51單晶片微電腦係統開發應用(第四版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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【大量且詳盡的實例】結閤基礎知識以及實例的形式介紹單晶片的開發


　　【模組軟硬體的設計】以實用為基礎詳細介紹單晶片的設計方法與技巧

　　本書定位於51單晶片入門與提升，分為3篇，共17章，分彆為：基礎知識與環境搭建篇、典型模組篇和綜閤實例篇。全書結構閤理、定位精準，從單晶片發展曆程到環境搭建以及開發語言，循序漸進地再進入典型模組篇，例如鍵盤、顯示器、D/A轉換等，不僅麵麵俱到，且內容簡單又實用。最後透過3個大型綜閤實例，匯總前麵所學知識，使您能融會貫通，學以緻用。

　本書旨在幫助您快速掌握單晶片的基礎知識及開發技術，若你是程式設計語言的初學者，若你對於大學課程的畢業設計還在找尋相關方嚮，若你是單晶片的愛好者或是單晶片的開發人員，這本書的典型模組設計思想與方法對於你將會有相當好的指導意義，將會是適閤你的一本實用參考書籍。

《嵌入式係統設計與實踐：基於ARM Cortex-M係列微控製器》 書籍簡介 在當今快速發展的電子工程和物聯網領域，對高效、可靠的嵌入式係統開發能力的需求日益迫切。本書旨在為電子工程、計算機科學以及相關專業的學生和初級工程師提供一套全麵、深入且緊貼實際的嵌入式係統開發教程。我們選擇當前業界最為主流和應用最為廣泛的 ARM Cortex-M係列微控製器 作為核心教學平颱，重點剖析從硬件底層到復雜應用軟件的完整開發流程。 本書的結構設計充分考慮瞭讀者的學習麯綫，從基礎概念的建立，到高級功能的實現，層層遞進，確保讀者能夠紮實掌握現代嵌入式係統設計的精髓。 --- 第一部分：嵌入式係統基礎與Cortex-M架構深入解析 本部分是全書的基石，旨在為讀者構建堅實的理論和硬件認知框架。 第一章：嵌入式係統概論與發展趨勢 本章首先界定瞭嵌入式係統的概念、特點及其在現代社會中的廣泛應用。隨後，我們將討論當前嵌入式領域的熱點技術，如低功耗設計、實時操作係統（RTOS）的應用，以及嵌入式設備與雲端的連接趨勢。重點分析瞭不同微控製器架構（如8051、AVR、PIC與ARM的對比），明確指齣ARM Cortex-M係列因其卓越的性能功耗比和成熟的生態係統而成為現代嵌入式開發的首選。 第二章：ARM Cortex-M核心架構詳解 本章將深入剖析Cortex-M內核的內部結構，這是理解一切外設和軟件開發的前提。內容涵蓋： Cortex-M3/M4/M7的差異與選型依據： 側重於指令集架構（Thumb-2）、流水綫設計、寄存器組的組織方式。 特權級彆與內存保護單元（MPU）： 詳細講解瞭如何使用MPU實現代碼的隔離和安全運行，為後續的操作係統移植打下基礎。 嵌套嚮量中斷控製器（NVIC）： 徹底解析中斷的觸發機製、優先級設置、搶占與子優先級管理，以及如何高效地處理中斷服務程序（ISR）。 第三章：啓動流程與底層初始化 本章聚焦於微控製器“上電”到“開始執行用戶代碼”的整個過程。 復位序列與啓動配置： 分析瞭啓動配置（BOOT MODE）的選擇、時鍾樹的配置（RCC/PLL）是係統穩定的關鍵。 鏈接腳本（Linker Script）的魔力： 詳細解釋瞭`.s`啓動文件、堆（Heap）和棧（Stack）的設置，以及代碼在SRAM和Flash之間的映射規則，幫助讀者徹底理解程序在內存中的布局。 --- 第二部分：HAL層驅動開發與標準外設應用 本部分轉嚮實踐，教授如何使用最通用的方式——硬件抽象層（HAL）來驅動芯片外設，這是跨平颱開發的核心技能。 第四章：通用輸入輸齣（GPIO）與中斷編程 本章從最基礎的I/O操作入手，不僅介紹如何配置輸入/輸齣模式、上下拉電阻，更側重於如何高效地使用外部中斷（EXTI/IRQ）進行事件驅動編程，避免不必要的CPU輪詢。 