8051微算机原理与应用(精装本) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书使用目前在工业应用系统中最受欢迎的MCS-51族系微控制器为例，详细地介绍微算机的基本原理与应用，并且介绍一般微处理器的相关原理，使读者除了能够精通MCS-51之外，也能触类旁通，读者于读完本书之后，将有能力设计各种微处理器或是微控制器的应用系统。本书每一小节后皆提供丰富的复习问题，以帮助读者自我评量对该小节内容了解的程度，并且提供教师当作随堂测验的参考题目。

本书特色

　　8051微算机原理与应用一书，使用目前在工业应用系统中最受欢迎的MCS-51族系微控制器为例，详细地介绍微算机的基本原理与应用。读者于读完本书之后，将有能力设计各种微处理器或是微控制器的应用系统。本书的主要特性如下：

　　1. 由浅入深将MCS-51微控制器的指令分类，并且以丰富的程式实例，阐述每一个指令的动作与应用。
　　2. 专章介绍与MCS-51相关的C语言程式设计，包括基本程式设计、函式与指标。
　　3. 平衡介绍组合语言与C语言在MCS-51微控制器应用系统的设计。
　　4. 专章讨论MCS-51微控制器族系的内部功能与硬体界面，及MCS-51与商用记忆器元件的界接使用。
　　5. 专章讨论MCS-51微控制器族系的中断与处理、系统重置，及功率控制与管理。
　　6. 详细地介绍并列I/O结构，并列资料转移与控制方式，与MCS-51族系的I/O埠结构与特性。
　　7. 专章讨论MCS-51微控制器族系的定时器/计数器的结构、功能与应用程式设计，及步进马达的原理与推动程式设计。
　　8. 详细地介绍键盘与显示器电路设计：轮唿式与中断式键盘的电路及推动程式设计，LED与LCD显示器的原理及其相关的电路模组与推动程式设计。
　　9. 详细地介绍串列资料转移与控制方式、串列介面标准EIA-232(RS-232)、MCS-51的串列通信埠，SPI与I2C汇流排的结构、特性与应用。
　　10. 每一小节皆提供丰富的复习问题，帮助读者自我评量对该小节内容了解的程度，并且提供教师当作随堂测验的参考题目。8051微算机原理与应用一书可以当作微算机原理与应用课程的教科书，或是当作自我进修及实务上的参考用书。

