单晶片控制实习(附范例光碟)(资讯、电子用) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　自从单晶片微电脑问世后，由于接线简单、体积小巧，所以被广泛应用于家电用品、事务机器及汽车中，举凡电磁炉、微波炉、冷气机、影印机、传真机、数据机、自动贩卖机、PC的键盘、滑鼠、汽车自动排档、汽车电子点火......等，皆可看到单晶片微电脑的影子。由于Intel公司的MCS-51系列单晶片微电脑，成熟稳定、功能齐全、易学好用，不但具有较多的I/O接脚、较大的记忆体空间、较快的运算速度，还提供全双工的串列埠，尤其是强而有力的位元运算指令更使MCS-51成为工业自动控制上的最佳利器。

　　因此，AMD、Philips、Signetics、Siemens、Matra、Dallas、Atmel等世界名厂均相继投入MCS-51相容产品的研发制造，使MCS-51家族的产品不但速度更快、耗电更少、功能更强，而且售价急速下降。无论就未来产品功能日益提升的趋势或由开发新产品所需的时间及效率来考量，学习MCS-51现在正是时候。

嵌入式系统设计与实践：基于现代微控制器的应用开发 内容提要： 本书深入探讨了现代嵌入式系统设计与应用开发的各个关键环节，旨在为读者提供一套全面、系统的理论基础与丰富的实践经验。全书内容紧密围绕当前主流的微控制器架构，特别是高性能、低功耗的32位Cortex-M系列处理器，辅以必要的硬件接口知识和软件工程方法。它并非侧重于单一的、特定的微控制器平台操作指南，而是聚焦于构建高效、可靠、可扩展的嵌入式解决方案所需的核心技能。 第一部分：嵌入式系统基础架构与硬件接口 本部分首先为读者奠定坚实的理论基础。它详细剖析了嵌入式系统的基本组成，包括处理器选型、存储器组织（闪存、SRAM、EEPROM的工作原理与内存映射）、时钟系统与复位机制的配置。重点讲解了如何从系统级角度理解微控制器的工作流程。 随后，本书将详细介绍与外部世界交互的关键硬件接口技术。这包括通用异步收发器（UART）的波特率计算与数据帧结构分析，串行外设接口（SPI）和I2C总线在多设备通信中的主从模式配置、时序图解析以及错误处理机制。此外，对于需要高精度数据采集的应用场景，本书提供了模数转换器（ADC）的采样定理、分辨率与噪声抑制技术的深入探讨，以及脉冲宽度调制（PWM）在电机控制和电源管理中的高级应用。我们还将介绍如何通过通用输入输出（GPIO）端口实现高效的电平转换和中断触发机制。 第二部分：实时操作系统（RTOS）与任务管理 在复杂的嵌入式应用中，裸机编程往往难以满足实时性、并发性和资源管理的挑战。因此，本书的第二部分将全部聚焦于实时操作系统的原理与实践。我们将以一个广受欢迎的、广泛应用于工业和消费电子领域的RTOS内核为例，详细讲解其核心概念。 内容涵盖： 1. 任务调度机制： 深入解析优先级继承、抢占式与协作式调度的差异，以及如何通过配置调度策略优化系统响应时间。 2. 任务间通信与同步： 详细讲解信号量（Semaphores）、互斥锁（Mutexes）的应用场景与死锁预防措施；消息队列（Message Queues）的先进先出（FIFO）机制及其在数据流处理中的优势；事件标志组（Event Flags）在复杂事件驱动系统中的构建方法。 3. 内存管理： 剖析RTOS环境下的内存池（Memory Pools）分配与回收机制，强调碎片化问题及应对策略，确保系统长期运行的稳定性。 4. 中断服务程序（ISR）设计规范： 讨论如何在ISR内部最小化执行时间，以及安全地与任务层进行数据交换的最佳实践，避免优先级反转问题。 第三部分：嵌入式软件开发与工程实践 本部分着重于提升读者的软件工程能力，以适应现代嵌入式项目对代码质量、可维护性和可移植性的要求。 我们将探讨固件开发环境的搭建，包括交叉编译工具链的选择、链接脚本（Linker Scripts）的编写与理解，以及如何有效地利用调试器（如JTAG/SWD）进行硬件级调试和性能分析。 在软件架构方面，本书倡导模块化和分层设计。我们将介绍状态机（State Machine）在处理复杂逻辑流程中的应用，并通过有限状态自动机（FSM）的实例展示如何清晰地定义系统行为。同时，也会涉及驱动程序的标准化开发，包括如何编写与硬件抽象层（HAL）分离的、易于移植到底层硬件差异之上的设备驱动代码。 此外，版本控制系统（如Git）在嵌入式项目中的最佳实践会被详细阐述，包括分支策略、代码审查流程等，确保团队协作的顺畅。 第四部分：高级主题与前沿技术集成 最后一部分拓展到当前嵌入式领域的热点和高级应用。 低功耗设计与电源管理： 讲解如何有效利用微控制器的睡眠模式（Sleep Modes），包括深度睡眠、唤醒源配置，以及通过功耗分析工具优化代码以延长电池寿命的实用技巧。 网络通信协议栈： 虽然不侧重于单一网络模块的操作，但本书会提供一个通用的框架来理解TCP/IP协议栈在资源受限设备上的移植与轻量化实现，特别是针对物联网（IoT）应用中常用的MQTT协议的客户端设计要点。 系统级安全基础： 引入对嵌入式安全性的初步认知，包括代码签名、安全启动（Secure Boot）的基本流程概念，以及防止常见的软件漏洞（如缓冲区溢出）的编码习惯。 本书的编写风格注重原理的深度剖析与工程实践的紧密结合，通过大量的理论阐述和清晰的逻辑结构，帮助读者从“学会操作某个芯片”跃升到“掌握设计和实现复杂嵌入式系统的核心能力”。全书提供的是一套通用的、跨平台的思维框架和方法论，是嵌入式系统工程师、固件开发者以及相关专业学生深入学习和提升实践水平的理想参考资料。

