單片機電子産品設計(應用電子技術專業) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張溪 著

圖書標籤:

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040256437

商品編碼：29692422353

包裝：平裝

齣版時間：2008-12-01

基本信息

書名:單片機電子産品設計(應用電子技術專業)

：21.20元

售價：14.4元,便宜6.8元,摺扣67

作者:張溪

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2008-12-01

ISBN：9787040256437

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.400kg

編輯推薦

內容提要

　　本書以目前應用廣泛的MCS-51係列單片機應用技術為主綫，係統介紹瞭其內部結構、功能、指令係統、定時器/計數器、中斷係統等相關基礎知識。本書結閤單片機應用項目，從單片機典型單元電路分析和外圍設備的應用入手，到後應用項目設計的完成，每步都精心設計，內容從易到難。本書根據高職高專教育的特點，融入瞭大量源自生産實踐的綜閤項目設計實例，注重“做中學、學中做”，其目的在於拓寬學生的知識麵和提高學生綜閤開發單片機産品的能力，為後續課程的學習、畢業設計及畢業後工作提供良好的模擬訓練。本書適用於高職高專、成人教育及在職工程技術人員學習和參考，也可供大學生參加電子設計競賽時參考或自學。

目錄

章 MCS-51係列單片機基本知識
1.1 什麼是單片機
1.2 單片微型計算機及單片微型計算機係統
1.2.1 微型計算機
1.2.2 微型計算機係統
1.2.3 單片微型計算機
1.2.4 單片機應用係統及組成
1.3 MCS-51係列單片機分類
1.4 MCS-51係列單片機的內部結構及引腳
1.4.1 MCS-51係列單片機的內部組成
1.4.2 MCS-51係列單片機的引腳
1.5 MCS-51係列單片機的內部數據存儲器
1.5.1 內部數據存儲器低128單元
1.5.2 內部數據存儲器高128單元
1.6 MCS-51係列單片機的內部程序存儲器
第2章 MCS-51係列單片機的I/O接口部件
2.1 P0口
2.2 P1口
2.3 P2口
2.4 P3口
2.5 P0、P1、P2、P3口作為I/O接口使用實例
2.5.1 驅動LED實例
2.5.2 驅動繼電器實例
2.5.3 光電耦閤器件的接口電路
2.6 單片機小係統
2.7 係統的擴展
2.7.1 RAM擴展
2.7.2 I/O接口擴展
2.8 MCS-51係列單片機教學實驗電路闆
2.8.1 實驗電路闆簡介
2.8.2 實驗項目
第3章 MCS-51係列單片機指令係統
3.1 指令係統的基本概念
3.1.1 指令的基本格式
3.1.2 MCS-51係列單片機指令係統中的常用符號說明
3.1.3 MCS-51係列單片機指令係統的分類
3.1.4 尋址方式
3.2 MCS-51係列單片機指令係統
3.2.1 數據傳送類指令
3.2.2 算術運算類指令
3.2.3 邏輯運算及移位指令
3.2.4 位操作類指令
3.2.5 控製轉移類指令
第4章 匯編語言程序設計與仿真
4.1 僞指令
4.2 匯編語言程序設計
4.2.1 簡單程序設計
4.2.2 分支程序設計
4.2.3 循環程序設計
4.2.4 查錶程序設計
4.2.5 散轉程序設計
4.2.6 子程序設計
4.3 匯編語言程序的仿真與調試
4.4 匯編語言程序的結構
第5章 中斷係統及定時器/計數器
5.1 8051單片機的中斷係統
5.1.1 中斷概述
5.1.2 中斷源和中斷控製器
5.1.3 中斷處理流程
5.1.4 中斷優先控製和中斷嵌套
5.1.5 中斷係統的應用
5.2 8051單片機的定時器/計數器
5.2.1 定時方法概述
5.2.2 8051單片機的定時器/計數器的結構和工作原理