深入探索嵌入式系统设计的基石：现代微控制器架构与编程实践 本书旨在为电子工程、计算机科学及相关专业学生和工程师提供一套全面、深入且高度实用的微控制器系统设计与应用指南。它不涉及8051架构的特定细节，而是将焦点放在当代主流的、基于ARM Cortex-M内核的微控制器（如STM32系列）的通用原理、高级应用开发与生态系统构建上。 --- 第一部分：现代嵌入式系统概论与前沿趋势 第一章：从传统单片机到Cortex-M生态的跨越 本章首先描绘了嵌入式系统在物联网（IoT）、工业控制、汽车电子和消费电子领域的核心地位。我们讨论微控制器（MCU）与微处理器（MPU）的本质区别，并重点分析过去十年间，以ARM Cortex-M系列为代表的新一代32位MCU如何凭借其卓越的功耗效率、强大的处理能力和成熟的软件工具链，迅速取代传统8位/16位架构，成为行业标准。 MCU市场的演变： 简述8位/16位体系的局限性及其在特定场景的保留价值。 ARM Cortex-M的崛起： 详细介绍Cortex-M0/M3/M4/M7在性能、功耗和指令集特性上的差异化定位。 生态系统的重要性： 探讨基于CMSIS（Cortex Microcontroller Software Interface Standard）的软件兼容性如何加速开发周期。 第二章：系统级思维与嵌入式项目管理 嵌入式开发不仅仅是编写代码，更是一个系统工程。本章强调从需求分析到最终部署的完整生命周期管理。 需求定义与约束分析： 如何平衡实时性、功耗预算、成本和存储空间之间的矛盾。 硬件/软件协同设计： 在系统启动前，如何通过原理图审查、PCB布局规范和固件接口定义来避免后期集成冲突。 版本控制与可追溯性： 介绍Git在嵌入式固件开发中的最佳实践，以及如何管理交叉编译环境。 --- 第二部分：现代微控制器硬件架构深度剖析（基于通用32位内核） 第三章：Cortex-M内核的微架构与流水线 本章深入解析现代高性能32位MCU的核心——Cortex-M处理器内核。我们将侧重于其实现高效能的机制。 流水线机制： 详细剖析三级或五级流水线如何提升指令吞吐率。 内存保护单元（MPU）： 探讨MPU在实现操作系统任务隔离和增强系统鲁棒性中的关键作用，以及如何配置域（Domain）和权限等级。 堆栈与上下文切换： 分析ARM处理器堆栈的结构（主堆栈/进程堆栈）以及在中断服务程序（ISR）和任务切换中寄存器组的保存与恢复过程。 第四章：内存系统与总线结构 现代MCU的性能瓶颈往往出现在内存访问上。本章聚焦于片上存储器和总线结构。 存储器映射（Memory Mapping）： 理解程序空间、数据空间、外设寄存器空间在统一或分离地址空间中的组织方式。 高性能总线矩阵： 解析AHB（Advanced High-performance Bus）和APB（Advanced Peripheral Bus）的不同用途，以及总线仲裁机制。 DMA控制器的高级应用： 深入讲解DMA的工作模式（循环、突发、单次），如何配置DMA通道以实现零CPU干预的数据传输，例如ADC采样数据到内存的连续传输。 第五章：中断与实时性保证 中断处理是嵌入式系统的生命线。本章聚焦于先进的NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller）。 NVIC的结构与优先级配置： 学习如何设置抢占优先级（Pre-emption Priority）和子优先级（Sub-priority），确保严格的实时响应顺序。 中断延迟分析： 探讨影响最小中断延迟的因素，包括总线竞争和指令流水线影响。 延迟容忍设计： 介绍如何使用事件系统（Event System）或专用信号路由来减少对中断响应速度的依赖，提高系统吞吐量。 --- 第三部分：核心外设的高级配置与驱动开发 第六章：定时器、PWM与精确控制 本章超越了基础的计数功能，探讨如何利用高级定时器模块实现复杂的控制算法。 互补输出与死区插入： 详解在电机驱动和电源管理中，如何配置互补PWM对以避免上下桥臂直通。 捕获/比较与编码器接口： 利用输入捕获模式实现对外部脉冲（如光栅编码器）的精确测量，并计算速度和位置。 高分辨率时间戳： 使用高频定时器和DWT（Data Watchpoint and Trace）单元实现纳秒级时间戳记录。 第七章：异步与同步通信协议的深度实践 本章侧重于驱动复杂的串行通信接口，并解决实际应用中的数据完整性和速率问题。 UART/USART的高级流控制： 讨论硬件流控（RTS/CTS）在高速或不稳定链路中的重要性。 SPI的突发传输与多主设备管理： 学习如何利用片选（CS）时序和最大化传输效率。 I2C/I2S的仲裁与时钟同步： 详细分析多主I2C环境下的冲突解决机制，以及I2S在高质量音频流处理中的应用。 第八章：模数转换（ADC）与数模转换（DAC）的优化 本章专注于如何从高精度传感器中提取可靠数据。 多通道采样模式： 介绍交错模式（Interleaved）、扫描模式（Scan Mode）和序列模式的适用场景。 欠采样与过采样技术： 探讨如何通过软件算法结合硬件特性，在不增加硬件成本的情况下提高信噪比（SNR）。 高频信号的抗混叠设计： 强调在ADC前端滤波设计中的重要性。 --- 第四部分：软件架构、操作系统与固件部署 第九章：固件开发：从裸机到实时操作系统（RTOS） 本章是软件工程的核心，对比裸机编程的优缺点，并全面介绍RTOS的引入。 裸机编程的限制与挑战： 分析在复杂系统中，非抢占式循环结构难以维护的弊端。 RTOS核心概念： 深入讲解任务（Task）、调度器（Scheduler）、信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）和消息队列（Message Queue）的工作原理。 FreeRTOS/Zephyr等主流RTOS的选型与移植： 讨论配置内核以适应特定Cortex-M芯片所需的移植层工作。 第十章：系统级调试、测试与安全启动 可靠性是嵌入式产品的生命线。本章聚焦于生产就绪（Production-Ready）的代码质量保障。 JTAG/SWD接口深度利用： 不仅用于代码下载，更用于实时代码跟踪（Tracing）和断点设置。 固件更新（OTA/FOTA）： 介绍双备份闪存（Dual Bank Flash）架构在实现原子性固件升级中的作用，防止更新失败导致系统“变砖”。 基础安全机制： 探讨片上安全熔丝（Fuses）、代码签名验证和基础的内存隔离策略在抵御篡改方面的初步应用。 --- 本书适合具有C语言基础，并希望从基础8位/16位单片机开发快速过渡到现代高性能32位嵌入式系统开发的工程师和学生阅读。它提供的是一套面向未来、基于业界主流标准的、通用的系统级设计思维和实践能力。

