/計數器: 定時器是嵌入式係統中不可或缺的功能模塊，可用於實現延時、定時、脈衝測量、PWM輸齣等。我們將深入講解不同模式下的定時器工作原理，並結閤實例演示如何精確控製時間。 中斷係統: 中斷是微控製器響應外部事件的關鍵機製。我們將學習中斷的産生、響應過程，中斷優先級設置，以及如何編寫高效的中斷服務程序（ISR），實現對外部信號的實時響應。 串行通信接口: UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter): 這是最常用的異步串行通信方式，常用於MCU與PC、藍牙模塊、GPS模塊等設備通信。我們將講解波特率、數據位、停止位、校驗位的設置，以及如何實現全雙工通信。 SPI (Serial Peripheral Interface): 作為一種全雙工、同步的串行通信協議，SPI常用於連接外部傳感器、存儲器（如SD卡、EEPROM）和顯示屏。我們將深入理解主從模式、時鍾極性（CPOL）和相位（CPHA）的配置，以及如何優化SPI通信速率。 I2C (Inter-Integrated Circuit): 是一種多主、多從的總綫接口，常用於連接各種傳感器（如溫濕度傳感器、加速度計）、RTC（實時時鍾）等。我們將學習I2C的尋址機製、通信流程、ACK/NACK的含義，以及如何處理總綫衝突。 模數轉換器（ADC）與數模轉換器（DAC）: ADC負責將模擬信號轉換為數字信號，DAC則相反。我們將講解ADC的采樣率、分辨率、參考電壓等參數，並演示如何采集模擬傳感器數據。DAC則用於生成模擬信號，如音頻輸齣。 高級通信接口（根據具體MCU型號可能涉及）: USB (Universal Serial Bus): 作為一種廣泛應用的通信接口，我們將探討USB的設備類（如HID、CDC），以及如何設計USB設備。 CAN (Controller Area Network): 在汽車電子和工業控製領域扮演著重要角色，我們將講解CAN的總綫拓撲、報文格式、仲裁機製，以及如何構建CAN網絡。 Ethernet: 對於需要網絡連接的嵌入式設備，我們將講解TCP/IP協議棧的基礎知識，以及如何實現以太網通信。 軟件開發：從匯編到高級語言 強大的硬件需要高效的軟件來驅動。本書將涵蓋嵌入式軟件開發的各個層麵： 底層驅動開發: 掌握如何直接操作寄存器來控製硬件，這是嵌入式開發的基礎。我們將通過大量實例，演示如何編寫各種外設的驅動程序。 嵌入式C語言編程: C語言是嵌入式開發的事實標準。我們將深入講解C語言在嵌入式環境下的應用，包括指針、結構體、位操作、內存管理等，並重點強調代碼的效率和可靠性。 匯編語言的理解與應用: 雖然大部分開發使用C語言，但理解匯編語言對於深入理解CPU工作原理、性能優化以及編寫特殊功能的底層代碼仍然至關重要。我們將講解匯編語言的基本指令和語法，以及如何在C代碼中嵌入匯編。 實時操作係統（RTOS）: 對於復雜的嵌入式係統，RTOS能夠極大地提高係統的並發處理能力和實時性。我們將介紹RTOS的核心概念，如任務調度、進程間通信（IPC）、信號量、互斥量等，並以常見的RTOS（如FreeRTOS, RT-Thread）為例，進行實戰講解。 嵌入式Linux: 對於需要強大處理能力和豐富軟件生態的嵌入式設備，嵌入式Linux是主流選擇。我們將介紹嵌入式Linux的開發環境搭建、交叉編譯工具鏈的使用、設備樹（Device Tree）的配置，以及如何在Linux環境下進行應用程序開發和驅動開發。 調試與測試：保證係統穩定可靠 開發過程中的調試與測試是確保係統穩定性的關鍵環節。本書將提供實用的調試技巧和方法： 集成開發環境（IDE）與調試器: 熟練掌握IDE的使用，特彆是斷點設置、單步執行、變量觀察、內存查看等調試功能，將極大地提高開發效率。 邏輯分析儀與示波器: 對於硬件層麵的問題，邏輯分析儀和示波器是不可或缺的調試工具。我們將講解如何使用這些工具來捕獲和分析信號，診斷硬件通信故障。 代碼優化與性能分析: 如何編寫更高效、更節省資源的C代碼，將通過具體的案例進行講解。我們將介紹代碼優化的常用方法，如減少函數調用、優化循環、巧用位操作等。 單元測試與集成測試: 學習如何針對不同的軟件模塊進行單元測試，以及如何進行係統級彆的集成測試，從而盡早發現並修復潛在的bug。 項目實踐：理論聯係實際 本書的另一大特色是強調項目驅動的學習。我們將提供一係列由淺入深的實踐項目，涵蓋傳感器數據采集、電機控製、通信協議實現、人機交互界麵設計等多個方麵。通過親手實現這些項目，你將能夠： 鞏固所學知識: 將書本上的理論知識應用於實際開發中，加深理解。 鍛煉問題解決能力: 在項目實踐中，不可避免地會遇到各種預料之外的問題，這將極大地鍛煉你的分析和解決問題的能力。 提升工程經驗: 學習如何進行項目規劃、模塊劃分、代碼重構，以及如何撰寫項目文檔，積纍寶貴的工程經驗。 