第五章：定時器與脈衝寬度調製（PWM） 深入探討通用定時器（TIM）的復雜功能，包括： 基礎計數與時基配置： 如何實現精確的時間測量和周期性事件觸發。 輸入捕獲（Input Capture）： 用於測量外部信號的頻率和占空比。 PWM輸齣與電機控製基礎： 詳細介紹如何通過配置不同的定時器通道實現多通道、互補模式的PWM輸齣，為伺服控製和電力電子應用打下基礎。 第六章：串行通信協議棧的實現 通信是嵌入式係統的生命綫。本章係統介紹三種主流的異步/同步串行通信： UART/USART： 講解波特率計算、數據幀格式、DMA在UART數據傳輸中的優化應用。 SPI總綫： 重點在於主從模式的選擇、時鍾極性/相位（CPOL/CPHA）的組閤理解，以及在多設備選擇（CS/SS）下的時序控製。 I2C總綫： 細緻講解瞭起始/停止條件、地址的讀寫、仲裁機製，以及如何實現多字節數據傳輸。 第七章：模數轉換（ADC）與數模轉換（DAC） 本章側重於模擬信號的處理。詳細解析瞭ADC的采樣定理、轉換模式（單次、掃描、連續），以及如何利用DMA高效地將采集到的數據批量傳輸到內存中，實現高速數據采集。DAC的應用則側重於波形發生器的設計。 --- 第三部分：高級主題與實時係統集成 本部分將讀者的技能提升到工業級應用水平，引入實時操作係統（RTOS）的概念和實踐。 第八章：DMA（直接內存訪問）的效率革命 DMA是實現高性能嵌入式係統的關鍵技術。本章將DMA從一個抽象概念轉化為實用的工具： DMA通道、請求和傳輸模式： 解釋循環模式、正常模式、增量/非增量尋址。 跨模塊應用： 演示如何結閤DMA與ADC、定時器、串行通信，實現CPU完全解放的“零乾預”數據傳輸鏈路。 第九章：實時操作係統（RTOS）原理與移植 引入FreeRTOS作為主流RTOS的代錶進行講解： RTOS核心概念： 任務（Task）、調度器（Scheduler）、信號量（Semaphore）、互斥鎖（Mutex）、消息隊列（Queue）和事件組（Event Group）。 任務級設計： 教授如何根據係統需求劃分任務優先級和職責，避免死鎖和資源競爭。 Cortex-M上的上下文切換： 結閤匯編知識，揭示RTOS內核是如何利用特權級的切換和棧幀保存實現任務切換的。 第十章：存儲器管理與文件係統 討論嵌入式係統中常用的非易失性存儲技術： Flash/EEPROM的操作： 講解扇區擦除、寫入限製以及如何實現固件升級（OTA）的初步構想。 嵌入式文件係統（如FatFs）： 如何在外部SD卡或內部Flash上實現可靠的文件存儲和管理，支持日誌記錄和配置存儲。 第十一章：網絡協議棧基礎與物聯網接口（可選進階） 鑒於物聯網的趨勢，本章簡要介紹如何為Cortex-M微控製器添加網絡能力。內容包括：以太網（LwIP棧入門）或Wi-Fi模塊（AT指令集通信），以及基礎的MQTT/HTTP協議在嵌入式設備上的輕量級實現思路。 --- 附錄：開發環境與工具鏈 本書假定讀者熟悉C語言編程。附錄將指導讀者搭建起完整的開發環境，包括： 1. 集成開發環境（IDE）的選擇與配置： 重點推薦Keil MDK或STM32CubeIDE等主流工具鏈的安裝與調試配置。 2. 硬件調試工具的使用： J-Link/ST-Link的使用，斷點設置、觀察變量、內存查看以及實時跟蹤的技巧。 3. 編譯與生成過程詳解： 如何閱讀和修改Makefile或IDE的項目設置文件，以更好地控製編譯輸齣。 本書特色： 實踐驅動： 每章均配有清晰的實驗步驟和代碼示例，直接在主流Cortex-M開發闆上驗證所學知識。 架構清晰： 從底層寄存器操作（裸機開發思維）到上層軟件框架（RTOS應用），知識點銜接自然流暢。 麵嚮工業： 內容緊密圍繞工業控製和物聯網應用中對可靠性、實時性和資源效率的要求展開。 本書是希望從簡單的8位機開發過渡到現代32位嵌入式係統開發的工程師、希望係統學習ARM架構的在校學生，以及需要快速掌握新一代微控製器技術的專業人員的理想參考書。通過本書的學習，讀者將有能力獨立設計、實現和調試復雜的、基於ARM Cortex-M的嵌入式産品。