第1章 简介
1.1 微算机系统结构与应用
1.2 MCS-51/52微控制器
1.3 文数字码与数码
1.4 数系转换
1.5 二进制算术
1.6 参考资料
1.7 习题

第2章 微算机基本工作原理
2.1 计算机基本功能与原理
2.2 CPU基本组织与动作
2.3 组译程式与组合语言程式
2.4 组合语言程式的建立与执行
2.5 参考资料
2.6 习题

第3章MCS-51软体模式
3.1 规划模式
3.2 资料类型与记忆器组织
3.3 定址方式与指令格式
3.4 参考资料
3.5 习题

第4章 基本组合语言程式设计
4.1 定址方式与指令使用
4.2 资料转移指令
4.3 算术运算指令
4.4 分歧(跳跃)指令
4.5 参考资料
4.6 习题

第5章 组合语言程式设计
5.1 逻辑与位元运算指令
5.2 移位与循环移位指令
5.3 CPU控制与旗号位元指令
5.4 程式设计基本技巧
5.5 副程式
5.6 参考资料
5.7 习题

第6章 C语言与程式设计
6.1 基本C语言程式
6.2 函式与指标
6.3 参考资料
6.4 习题

第7章 MCS-51硬体模式
7.1 MCS-51硬体模式
7.2 基本的MCS-51模组
7.3 MCS-51与记忆器界接
7.4 参考资料
7.5 习题

第8章 中断、系统重置与功率控制
8.1 中断与处理
8.2 MCS-51中断
8.3 中断服务程式
8.4 系统重置与功率控制
8.5 参考资料
8.6 习题

第9章 并列、I/O与界面
9.1 I/O基本结构
9.2 I/O资料转移方式
9.3 并列资料转移
9.4 MCS-51 I/O埠结构与动作
9.5 参考资料
9.6 习题

第10章 定时器与应用
10.1 定时器0与1
10.2 定时器2
10.3 应用实例---步进马达控制
10.4 参考资料
10.5 习题

第11章 键盘与显示器电路
11.1 键盘电路设计
11.2 LED显示器电路
11.3 液晶显示器
11.4 参考资料
11.5 习题

第12章 串列I/O、界面与应用
12.1 串列资料转移
12.2 MCS-51串列通信埠
12.3 串列界面基本应用
12.4 参考资料
12.6 习题

附录 MCS-51相关资料
A. MCS-51/52特殊功能暂存器(SFR)
A.1 特殊功能暂存器(SFR)位址图
A.2 中断向量表(MCS-51/52)
A.3 状态语句(PSW)
A.4 电源控制暂存器(PSW)
A.5 中断致能暂存器(IE)
A.6 中断优先权暂存器(IP)
A.7 定时器0/1控制暂存器(TCON)
A.8 定时器0/1模式暂存器(TMOD)
A.9 定时器2控制暂存器(T2CON)
A.10 串列通信埠控制暂存器(SCON)
B. MCS-51指令组详细资料
B.1 MCS-51指令分类表
B.2 MCS-51指令码、执行週期与长度
B.3 MCS-51指令详细动作

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哇，這本《8051微算機原理與應用(精裝本)》的封面設計真的好有質感，那個精裝的質感，拿在手裡沉甸甸的，感覺就是一本值得好好收藏的書。我對這種經典的硬殼裝訂一直情有獨鍾，每次看到這種精緻的印刷和裝訂，都會讓我想起以前念書的時候，那種對知識的敬畏感油然而生。而且，書的標題就直接點明了主題，對於我這種對微控制器有興趣，但又有點望而卻步的人來說，這樣的標題是個很大的吸引力。我特別好奇書中的圖文編排，是不是有很多清晰的圖示和實際的範例，讓那些抽象的原理變得更容易理解。畢竟，學習微算機這種東西，光看文字說明真的會讓人頭昏腦漲，如果能有生動的圖解，那就事半功倍了。我一直覺得，好的教材不只是傳授知識，更是一種引導，能激發讀者的學習熱情，讓學習的過程充滿樂趣。我還在想，這本書的內容會不會涵蓋到最新的8051發展趨勢，或者是一些經典的應用案例，能讓我一窺這個領域的廣闊天地。總之，光是從這精美的外觀，我就對這本書充滿了期待，希望它能帶給我一場知識的盛宴。