麵嚮讀者 本書適閤以下人群： 計算機科學、電子工程、自動化等相關專業的在校學生: 為其打下堅實的嵌入式係統基礎，為未來的學習和就業做好準備。 初級嵌入式工程師: 幫助其係統性地學習嵌入式開發知識，提升技術能力。 對嵌入式技術感興趣的愛好者和跨領域從業者: 提供一條清晰的學習路徑，幫助他們快速入門並掌握核心技能。 需要深入理解和優化現有嵌入式係統的工程師: 提供更深層次的原理分析和實戰技巧。 掌握嵌入式係統開發技術，意味著你將擁有創造智能硬件的能力。本書將是你踏上這段精彩旅程的可靠夥伴。讓我們一起，用代碼和硬件，構建更加智能、美好的未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計挺吸引人的，那種深藍色調配上清晰的字體，讓人感覺很專業。我拿到手的時候，首先被它的厚度和分量鎮住瞭，感覺裏麵塞滿瞭真材實料。翻開目錄，內容結構安排得相當有條理，從基礎概念講起，逐步深入到實際應用和實驗指導，看得齣來作者在組織教學內容上下瞭不少功夫。特彆是對於初學者來說，這種循序漸進的編排方式非常友好，不會讓人一上來就被復雜的術語和電路圖嚇跑。雖然我還沒完全啃完，但從初步的瀏覽來看，圖文並茂的排版讓抽象的理論變得直觀易懂，這對於理工科教材來說至關重要。我特彆留意瞭其中的章節小結和課後習題，感覺設計得非常貼閤實際工作中的常見問題，不是那種脫離實際的空泛理論，這一點非常加分。總的來說，第一印象非常棒，對後續的學習充滿瞭期待，希望能通過它真正掌握單片機這門硬核技術。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我之前接觸過好幾本相關的教材，但很多都停留在理論的錶麵或者代碼示例過時。然而，這本《單片機原理與接口技術》給我的感覺完全不同，它的案例庫非常豐富且貼近現代嵌入式係統的需求。我嘗試著跟著書中的幾個外部設備接口的例程進行搭建，發現代碼邏輯清晰，注釋到位，幾乎沒有遇到需要自己大量時間去調試和摸索的地方，這極大地提高瞭我的學習效率。特彆是關於數據采集和通信協議那幾章，作者似乎是站在一綫開發者的角度去編寫的，考慮到瞭實際硬件環境下的各種兼容性和時序問題，這對於實際項目落地至關重要。讀起來最大的感受就是“踏實”，你知道你學到的每一個知識點，最終都能在實際的硬件闆子上得到驗證和應用，而不是隻能停留在紙上談兵的階段。

評分☆☆☆☆☆

對我個人而言，這本書的價值在於它提供瞭一種係統的、可遷移的學習框架。我發現它沒有把所有的知識點都局限在某一個特定的微控製器型號上，而是側重於講解通用的接口技術標準，比如I2C、SPI、UART等，以及底層硬件的共性原理。這意味著，當我未來需要轉嚮其他係列的單片機時，我隻需要去學習對應芯片的寄存器映射，而核心的驅動邏輯和通信流程，這本書已經幫我打下瞭堅實的基礎。這種知識的“可遷移性”是衡量一本優秀技術教材的關鍵指標之一。它培養的不是一個隻會操作某個特定工具的人，而是一個具備解決嵌入式係統接口問題的工程師思維模式。我感覺我不是在“背誦”知識，而是在構建一個完整、可以自我延伸的技術認知網絡。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀質量確實值得稱贊，紙張的質感很好，油墨印刷清晰，即便是長時間閱讀也不會讓眼睛感到過於疲勞。從排版的角度來看，它很好地平衡瞭文字密度和圖示空間。電路原理圖繪製得極其規範，元件符號和連接關係一目瞭然，這對於需要對照原理圖進行硬件調試的讀者來說簡直是福音。很多技術書籍為瞭節省成本，圖注和文字是脫節的，但這裏的設計是文字描述到哪裏，相關的圖例就緊密地跟進到哪裏，閱讀的連貫性極強。另外，書中收錄的典型微控製器架構圖，清晰地展示瞭CPU核、存儲器、總綫和外設之間的相互關係，這種宏觀的結構視圖，能幫助讀者建立起整體的係統認知，而不是僅僅關注於某一個孤立的模塊。這種對細節的尊重和對閱讀體驗的關注，體現瞭齣版社和作者的專業態度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的講解風格簡直是教科書級彆的典範，用詞嚴謹又不失精確性，絲毫沒有那種為瞭湊字數而堆砌的冗餘信息。我尤其欣賞作者在闡述復雜邏輯時所采用的類比和舉例，很多以前覺得晦澀難懂的寄存器操作和中斷處理機製，在書裏的詳細分解下，變得豁然開朗。它不像市麵上一些碎片化的教程那樣隻告訴你“怎麼做”，而是深入剖析瞭“為什麼這麼做”背後的底層原理，這纔是真正有價值的知識沉澱。比如，在講到並行I/O端口的配置時，它不僅給齣瞭寄存器的地址和位定義，還細緻地描繪瞭數據在總綫上傳輸和在內部邏輯單元中流轉的過程，這種深度是很多速成讀物所無法比擬的。對於我這種追求知其所以然的工程師來說，這本書提供的知識體係是堅實可靠的基石，能有效避免未來在遇到疑難雜癥時束手無策的窘境。