8051 基本原理与软、硬体设计大全 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　本书为作者累积多年使用及教学经验，针对目前工业自动化产品设计之主流-单晶片为控制器8051系列所写的一本书，内容包括8051/8052系列原理介绍、8051/8052结构部份分析、8051/8052族系程式设计指导、8051/8052族系指令组讨论及介绍、8051/8052数学理论范例演练、8051/8052开发工具介绍及其应用、8051/8052研发实务重点讨论、8051/8052系列产品设计等。引领读者一步步进入单晶片的世界，进而灵活应用与设计，范例详尽、充实，为欲投入、学习单晶片之读者不可多得的好书。本书适合科大电子、电机科系之「单晶片微处理机与实习」、「单晶片微处理机实务」、「微控制应用」等课程使用。

嵌入式系统设计实战：基于STM32与物联网应用 【本书内容简介】 本书专注于现代嵌入式系统领域的前沿技术与工程实践，全面覆盖了当前工业界应用最广泛的STM32系列微控制器的系统级开发、高级外设应用、实时操作系统（RTOS）集成，以及面向物联网（IoT）的无线通信与数据处理。本书旨在为读者构建一个从底层硬件驱动到上层应用软件实现的完整、深入的学习路径，以应对日益复杂的嵌入式产品开发挑战。 第一部分：STM32微控制器深度解析与基础构建 本部分是本书的核心基础，详细阐述了基于ARM Cortex-M内核的STM32F4系列（高性能主流系列）和STM32L4系列（超低功耗系列）的架构、开发环境搭建与底层初始化流程。 1.1 STM32系列选型与开发环境（Keil MDK/STM32CubeIDE） Cortex-M内核深入理解： 详细剖析ARMv7-M架构，包括寄存器组、堆栈模式、中断向量表（NVIC）的配置与优先级管理，为高效的汇编/C语言混合编程打下基础。 STM32CubeMX工具链精通： 不仅讲解图形化配置的使用，更深入分析CubeMX自动生成的初始化代码（HAL库与LL库的对比选择），强调如何优化启动时间与代码体积。 内存映射与启动流程： 全面解析FLASH、SRAM、内部外设和外部存储器的物理地址映射，深入探讨启动代码（Startup Code）的工作机制，包括系统时钟的逐级配置（HSE/HSI/PLL锁相环的频率计算与稳定时间）。 1.2 核心外设的底层驱动实现 摒弃对标准库调用的简单罗列，本书侧重于寄存器级编程与中断驱动的实现方法，以确保对硬件行为的完全控制。 GPIO： 深入讲解推挽/开漏输出的电气特性，输入配置中的浮空、上拉/下拉电阻的精确选择，并实现带消抖的高速按键扫描程序。 定时器（TIM）： 覆盖基础定时、输入捕获（测量脉冲宽度、频率）、输出比较（PWM波形生成），并详细实现互补式PWM用于电机控制的死区插入机制。 中断与异常处理： 构建一个多任务、高并发的中断服务程序（ISR）框架，重点处理中断嵌套、禁用/使能的时机控制，以及如何安全地从ISR向高层任务传递数据（例如使用队列或标志位）。 ADC/DAC： 实现多通道同步采样、DMA（直接内存访问）配合ADC进行高速数据采集，以及DAC的波形发生器设计（正弦波、三角波的生成算法）。 第二部分：高级通信协议栈与数据流控制 本部分转向嵌入式系统间以及系统与云端的关键数据交互技术。 2.1 异步与同步串行通信 UART/USART： 详细介绍波特率计算、奇偶校验位的生成与校验逻辑，并实现基于DMA的异步数据收发，彻底解放CPU资源。 SPI总线深度应用： 不仅实现SPI主/从模式，更专注于SPI在外部Flash存储器（如W25Q系列）上的读写操作，包括Sector擦除和Page写入的时序控制。 