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老實說，我對8051這個微控制器一直有種既熟悉又陌生的感覺。它算是微控制器界的「老牌」了，很多早期的嵌入式系統都離不開它，但隨著技術的飛速發展，現在市面上有很多更先進的晶片，所以有時候會覺得，學8051會不會有點「過時」？不過，仔細想想，經典之所以經典，一定有它的道理。它就像是程式語言中的C語言一樣，雖然有各種更新的語言出現，但C語言的底層邏輯和概念，依然是理解許多進階語言的基礎。《8051微算機原理與應用(精裝本)》這個標題，讓我覺得它應該會深入淺出地講解8051的內核，從最基本的架構、指令集，到各種週邊電路和中斷的應用，應該都會有詳盡的闡述。我希望這本書的作者能提供一些實際的電路圖和程式碼範例，讓我能夠親手實踐，加深對原理的理解。畢竟，光是理論上的學習，很難真正掌握微算機的奧妙。尤其是在台灣，很多地方的工業和電子產業都有很深的8051基礎，掌握這方面的知識，對我來說，可能會有意外的助益。我特別想知道，書中會不會探討一些8051在早期工業自動化、家電控制等領域的經典應用，從而看到它如何一步步影響了整個產業的發展。

评分☆☆☆☆☆

談到《8051微算機原理與應用(精裝本)》，我腦海裡浮現的第一個畫面，就是它那厚實的書頁和清晰的排版，感覺就是一本可以「啃」下去的書。我特別在意書中的「原理」部分，會不會有深入的探討，例如，8051的內部結構，它的執行流程，以及各種指令是如何工作的。我希望作者能夠用比較直觀的方式來解釋這些概念，而不是一味地羅列技術術語。而且，「應用」的部分，我希望看到一些能引人入勝的實際案例。像是它在早期的工業控制、醫療儀器、甚至是像電子看板這類比較貼近生活的應用。如果能有完整的電路圖和程式碼範例，那我就更開心了。我一直覺得，學習微控制器，最重要的是能夠動手實踐。一本好的教材，應該能提供足夠的資訊，讓讀者能夠從零開始，逐步搭建起自己的專案。我還在想，這本書會不會包含一些進階的主題，像是多任務處理、即時作業系統的入門，或者是一些關於如何優化程式效能的技巧。畢竟，8051雖然經典，但在一些對效能要求比較高的場合，還是需要一些巧妙的設計。如果這本書能涵蓋這些內容，那就真的是一本非常全面的參考書了。

评分☆☆☆☆☆

我對《8051微算機原理與應用(精裝本)》這本書最大的好奇，在於它能如何將「原理」與「應用」巧妙地結合在一起。很多書在講原理的時候，就像在講天書，枯燥乏味；而有些書在講應用，卻又流於表面，抓不住重點。我希望這本書能夠做到兩者兼顧，甚至讓它們相輔相成。例如，在講解到某個特定的硬體模組（像是定時器/計數器）時，能否立刻接上幾個實際的應用範例，告訴我們如何利用這個模組來實現某個功能？像是延遲計時、產生PWM信號等等。這樣，讀者就能在理解原理的同時，立刻看到它的實際價值，進而激發更深入學習的動力。此外，我還期待書中能有一些「除錯」和「故障排除」的技巧。畢竟，在實際的嵌入式開發過程中，遇到問題是常態，如果書中能提供一些實用的除錯方法和思路，那就真的能幫到大忙了。我記得以前學習的時候，花了很多時間在除錯上，如果當時有這樣一本參考書，肯定能少走很多彎路。不知道這本書會不會提到一些常見的8051開發板，或者提供一些關於如何選擇合適開發工具的建議。

评分☆☆☆☆☆

這本《8051微算機原理與應用(精裝本)》的內容，我猜測應該會非常紮實，絕對不是那種輕描淡寫的入門讀物。精裝本的定位，本身就暗示著這本書的深度和廣度。我尤其關注書中關於「原理」的部分，究竟會講到什麼程度？是只停留在基本的硬體架構介紹，還是會深入到晶片的內部設計、時序控制、記憶體管理這些更底層的細節？我個人對後者比較有興趣，因為理解了底層的原理，才能更好地掌握它的應用。而且，「應用」的部分，我希望看到非常多元的範例。除了常見的LED閃爍、按鍵輸入這些基礎操作，能不能有一些更複雜的應用，像是通訊介面、感測器數據採集、甚至是一些簡單的數據處理？如果在書中能看到針對特定應用情境的完整設計流程和程式碼，那就太棒了。我一直覺得，學習微控制器，最終還是要落實到實際的專案開發上。如果這本書能提供足夠的靈感和技術指導，讓我能夠獨立完成一些小專案，那就真的是一本價值連城的書了。另外，我想知道書中的程式碼會不會是用C語言或者組合語言來寫？這對初學者來說，可是很重要的一點。