5.2.3 定時器/計數器的控製寄存器
5.2.4 定時器/計數器工作方式
5.2.5 定時器/計數器的應用
第6章 串行接口與通信基礎
6.1 串行通信基本知識
6.1.1 數據通信的基本概念
6.1.2 串行通信的方嚮
6.1.3 串行通信的同步方式
6.1.4 串行通信硬件電路
6.1.5 串行通信主要寄存器與設置
6.2 串行通信的應用
第7章 STC89C52單片機主要擴展部件的應用
7.1 STC89C52單片機定時器/計數器2的操作
7.1.1 捕獲模式
7.1.2 自動重裝模式(遞增/遞減計數器)
7.1.3 波特率發生器模式
7.1.4 波特率公式匯總
7.1.5 定時器/計數器2的設置
7.1.6 可編程時鍾輸齣
7.2 STC89C52單片機的ISP/IAP應用
第8章 串行RAM接口技術
第9章 MCS-51係列單片機人機交互設計
9.1 鍵盤接口技術
9.1.1 按鍵的機械特性
9.1.2 按鍵電路與程序設計
9.2 顯示器接口技術
9.2.1 LED數碼管顯示技術
9.2.2 LCD液晶顯示技術
0章 城市交道口交通燈控製係統
10.1 交通燈控製規則
10.1.1 4種通行方式
10.1.2 功能要求
10.1.3 控製狀態分解
10.2 項目要求
10.3 方案設計
10.3.1 方案一的實現
10.3.2 方案二的實現
10.4 設計總結報告
10.5 項目完成評價標準
1章 水溫控製係統的設計
11.1 項目要求
11.2 設計方案
11.2.1 傳感器檢測電路設計
11.2.2 A/D轉換器電路設計
11.2.3 單片機控製電路設計
11.2.4 加熱控製電路設計
11.2.5 電源電路設計
11.3 設計方案二
11.3.1 傳感器檢測電路設計
11.3.2 單片機控製與顯示電路設計
11.3.3 加熱控製電路設計
11.3.4 電源電路設計
11.4 設計總結報告
11.5 項目完成評價標準
2章 汽車倒車雷達係統的設計
12.1 項目要求
12.2 方案論證
12.3 超聲波傳感器檢測電路
12.3.1 T/R-40-××係列通用型超聲波發射/接收傳感器
12.3.2 超聲波發射電路
12.3.3 超聲波檢測接收電路
12.4 單片機控製電路
12.5 電源電路
12.6 控製程序設計
12.7 設計總結報告及項目評價標準
3章 萬年曆的設計
13.1 項目要求
13.2 方案論證
13.3 係統硬件電路的設計
13.3.1 時鍾電路設計
13.3.2 顯示電路設計
13.4 程序設計
13.4.1 係統主程序
13.4.2 時間調整程序
13.5 調試及性能分析
13.6 控製源程序清單
13.7 設計總結報告及項目評價標準
附錄1 MCS-51係列單片機匯編指令錶
附錄2 ASCII編碼錶
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《單片機嵌入式係統開發實戰》 一、本書概覽： 本書並非一本淺嘗輒止的入門讀物，而是麵嚮已具備一定電子技術基礎，渴望深入掌握單片機嵌入式係統開發核心技能的讀者。我們摒棄瞭枯燥的理論堆砌，將重點聚焦於“實戰”，旨在通過係統化的知識體係和貼近實際項目需求的案例，幫助讀者構建紮實的嵌入式開發能力。本書內容緊扣當下嵌入式技術發展脈絡，從基礎原理到高級應用，再到實際項目中的常見挑戰與解決方案，力求為讀者提供一條清晰、高效的學習路徑。 二、本書特色與亮點： 1. 體係化、循序漸進的學習架構： 本書遵循從易到難、由淺入深的原則，確保讀者能夠逐步建立起對單片機嵌入式係統的全麵認知。我們從最核心的單片機硬件選型、基本架構講解入手，逐步深入到指令集、存儲器訪問、中斷係統、定時器/計數器等底層機製。隨後，將視野拓展至外圍接口（GPIO、UART、SPI、I2C）、ADC/DAC、EEPROM等常見模塊的應用。最終，將這些基礎知識融會貫通，講解RTOS（實時操作係統）的應用、嵌入式通信協議、嵌入式GUI設計，以及更復雜的項目開發流程和調試技巧。 2. “理論與實踐”的深度融閤： 我們深知“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。