I2C协议的仲裁机制： 深入分析I2C的START/STOP条件、ACK/NACK反馈机制，并以驱动外部EEPROM（如AT24C系列）和高精度传感器（如BMP280气压计）为例，实现库函数封装。 2.2 嵌入式网络通信（Ethernet与Wi-Fi） LwIP协议栈移植与配置： 介绍如何将轻量级TCP/IP协议栈移植到STM32平台，重点讲解网络接口驱动的实现（MAC层与PHY层交互）。 Socket编程基础： 使用LwIP API实现基于TCP/UDP的客户端/服务器模式，包括连接的建立、数据收发及连接断开的处理流程。 MQTT协议实战： 详细解析MQTT协议的QoS等级、Keep-Alive机制，并使用内置的Wi-Fi模块（如ESP8266/ESP32作为AT指令模块）实现与云平台（如阿里云/AWS IoT Core）的安全连接与消息发布/订阅。 第三部分：实时操作系统（RTOS）与任务调度 本部分深入讲解嵌入式系统中不可或缺的软件抽象层——实时操作系统，以实现复杂系统的并行处理和资源管理。 3.1 FreeRTOS核心概念与内核操作 任务管理： 详细阐述任务的生命周期（就绪、运行、阻塞、挂起、删除）、上下文切换的原理，以及如何通过任务优先级继承解决经典的“优先权翻转”问题。 同步与互斥机制： 深入对比信号量（Binary/Counting Semaphore）与互斥锁（Mutex）的使用场景，重点讨论互斥锁的递归调用限制与二值信号量的事件通知机制。 队列与事件组： 实现多生产者/多消费者模型，使用消息队列安全地传递数据块，并通过事件组管理复杂状态机的同步。 3.2 RTOS在复杂系统中的应用 软件定时器与中断管理： 讲解如何使用RTOS的软件定时器代替硬件定时器进行周期性任务调度，以及如何安全地从ISR调用RTOS API（Post-ISR Processing）。 内存管理策略： 分析FreeRTOS提供的多种堆管理方案（如Heap_1到Heap_5），并根据实际应用场景（内存碎片化要求）推荐最优方案，并实现内存泄漏的调试工具。 第四部分：系统级设计与高级应用集成 本部分将前面所学的知识点融会贯通，进行完整的系统级项目设计与优化。 4.1 嵌入式图形用户界面（GUI） LVGL移植与优化： 介绍如何将流行的开源GUI库LVGL移植到STM32平台，重点关注LCD硬件驱动（如TFT-LCD/ILI9341）的适配、内存池的分配，以及触摸屏（电容/电阻式）的输入管理。 动画与事件处理： 使用LVGL的API实现流畅的控件动态效果和高效的用户输入事件响应机制。 4.2 低功耗设计与系统调试 功耗模式管理： 详细介绍STM32的休眠（Sleep）、停止（Stop）、待机（Standby）模式的触发条件与唤醒源配置，并通过实例演示如何实现低功耗模式下的数据采集与周期性唤醒。 调试与固件升级（OTA）： 讲解使用JTAG/SWD接口进行硬件级调试的技巧，包括断点、观察点、内存/寄存器查看。同时，提供一个基于Bootloader的安全的OTA（Over-The-Air）固件升级方案设计，确保系统可靠性。 本书特色： 实践驱动： 所有关键代码均以寄存器或HAL/LL库混合模式提供，并附带详细的原理图和时序图解释。 主流兼容： 案例紧密贴合当前市场主流的STM32F4/F7/L4系列，确保知识的实用性。 软硬结合： 强调软件架构设计（RTOS）如何解决硬件并发与实时性问题，而非孤立地讲解各个外设。

第1篇　8051/8052系列原理介绍1-1
第1章　概　说1-21.1
第2章　MCS-51记忆体结构分析1-152.1
第3章　微控制器MCS-51指令分析1-543.1
第4章　CPU时序分析1-884.1