相关知识1

第1章　单晶片微电脑的认识3
1-1　微电脑的基本结构4
1-2　何谓单晶片微电脑5
1-3　使用单晶片微电脑的好处6
1-4　适用的电脑才是好电脑6
1-5　MCS-51系列单晶片微电脑的认识7

第2章　MCS-51系列单晶片微电脑9
2-1　我应选用哪个编号的单晶片微电脑10
2-2　MCS-51系列之方块图10
2-3　MCS-51系列的接脚11
2-3-1　MCS-51系列的接脚图11
2-3-2　MCS-51系列之接脚功能说明12

第3章　MCS-51系列的内部结构19
3-1　指令解码器及控制单元21
3-2　算术逻辑单元21
3-3　程式计数器21
3-4　程式记忆体21
3-5　资料记忆体23
3-6　特殊功能暂存器26
3-6-1　累积器A30
3-6-2　B暂存器30
3-6-3　程式状态字元PSW30
3-6-4　堆叠指标SP32
3-6-5　资料指标暂存器DPTR32
3-7　输入 / 输出埠32
3-8　计时 / 计数器之基本认识35
3-9　计时 / 计数器0及计时 / 计数器136
3-9-1　工作模式之设定36
3-9-2　模式0 (Mode 0) 分析36
3-9-3　模式1 (Mode 1) 分析40
3-9-4　模式2 (Mode 2) 分析40
3-9-5　模式3 (Mode 3) 分析42
3-10　计时 / 计数器243
3-10-1　工作模式之设定43
3-10-2　捕取模式 (Capture Mode) 分析43
3-10-3　自动再载入模式 (Auto-Reload Mode) 分析45
3-10-4　鲍率产生器 (Baud Rate Generator) 分析46
3-11　串列埠47
3-11-1　串列埠之模式049
3-11-2　串列埠之模式151
3-11-3　串列埠之模式254
3-11-4　串列埠之模式356
3-11-5　串列埠的鲍率57
3-11-6　多处理机通讯58
3-12　中　断62
3-12-1　中断之致能62
3-12-2　中断之优先权64
3-13　省电模式67
3-13-1　闲置模式 (Idle Mode)68
3-13-2　功率下降模式 (Power Down Mode)69

第4章　MCS-51指令集71
4-1　MCS-51指令索引 (依英文字母顺序排列)73
4-2　MCS-51指令索引 (依功能分类)78
4-3　MCS-51指令详析84
4-3-1　资料传送指令84
4-3-2　算术运算指令90
4-3-3　逻辑运算指令95
4-3-4　位元运算指令102
4-3-5　分支跳越指令105
4-3-6　唿叫指令及回返指令110
4-3-7　其他指令112
4-4　MCS-51各指令对旗标影响之摘要113
4-5　MCS-51各运算元之英文全名114

第5章　MCS-51之基本电路117
5-1　80C51、89C51、89S51之基本电路118
5-2　80C31、80C32之基本电路121
5-3　输入 / 输出埠的扩充121
5-4　介面电路123
5-4-1　输入电路123
5-4-2　输出电路125