第一篇　基礎知識與環境搭建篇
第一章　緒論
第二章　單晶片硬體基礎知識
第三章　單晶片開發語言
第四章　單晶片的內部資源及編程

第二篇　典型模組篇
第五章　單晶片記憶體的擴展
第六章  單晶片I/O介麵擴展
第七章  單晶片A/D轉換
第八章  單晶片D/A轉換
第九章  單晶片鍵盤設計
第十章  單晶片與顯示器
第十一章  單晶片看門狗技術
第十二章  單晶片通訊技術
第十三章  單晶片與即時時鍾晶片
第十四章  單晶片與微型印錶機

第三篇  綜閤實例篇
第十五章  基於DS18B20的溫度迴圈檢測係統
第十六章  自動控製升降旗係統
第十七章  簡易IC卡考勤機係統

评分☆☆☆☆☆

一直以來，51單晶片對我來說都是一個既熟悉又陌生的領域。說熟悉，是因為在求學過程中，總是會接觸到一些基礎的嵌入式概念，而51單片機作為入門級産品，幾乎是繞不開的。說陌生，則是因為真正要深入下去，去做一些實際的項目，纔發現裏麵門道不少。這次拿到《51單晶片微電腦係統開發應用（第四版）》，抱著解決之前的一些疑惑，並且希望能真正掌握這項技能的心態，我迫不及待地翻閱起來。 拿到書的第一感覺是厚實，內容應該會相當充實。翻開目錄，看到章節的編排，從最基礎的硬件結構、指令係統，到各種接口的詳細講解，再到實際的應用案例，整個邏輯脈絡非常清晰。我特彆關注瞭關於中斷係統和定時器的部分，這在我之前的學習中總是容易混淆，希望這本書能給齣一個更直觀、更易於理解的解釋。同時，作者在講解每個章節的時候，都結閤瞭大量的代碼示例，這一點非常重要，理論結閤實踐纔能真正學到東西。而且，我注意到這本書涵蓋瞭比較多的外設驅動，比如LED、按鍵、LCD、EEPROM等等，這些都是實際項目中經常會用到的，能夠大大提升學習的效率。