第2篇　8051及8052结构部份分析2-1
第6章　8051及8052结构部份分析2-26.1
第7章　埠之结构及操作2-77.1
第8章　取存外部记忆体2-11
第9章　计时∕计数器2-129.1
第10章　串列介面2-2010.1
第11章　中　断2-5011.1
第12章　单步执行2-61
第13章　重置(RESET)动作分析2-62
第14章　送电后之重置2-64
第15章　省电型(CHMOS)版本内IDLE省电模态，POWERDOWN断电处理模态分析2-6515.1
第16章　EPROM版本2-83
第17章　程式记忆体保护上锁2-84
第18章　MCS-51族系各钉脚功能说明2-86
第19章　外部程式记忆体提取2-89
第20章　外部资料记忆体读取、写出时序及埠之操作时序分析2-9020.1
第21章　未使用钉脚的处理情形2-93
第22章　CHMOS与HMOS版本之8051二者时脉电路分析2-94
第23章　逻辑准位分析2-95
第24章　按键弹跳波及应对之策2-96

第3篇　8051/8052族系程式设计指导3-1
第25章　记忆体组织3-225.1
第26章　中断3-1126.1
第27章　计时∕计数器功能分析3-1427.1
第28章　串列埠功能分析3-1828.1

第4篇　8051/8052族系指令组讨论及介绍4-1
第29章　旗号受指令运作之影响分析4-2
第30章　指令符号之意义说明4-3
第31章　指令集4-4
第32章　指令集分析4-932.1
第33章　软体程式中，每一指令运作后，对内部资料记忆体及特殊功能暂存器所产生的影响分析(大圆圈“○”内的数字，表示行号)4-82

第5篇　8051/8052数学理论范例演练5-1

第6篇　8051/8052开发工具介绍及其应用6-1

第7篇　8051/8052研发实务重点讨论7-1

第8篇　8051/8052系列产品设计8-1

附录　8051/8052系列单晶片相关资料与其他参考资料

附录　38051族系指令、指令码、长度及执行时间表

评分☆☆☆☆☆

身為一個對創客（Maker）文化充滿熱情，但又不是科班出身的電子愛好者，我一直渴望能有一本真正「接地氣」的 8051 教科書。很多市面上的書籍，不是術語太艱澀，就是範例太學術，很難讓一個沒有深厚電子背景的人讀懂。這本《8051 基本原理與軟、硬體設計大全》就完全打破了這個僵局！作者以非常淺顯易懂的語言，循序漸進地介紹了 8051 的工作原理，從它的「大腦」（CPU）到「記憶體」和「四肢」（I/O），都解釋得非常清楚。最讓我感動的是，書中大量的圖示和流程圖，讓原本抽象的電路和程式邏輯變得具象化，看著圖就能理解，不用再猜測。而且，它的實作範例非常有趣，像是如何用 8051 控制一個簡單的機器人、如何製作一個音樂播放器，甚至是簡單的環境監測系統。這些專案不僅好玩，而且所需的材料都很容易取得，大大降低了入門的門檻。書中還提供了不少關於如何選擇零組件、如何焊接、以及如何進行基本測試的技巧，這對於剛開始動手做的創客來說，真的太重要了。我真心覺得，這本書讓 8051 不再只是冰冷的學術名詞，而是變成了一個可以實現各種創意想法的得力工具。