本書在每一章節都力求將理論知識與實際操作緊密結閤。大量的代碼示例、詳細的實驗步驟、清晰的電路圖、以及對實驗現象的深入剖析，都將幫助讀者在動手實踐中加深理解。我們精選瞭行業內廣泛使用的開發闆和傳感器，確保讀者能夠基於真實硬件環境進行學習和驗證。 3. 精選實用案例，直擊項目痛點： 本書並非羅列零散的知識點，而是通過一係列精心設計的實戰案例，引導讀者完成具有實際意義的嵌入式項目。這些案例涵蓋瞭智能傢居控製、數據采集與傳輸、工業自動化監控、嵌入式人機交互等多個領域，充分展現瞭單片機在不同場景下的應用潛力。在案例分析中，我們將深入探討項目需求分析、硬件選型、軟件設計、代碼實現、調試測試等關鍵環節，幫助讀者掌握解決實際項目開發中常見問題的能力。 4. 深入講解核心技術，洞察底層機製： 對於嵌入式開發而言，理解底層機製是提升開發效率和解決復雜問題的關鍵。本書將花費大量篇幅深入剖析單片機的中斷響應機製、寄存器的工作原理、內存管理策略、以及RTOS的任務調度、進程間通信等核心技術。隻有真正理解瞭這些“為什麼”，纔能寫齣更高效、更健壯的代碼，纔能在遇到疑難雜癥時，迅速定位並解決問題。 5. 關注前沿技術與發展趨勢： 嵌入式技術日新月異，本書在內容設計上，也積極融入瞭當前熱門的技術和發展趨勢，例如低功耗設計、物聯網（IoT）通信技術（如MQTT、CoAP）、嵌入式Linux基礎、以及一些新興的傳感器和通信模塊的應用。通過本書的學習，讀者不僅能掌握現有的核心技能，還能對未來的發展方嚮有所洞察，為個人的職業發展奠定堅實基礎。 6. 詳細的調試與故障排除指南： 嵌入式開發過程中，調試是必不可少且充滿挑戰的環節。本書將提供一套係統性的調試方法論，包括使用仿真器、邏輯分析儀、示波器等硬件調試工具，以及代碼調試技巧（如斷點設置、變量監控、單步執行）。同時，本書還將總結大量的常見嵌入式係統故障現象及其根源分析，幫助讀者快速有效地排除軟硬件故障。 三、目標讀者： 高等院校電子信息類、自動化類、計算機類專業的在校學生： 本書可以作為課程的配套教材或課外拓展讀物，幫助學生鞏固理論知識，掌握實際開發技能，為未來的實習和就業打下堅實基礎。 電子産品開發工程師、嵌入式係統工程師： 對於希望係統性學習單片機嵌入式技術，提升項目開發能力，或者轉崗到嵌入式領域的工程師，本書將提供寶貴的知識和實戰經驗。 電子愛好者、創客： 對於有誌於自己動手設計和製作電子産品，對嵌入式技術充滿好奇的愛好者，本書將提供一條清晰的學習路徑，幫助您將創意變為現實。 技術管理者： 對於需要瞭解嵌入式技術概況，評估項目技術可行性的技術管理者，本書也能提供一個全麵的技術視角。 四、本書內容結構（章節概覽）： 第一部分：嵌入式係統基礎 第一章：嵌入式係統導論與開發環境搭建 什麼是嵌入式係統？ 嵌入式係統的發展曆程與應用領域 主流單片機微控製器傢族介紹（如STM32、AVR、PIC等，重點側重一種主流係列） 嵌入式開發流程概述 集成開發環境（IDE）的安裝與配置（如Keil MDK、IAR Embedded Workbench） 交叉編譯工具鏈與鏈接腳本概念 嵌入式程序的燒錄與下載方法 實戰： 搭建第一個開發環境，點亮LED燈 第二章：單片機核心原理與架構 微處理器的基本工作原理 單片機的指令集與尋址方式 存儲器體係結構：ROM、RAM、Flash I/O端口（GPIO）的輸入/輸齣配置與操作 時鍾係統與復位電路 實戰： 編寫程序控製LED閃爍、讀取按鍵狀態 第三章：中斷係統詳解與應用 中斷的概念、原理與優勢 外部中斷的觸發方式與配置 中斷服務程序的編寫與注意事項 中斷優先級與嵌套 定時器/計數器中斷 實戰： 利用外部中斷實現按鍵控製LED，利用定時器中斷實現精確延時 第二部分：單片機外圍接口與模塊開發 第四章：定時器/計數器的高級應用 定時器/計數器的工作模式（定時、計數、PWM生成） PWM（脈衝寬度調製）原理與應用 捕捉模式與測量頻率/脈衝數 實戰： 利用PWM控製舵機角度，利用定時器實現精確的時鍾輸齣 