评分☆☆☆☆☆

最近看到很多關於物聯網（IoT）和智能穿戴設備的討論，其中不少基礎的連接和控製功能，都可以用小巧且成本低廉的單片機來實現。我一直想嘗試自己動手做一個簡單的智能手環，能夠記錄步數，或者控製手機的播放器。雖然現在市麵上有很多成熟的解決方案，但從學習和 DIY 的角度來說，從基礎的單片機入手，能夠更深入地理解其工作原理。 《51單片機微電腦係統開發應用（第四版）》這本書，從書名來看，就充滿瞭“應用”的導嚮。我非常期待書中能夠提供一些實際的項目案例，特彆是那種能夠快速實現並且有一定趣味性的項目。比如，如何用51單片機驅動一個簡單的OLED屏幕顯示信息，如何通過藍牙模塊實現與手機的通信，或者如何用陀螺儀傳感器實現一些有趣的功能。如果書中能夠提供詳細的電路圖和代碼，並輔以清晰的講解，那對我來說，將是一個非常好的學習起點，能夠幫助我快速地邁齣 DIY 智能設備的第一步。

评分☆☆☆☆☆

作為一個在電子工程領域摸爬滾打多年的老兵，我一直對單片機的發展保持著關注。從最初的8位機，到現在的32位甚至64位處理器，技術的迭代速度非常驚人。但是，對於很多初學者或者需要快速實現功能的開發者來說，51單片機依然是不可忽視的存在。它的結構簡單、指令集經典，並且擁有大量的開源資源和成熟的開發工具，使得它在許多領域仍然有著廣泛的應用。 《51單片機微電腦係統開發應用（第四版）》吸引我的地方在於，它不僅僅是停留在基礎的講解，而是強調瞭“係統開發應用”這個概念。這意味著它會涉及到從硬件選型、電路設計，到軟件編程、係統調試的整個流程。我尤其想瞭解，對於第四版這樣更新的版本，是否在原有的基礎上加入瞭一些新的內容，比如對一些新型號的51單片機（例如STC係列）的適配和講解，或者對一些新的開發工具和調試技術的介紹。畢竟，隨著技術的發展，傳統的開發方式也需要不斷更新。

评分☆☆☆☆☆

最近一直在思考如何將一些老舊的傢電進行智能化改造，比如讓老式的風扇能夠定時開關，或者讓傢裏的燈光可以遠程控製。之前也嘗試過一些 Arduino 的項目，但是總覺得在成本和性能上，51單片機在這類應用場景下有其獨特的優勢。特彆是對於一些對實時性要求比較高，但又不需要過於復雜計算的場景，51單片機可以說是性價比之選。《51單晶片微電腦係統開發應用（第四版）》的齣現，正好滿足瞭我這方麵的需求。 我特彆期待書中所提到的“實際應用案例”部分，因為很多時候，光看理論知識，很難想象如何將其落地。如果書中能提供一些貼近生活的實際案例，比如智能傢居的小模塊，或者簡單的工業控製係統，那對我的啓發會很大。尤其是如果能講解一些關於功耗優化、抗乾擾設計等方麵的經驗，那更是錦上添花瞭。畢竟，在實際的嵌入式開發中，這些細節往往是決定項目成敗的關鍵。我希望通過這本書，能夠獲得一些實用的開發技巧，並且能夠快速地將想法轉化為可運行的硬件原型。

评分☆☆☆☆☆

我的研究方嚮涉及到一些需要精密測量的儀器，其中一部分關鍵的控製模塊就涉及到實時數據采集和處理。雖然我習慣於使用更高級的處理器，但對於一些成本敏感且對實時性要求極高的子係統，51單片機依然是我的備選方案。之前我也接觸過一些51單片機的資料，但總覺得不夠係統和深入，很多細節上的處理方法難以找到清晰的解釋。 這次拿到《51單片機微電腦係統開發應用（第四版）》，我更看重的是它在“係統開發”方麵的體現。我希望這本書能夠詳細講解如何構建一個穩定可靠的51單片機係統，包括如何進行外圍電路的設計、如何優化代碼以提高效率、以及如何進行有效的係統調試。特彆是關於中斷和DMA（如果51係列支持的話）的使用，以及如何處理多任務的協同工作，這些都是構建復雜係統的關鍵。如果書中能夠提供一些在實際項目中遇到過的疑難雜癥的解決方案，那對我的幫助將是巨大的。