第6章　如何编译程式133
6-1　机械码134
6-2　何谓组合语言134
6-3　如何获得程式的执行档134
6-4　组合语言的格式135
6-5　中文视窗版编译器AJON51139
6-5-1　AJON51的组译功能139
6-5-2　AJON51之安装与设定141
6-5-3　AJON51之操作实例145
6-5-4　AJON51的侦错功能153
6-5-5　AJON51的线上求助功能157

第7章　如何执行、测试程式163
7-1　直接将程式烧录在89S51或89C51测试164
7-2　直接将程式下载至具有ISP功能的AT89S51或P89C51RD2执行164
7-3　利用电路实体模拟器ICE执行程式165
7-4　利用软体模拟器执行程式166
7-5　如何防止程式被别人复制167

第8章　AT89系列单晶片微电脑的认识169
8-1　快闪记忆体－Flash Memory170
8-2　AT89C51、AT89S51170
8-3　AT89C52、AT89S52170
8-4　AT89C55171
8-5　AT89C2051、AT89S2051171
8-6　AT89C4051、AT89S4051173
8-7　AT89C1051U173

基础实习175

第9章　输出埠之基础实习177
实习9-1　闪烁灯178
实习9-2　霹雳灯184
实习9-3　广告灯186

第10章　输入埠之基础实习193
实习10-1　用开关选择动作状态194
实习10-2　用按钮控制动作状态199
实习10-3　矩阵键盘202

第11章　计时器之基础实习213
实习11-1　使用计时器做走马灯214
实习11-2　使用计时中断做走马灯217

第12章　计数器之基础实习221
实习12-1　用计数器改变输出状态222
实习12-2　用计数中断改变输出状态227

第13章　外部中断之基础实习231
实习13-1　接到外部中断信号时改变输出状态232

第14章　串列埠之基础实习237
实习14-1　用串列埠来扩充输出埠238
实习14-2　用串列埠单向传送资料243
实习14-3　两个MCS-51互相传送资料252

专题制作263

第15章　用七段显示器显示数字265

第16章　电子琴273

第17章　声音产生器283
实习17-1　忙音产生器284
实习17-2　铃声产生器287
实习17-3　警告声产生器290

第18章　点矩阵LCD模组之应用293
实习18-1　用LCD模组显示字串294
实习18-2　用LCD模组显示自创之字元或图形317

附录　常用资料325
附录1　MCS-51指令集(依英文字母之顺序排列)326
附录2　本书附赠之光碟335
附录3　常用零件的接脚图337
附录4　常用记忆体的接脚图341
附录5　本书实习所需之器材344
附录6　使用具有ISP功能的AT89S51下载并执行程式345
附录7　使用具有ISP功能的P89C51RD2下载并执行程式352

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我是一名刚入门的电子技术爱好者，之前在学校接触过一些程式设计，但对于硬体控制方面一直感觉是个黑洞。这本《单晶片控制实习(附范例光碟)(资讯、电子用)》真的是我踏入这个领域的“启蒙书”。它的内容编排非常适合新手，不会一开始就抛出复杂的概念。作者很巧妙地将理论知识和实际操作结合起来，让学习过程不枯燥。我特别喜欢它循序渐进的学习路径，从最简单的“点亮一颗LED”开始，然后逐步引入更复杂的指令和外围设备。 书中对各种元器件的介绍，也做得非常细致，像是不同型号的单晶片特点、它们适用的电源电压、以及一些常见的接口定义，都解释得非常清楚。最重要的是，它附带的光碟里有大量的范例程式码和电路图。我经常是边看书边跟着光碟里的范例动手实践。例如，书中介绍如何使用ADC（类比数位转换器）读取电位器的值，我就跟着书里的图和代码，实际搭建了一个简单的亮度调节电路。过程中遇到一些小问题，书里的一些“小贴士”和“注意事项”就帮了我大忙。我觉得这本书的价值在于，它不仅仅是教你“怎么做”，更教你“为什么这么做”，这种知其然也知其所以然的学习方式，让我对单晶片控制有了更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本《单晶片控制实习(附范例光碟)(资讯、电子用)》真的是近期我电子学习路上的一大助力！我之前一直对单晶片微控制器（MCU）很感兴趣，但总觉得理论知识有点抽象，不知道该如何下手。直到我看到了这本书，它的内容组织方式立刻吸引了我。首先，它不是那种枯燥乏味的教科书，而是以“实习”为导向，从最基础的概念讲起，像是单晶片是什么、它有哪些种类、在实际应用中扮演的角色等等，都解释得非常清楚，让我这个门外汉也能快速进入状况。 最棒的是，它真的配了范例光碟！这对我来说太重要了。很多时候，光看书上的代码和电路图，总感觉隔了一层纱，很难真正体会。但有了光碟里的范例程式码和电路设计，我就可以直接跟着操作，一步一步去验证书上的讲解。而且，这些范例都相当贴近实际应用，像是简单的LED闪烁、按键控制、甚至是一些基础的传感器读写，都让我第一次感受到单晶片控制的魅力。书中的讲解逻辑也很顺畅，每一步都解释得很详细，不会让你感到困惑。我记得我花了一个下午研究了其中一个控制马达的范例，从接线到烧录程式码，再到看到马达按照预期转动，那种成就感简直爆棚！这本书就像一个循循善诱的老师，让我从实践中学习，而不是死记硬背。