第五章：串行通信接口（UART/USART） UART（通用異步收發傳輸器）通信原理 波特率、數據位、停止位、校驗位設置 多機通信（主從模式） 實戰： 單片機與PC機的串口通信，實現數據交互和調試信息輸齣 第六章：同步串行通信（SPI/I2C） SPI（串行外設接口）通信協議 SPI的主從模式、時鍾極性與相位 I2C（集成電路互聯）通信協議 I2C的總綫仲裁、尋址機製 實戰： 通過SPI接口驅動LCD顯示屏，通過I2C接口讀取溫濕度傳感器數據 第七章：模數轉換（ADC）與數模轉換（DAC） ADC（模數轉換器）的工作原理 采樣率、量化位數、參考電壓 ADC的應用：讀取模擬傳感器信號（如光敏電阻、電位器） DAC（數模轉換器）的工作原理與應用 實戰： 利用ADC測量光照強度並進行顯示，利用DAC輸齣不同幅度的模擬信號 第八章：外部存儲器與數據存儲 EEPROM（電可擦寫可編程隻讀存儲器）的讀寫操作 Flash存儲器的基本特性與應用 外部RAM擴展（如SRAM） 實戰： 將配置參數或重要數據存儲在EEPROM中，實現斷電不丟失 第三部分：嵌入式軟件設計與高級應用 第九章：實時操作係統（RTOS）基礎與應用 什麼是RTOS？為什麼需要RTOS？ RTOS的核心概念：任務、調度器、信號量、互斥鎖、消息隊列 FreeRTOS（或其他主流RTOS）的基本使用 任務的創建、刪除、優先級設置 任務間的通信與同步機製 實戰： 使用RTOS重構之前的項目，實現多任務並發執行 第十章：嵌入式通信協議與網絡通信 TCP/IP協議棧概述 MQTT協議在物聯網中的應用 HTTP協議在嵌入式設備中的應用 Wi-Fi/Ethernet模塊的驅動與配置 實戰： 將單片機連接到互聯網，實現數據上傳或遠程控製 十一章：嵌入式圖形用戶界麵（GUI）設計 嵌入式GUI的基本原理 常用的嵌入式GUI庫介紹（如LVGL、uCGUI） GUI元素的創建與布局 觸摸屏的驅動與事件處理 實戰： 為嵌入式設備設計一個簡單的圖形化用戶界麵 十二章：嵌入式軟件開發流程與項目管理 嵌入式項目的需求分析與係統設計 軟件架構設計原則（模塊化、分層化） 版本控製工具（如Git）在嵌入式開發中的應用 單元測試與集成測試 代碼優化與性能調優 實戰： 針對一個中型項目，進行完整的開發流程演練 第四部分：實戰項目案例集錦 第十三章：智能傢居溫濕度監控與遠程報警係統 硬件選型：溫濕度傳感器、單片機、Wi-Fi模塊 軟件設計：數據采集、MQTT通信、雲平颱接入 開發重點： 傳感器數據讀取精度、網絡連接穩定性、低功耗設計 第十四章：工業數據采集與顯示屏展示係統 硬件選型：多種工業傳感器（如電壓、電流、壓力）、LCD顯示屏 軟件設計：多傳感器數據同步采集、數據處理、LCM顯示、RS485通信 開發重點： 數據采集的實時性、抗乾擾能力、工業通信協議應用 第十五章：便攜式數據記錄儀開發 硬件選型：RTC（實時時鍾）、SD卡存儲模塊、低功耗單片機 軟件設計：定時喚醒、數據記錄、文件係統管理 開發重點： 電池續航優化、SD卡讀寫效率、數據存儲格式 第五部分：嵌入式開發進階與展望 第十六章：嵌入式係統調試技術與故障排除 硬件調試工具：示波器、邏輯分析儀、信號發生器 軟件調試技巧：斷點、觀察、跟蹤 常見嵌入式係統故障分析與解決策略 實戰： 針對復雜問題進行多工具聯閤調試 第十七章：嵌入式Linux基礎與跨平颱開發 嵌入式Linux概述 嵌入式Linux開發環境搭建（如Buildroot, Yocto） ARM架構與Linux內核 交叉編譯與遠程調試 展望： 嵌入式Linux在高端嵌入式設備中的應用 第十八章：嵌入式技術未來發展趨勢 人工智能（AI）在嵌入式領域的應用 邊緣計算與端側智能 安全與可靠性在嵌入式係統中的重要性 新一代通信技術（如5G）對嵌入式的影響 五、總結： 《單片機嵌入式係統開發實戰》是一本凝聚瞭豐富實踐經驗和深入技術理解的書籍。它不僅僅是知識的傳授，更是能力的培養，是思維的啓迪。我們相信，通過本書的學習，讀者將能夠從容應對各種嵌入式項目開發挑戰，逐步成長為一名優秀的嵌入式係統工程師，在日新月異的科技領域中，用自己的雙手創造更多的價值。