评分☆☆☆☆☆

我是一位在電子產品公司擔任韌體工程師的資深工作者，過去的經驗主要集中在 ARM 等較為現代化的處理器架構。最近因為公司有專案需要用到 8051 進行一些嵌入式系統的開發，我才重新拾起這顆經典的微控制器。坦白說，一開始我對 8051 的熟悉度有點生疏，擔心會花很多時間在釐清基本概念上。幸運的是，我找到了這本《8051 基本原理與軟、硬體設計大全》。這本書的深度和廣度都遠超我的預期。它不僅詳細講解了 8051 的核心原理，包括記憶體映射、I/O 埠的操作、特殊功能暫存器（SFR）的配置，還深入探討了如何運用它的各種週邊功能，例如 PWM 的產生、ADC 的讀取、EEPROM 的存取等。最讓我驚喜的是，書中對於一些進階的硬體設計考量，例如電源管理、時序控制、以及 EMI/EMC 的基本概念，也都有所涉及，這對於我們這種需要考慮產品量產和穩定性的工程師來說，是非常寶貴的資訊。書中的軟體設計部分，除了 C 語言的範例，還觸及了組合語言在特定情境下的應用，這對於理解效率和底層操作非常有幫助。總之，這本書是 8051 領域的一本集大成之作，無論是新手入門還是經驗豐富的工程師，都能从中獲益良多。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在電子教學領域工作多年的教師，長期以來，在尋找一本能夠真正幫助學生理解 8051 微控制器，並且能夠有效進行軟硬體整合設計的教材。許多現有的教科書，要嘛過於理論化，讓學生覺得枯燥乏味；要嘛範例太過時，無法貼近目前的教學需求。然而，這本《8051 基本原理與軟、硬體設計大全》的出現，可以說是為我解決了一個大難題。它的優點在於，它非常系統化地將 8051 的核心概念，例如它的內部架構、操作模式、以及各種功能模組，進行了清晰且深入的闡述。從如何撰寫組合語言，到如何運用 C 語言進行高效的開發，書中都提供了詳實的教學和範例。更讓我讚賞的是，它在軟硬體整合設計方面，提供了非常豐富的實務指導。從如何設計 PCB 的基本原則，到如何將 8051 與外部感測器、致動器、甚至顯示器進行連接，書中都提供了詳細的電路圖和程式碼範例。這些範例涵蓋了多種應用領域，能夠激發學生的學習興趣，並幫助他們建立實際的專案開發能力。書中對於常見的開發工具和除錯技巧的介紹，也對教學非常有幫助，能夠幫助學生更快地克服學習中的障礙。毫無疑問，這是一本非常適合用於高等教育和職業培訓的優質教材。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《8051 基本原理與軟、硬體設計大全》真的是讓我大開眼界！我本身是電子科系的學生，一直覺得 8051 這顆微控制器雖然經典，但要真正掌握它的精髓，尤其是軟硬體的整合設計，總是有點捉襟見肘。市面上很多書都偏重理論，講到實際操作就顯得語焉不詳，不然就是程式範例過於簡單，難以應付複雜的專案。這本書的出現，簡直是及時雨！它不只把 8051 的架構、指令集、中斷、定時器等基本概念講得透徹，更重要的是，它把這些理論落實到實際的硬體應用上。書中大量的實例，從簡單的 LED 閃爍，到更進階的感測器介面、通訊協定（像是 UART、SPI），甚至是一些小型系統的設計，都涵蓋在內。而且，它的程式碼範例都非常貼近實際應用，寫得清晰易懂，不僅能直接參考，還能引導我們思考如何優化和擴展。我尤其欣賞它在除錯和疑難排解方面的建議，這部分往往是初學者最容易卡關的地方，有了這些經驗分享，真的省了我不少摸索的時間。對於想要深入了解 8051，並且希望能夠將知識轉化為實際專案能力的讀者，我強烈推薦這本書！

评分☆☆☆☆☆

這本《8051 基本原理與軟、硬體設計大全》在我的書架上佔有相當重要的位置，原因無他，就是它完整且實用的內容。我過去在學校時期就接觸過 8051，但當時的學習體驗比較零散，對於如何將各個模組整合在一起，以及如何進行系統層級的設計，一直感到模糊。這本書卻能將 8051 的所有面向，從底層的指令集執行，到中層的周邊功能配置，再到高層的系統整合，都串聯起來，形成一個完整的知識體系。書中對於 8051 的硬體架構，例如它的匯流排結構、計時器/計數器的工作模式、序列埠的通訊原理，都解析得相當深入。更重要的是，它並沒有停留在理論層面，而是提供了大量實際的電路設計範例，並搭配詳細的程式碼，來演示如何實現各種功能。我特別喜歡書中對於不同硬體平台的介紹，例如不同的 8051 開發板，以及如何根據實際需求選擇合適的硬體元件，這對於想要進行專案開發的讀者來說，具有很高的參考價值。此外，書中也觸及了軟體架構的設計，例如如何組織程式碼，如何進行模組化的設計，以及如何進行基本的軟體測試，這對於提升程式的品質和可維護性有很大的幫助。總之，這是一本能夠帶領讀者從入門到精通 8051 的優秀參考書。