评分☆☆☆☆☆

说实话，市面上的单晶片书籍很多，但真正能让我觉得“买对了”的，这本书绝对算得上。我是一个对DIY电子产品非常感兴趣的人，经常自己动手做一些小玩意儿。这本《单晶片控制实习(附范例光碟)(资讯、电子用)》就像是为我量身定做的。它的内容非常接地气，从最基础的焊接技巧、电阻电容的识别，到如何安全地烧录程式码，都讲得很详细，非常适合像我这样的新手。 最吸引我的地方，在于它提供了丰富的范例，而且这些范例都非常有创意！比如，书中有一个範例是利用单晶片制作一个简易的“电子骰子”，我跟着做完之后，觉得非常有成就感。还有另一个範例是制作一个简单的“音乐播放器”，虽然功能比较基础，但让我了解到了如何处理音频信号。书中的电路图清晰明了，程式码也经过了优化，读起来非常舒服。光碟里不仅有程式码，还附带了一些必要的驱动程式和开发环境的配置指南，这对于初学者来说，省去了很多摸索的时间。这本书让我第一次深刻体会到，单晶片控制不只是书本上的理论，而是能够真正应用到生活中的有趣事物。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在职的电子工程师，偶尔也会需要接触一些单晶片相关的项目，虽然有一些基础，但总觉得对于一些新兴的单晶片应用和控制技巧不够熟悉。这本《单晶片控制实习(附范例光碟)(资讯、电子用)》给我带来了不少启发。这本书的内容相当扎实，而且覆盖的面也比较广，不只是停留在基础的IO控制，还涉及到一些更高级的指令和通讯协议。我发现它在讲解一些关键概念的时候，会引用一些实际的工业应用场景，让我能够更容易理解这些知识在现实世界中的价值。 光碟里的范例程式码，对我的帮助尤其大。这些范例不仅仅是“Hello World”级别的，而是涵盖了一些比较实用的功能，例如伺服马达的精准控制、SPI/I2C的通讯实测、甚至是一些基础的伺服控制算法的实现。我之前在处理一个需要读取多路感测器数据的项目时，就参考了书中关于多工处理的範例，大大缩短了开发时间。而且，它的程式码风格很规范，注释也很到位，对于我们这种需要快速阅读和理解他人代码的人来说，非常友好。这本书并没有回避一些进阶的议题，例如中断处理、低功耗设计等，并且提供了相应的实践範例，让我能够快速回顾和学习这些重要的知识点。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我当初买这本《单晶片控制实习》是抱着试试看的心态，因为市面上相关的书籍真的不少，但很多要么太浅，要么太深，很难找到一个平衡点。这本书在我的眼中，就完美地填补了这个空白。它的内容设计非常有条理，从一开始的硬体认识，包括各种电阻、电容、甚至是更复杂的驱动器，到软体的程式设计，像是C语言在嵌入式系统中的应用，都做了非常详尽的介绍。我尤其欣赏它在介绍不同单晶片系列时，会点出它们的特性和适用范围，这对于初学者来说，避免了选择困难症。 更让我惊喜的是，书中的范例程式码质量很高，而且都附有详细的注释，让我在理解程式逻辑的时候，能够事半功倍。我曾尝试过其他书籍的范例，很多都只有一行行代码，让你看了半天也不知道它到底在做什么。但这本书不一样，它会解释每一段程式码的用意，甚至是一些关键指令的用法。我记得有一次，我跟着书中的范例做一个温度感测器的数据读取，一开始总是出现乱码，我百思不得其解。后来我仔细对照了书中的电路图和程式码，才发现是自己少了一个滤波的步骤。书里对于这类常见问题，也有一些故障排除的指导，这一点真的太贴心了。光碟里的资源也相当丰富，除了程式码，还有一些电路模拟的软体，让我可以在电脑上先做一些验证，再进行实际操作。