評分☆☆☆☆☆

我是一個比較偏愛從項目角度切入學習電子技術的人，所以我會重點考察一本書在係統集成和項目管理方麵的體現。這本書在這方麵做得相當齣色，它提供瞭一套完整的、從概念到成品（哪怕是樣機級彆）的流程指導。我注意到，書中有一個關於“智能溫控係統”的綜閤項目，它不僅包含瞭硬件選型、PCB布局的建議（雖然是概念性的，但很有啓發性），更重要的是，它花瞭大量的篇幅來討論軟件架構和狀態機的設計。這一點我非常贊賞，因為很多初級書籍隻關注單點功能實現，卻忽略瞭係統作為一個整體如何穩定、可靠地運行。書中關於看門狗（Watchdog Timer）的配置和軟件復位策略的討論，非常細緻入微，直接點齣瞭在嵌入式係統中，係統的“健壯性”遠比“功能完備性”更重要。閱讀完這部分內容，我感覺自己對構建一個真正可以“拿齣去用”的産品，而不是一個隻能在麵包闆上跑Demo的玩具，有瞭更清晰的認識。它教會我如何預見潛在的失敗點，並提前設計應對方案，這是一種從“編碼員”嚮“係統架構師”轉變的關鍵一步。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格對我來說是既熟悉又陌生的，熟悉是因為它保留瞭傳統工程文檔的嚴謹性，陌生則是因為它在嚴謹中又流露齣一絲對技術的熱愛和幽默感。我發現，它在講解中斷服務程序（ISR）的編寫規範時，特彆強調瞭“原子性”和“快速返迴”的原則。作者用瞭一個生動的比喻來形容在ISR中執行耗時操作的危害，說這就像是“一個重要的快遞員在送貨途中停下來打一通冗長的私人電話”，導緻所有後續的包裹都堆積起來。這個形象的比喻，比任何教科書上的定義都更能讓人牢牢記住這個關鍵的編程禁忌。此外，書中對不同類型定時器的應用場景分析得非常透徹，比如，什麼時候該用普通定時器，什麼時候必須依賴係統節拍器，以及如何避免定時器溢齣造成的“抖動”。這種對細節的關注，體現瞭作者深厚的實踐經驗。我甚至發現，書中的一些代碼片段似乎是直接從某個真實運行的産品中抽象齣來的，充滿瞭那種經過無數次實戰檢驗的“黃金法則”。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的時候，我就預感這可能不是那種能讓你一夜之間成為“嵌入式大神”的速成寶典，它更像是一部需要耐心和時間去消化的專業參考手冊。我特彆關注瞭書中關於數據采集和信號處理的部分，因為這正是我目前工作和學習中遇到的瓶頸。坦白說，我對書中關於模數轉換器（ADC）的講解印象最為深刻。它沒有停留在標準庫函數的使用上，而是深入挖掘瞭采樣定理、量化誤差以及如何通過軟件算法來優化信噪比的細節。很多教科書在這一塊往往一筆帶過，隻給齣最理想化的模型，但這本就殘酷地展示瞭真實世界中噪聲和漂移的乾擾。作者在案例中展示瞭如何針對特定的工控環境（比如強電磁乾擾區）來調整采樣窗口和濾波參數，這對於我們這些在實際産品綫上摸爬滾打的人來說，價值簡直是不可估量的。翻閱過程中，我發現書中的電路圖繪製得非常清晰，元件選型也都是目前市場上容易獲取的主流型號，這大大降低瞭復現實驗的門檻。總的來說，它不是一本用來快速“炫技”的書，而是用來“磨礪”你基本功的硬核教材，每一頁的知識點都沉甸甸的，需要你投入思考纔能真正吸收。

評分☆☆☆☆☆

對我這個已經有一些電子基礎，但想深入理解微控製器底層運作機製的讀者來說，這本書的價值在於它成功地架起瞭一座從高級語言抽象到硬件寄存器操作的橋梁。我一直對“為什麼”這個問題感到好奇，而不是僅僅滿足於“怎麼做”。例如，在介紹I/O端口配置時，它沒有僅僅停留在設置“高/低電平”的簡單指令上，而是深入剖析瞭寄存器中方嚮位、推挽/開漏配置位的底層含義，以及它們對驅動能力和上拉/下拉電阻選擇的影響。這種“刨根問底”式的講解，讓我對硬件的物理特性有瞭更深刻的理解。它迫使我必須去查看對應芯片的數據手冊，並將書中的邏輯與手冊中的位域圖進行對照，從而形成瞭一個完整的學習閉環。這本書不是那種“你隻要復製粘貼我的代碼就能運行”的書籍，它更像是一位嚴厲但公正的導師，要求你理解每一行代碼背後的電平變化和時鍾周期消耗。正是這種對底層邏輯的堅持，使得這本書經久不衰，因為它傳授的知識是跨越具體芯片型號限製的通用能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當樸實，散發著一種老派的工匠精神，那種沒有太多花哨裝飾，直奔主題的氣息。我最初翻開它的時候，是帶著一種尋找“秘籍”的心態的。畢竟，現在市麵上的電子設計書籍，要麼過度理論化到讓人望而卻步，要麼又過於淺嘗輒止，隻教皮毛。我希望能找到一本能真正把理論和實踐捏閤起來的工具書。這本書的章節編排很有條理，從基礎的單片機架構講起，循序漸進地過渡到外設驅動，再到實際的應用案例。我尤其欣賞它在講解復雜概念時所采用的類比方式，比如將寄存器比作房間的抽屜，將中斷比作緊急電話，這種接地氣的描述一下子拉近瞭與讀者的距離。盡管內容詳實，但作者似乎並不滿足於羅列枯燥的參數，而是努力在字裏行間傳達一種“動手去做”的激情。我注意到，書中很多例程的注釋都寫得非常詳盡，甚至連一些細微的邏輯判斷和時序要求都沒有放過，這對於初學者來說簡直是救命稻草，避免瞭無數次在調試闆上抓耳撓腮的窘境。它給我的感覺是，作者不是在“教”你知識，而是在“帶”你進入一個實際解決問題的過程，這纔是真正的工程思維的培養。這本書的排版也比較舒服，圖文混排的比例拿捏得恰到好處，既保證瞭視覺的放鬆，又不犧牲信息的密度。