单晶片微电脑8051/8951原理与应用(C语言)(第三版)(附范例、系统光碟) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书使用目前最热门的KEIL C来学习单晶片微电脑，本书共分为四篇，第一篇将单晶片微电脑MCS-51及C语言的相关知识做了深入浅出的说明，第二篇至第四篇为C语言程式所撰写控制单晶片微电脑的应用实例，是一本理论与实务并重的书籍。本书中每个实例均经由作者精心规划，且每个程式范例均经由作者上机实验过。读者们若能一面研读本书一面依序实习，定可收到事半功倍之效果，进而获得单晶片微电脑控制之整体知识。本书适合大学、科大电子、电机、资工系「单晶片微电脑实务」课程使用。

本书特色

　　1.本书共分为四篇，使用目前最热门的KEIL C来学习单晶片微电脑，内容深入浅出，理论与实务并重，在学习上更加得心应手。

　　2.本书详细说明C 语言入门语法、程式架构、运算子及特殊指令，是学习单晶片微电脑的最佳书籍。

　　3.本书中的每个实例均经由作者精心规划，且由作者亲自上机实验，书后更附有无试用期限的KEIL C试用版。
 

微控制器技术前沿与实践：现代嵌入式系统设计指南 本书旨在为电子工程、计算机科学及相关领域的学习者、工程师和技术爱好者提供一个全面且深入的现代微控制器技术学习平台。本书聚焦于当前工业界和学术界主流的微控制器架构、开发工具链以及嵌入式系统设计的核心概念和实践技巧，尤其侧重于面向资源受限环境和物联网（IoT）应用的解决方案。 --- 第一部分：嵌入式系统基础与架构解析 本部分将为读者构建坚实的理论基础，解析现代嵌入式系统的构成要素和底层工作原理。 第一章：嵌入式系统概论与发展趋势 深入剖析嵌入式系统的定义、关键特性（如实时性、可靠性、功耗优化）及其在不同行业（汽车电子、工业控制、消费电子、医疗设备）中的应用场景。探讨从传统8位、16位微控制器向32位及更高性能处理器迁移的驱动力，重点分析Cortex-M系列微处理器在嵌入式领域的主导地位，以及RISC-V架构的崛起及其对未来设计的影响。讨论实时操作系统（RTOS）在复杂嵌入式应用中的必要性，并简要介绍主流的RTOS选型标准。 第二章：现代微控制器核心架构解析 详细讲解当前主流微控制器内核的设计原理，特别是ARM Cortex-M系列（如M0/M3/M4/M7）的流水线结构、指令集特点、寄存器组和堆栈操作。对比分析冯·诺依曼与哈佛结构在现代芯片设计中的实际应用。深入讲解存储器管理单元（MMU）和内存保护单元（MPU）的作用，以及它们如何支持操作系统和多任务环境下的内存隔离与安全。讨论时钟系统、复位机制和低功耗模式的底层配置和优化策略。 第三章：系统级资源与外设交互 本章侧重于微控制器内部关键硬件模块的原理与编程接口。详细阐述通用输入/输出（GPIO）的电气特性、推挽/开漏配置、上拉/下拉电阻的选择与应用。深度解析中断系统（NVIC），包括中断优先级配置、向量表管理和中断服务程序（ISR）的编写规范，以确保快速且确定性的响应时间。讲解定时器/计数器的不同工作模式（PWM生成、输入捕获、延迟测量）及其在精确时间控制中的应用。 --- 第二部分：通信协议栈与数据传输实践 本部分专注于微控制器之间、微控制器与外部世界之间进行可靠、高效数据交换所需掌握的各种通信技术。 第四章：通用异步与同步串行通信 详尽讲解通用异步收发传输器（UART）的波特率计算、奇偶校验、数据帧格式设置，并提供在不同波特率下进行数据完整性校验的实用方法。深入探讨同步串行通信接口（SPI）和I²C（Inter-Integrated Circuit）的总线仲裁机制、主/从模式配置、时序图分析以及多设备寻址策略。强调在噪声环境中进行可靠串行通信的硬件和软件设计考量。 第五章：网络接入与物联网通信 重点介绍现代嵌入式设备接入互联网所需的关键协议。全面解析TCP/IP协议栈的基础知识，着重讲解UDP和TCP在资源受限设备上的适用性差异。详细阐述Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) 协议的核心概念（Broker、Topic、QoS级别），并提供基于Wi-Fi或Ethernet模块实现MQTT客户端的实践步骤。讨论低功耗广域网（LPWAN）技术如LoRaWAN和NB-IoT的基本架构和在远程监测场景中的应用潜力。 第六章：模拟信号处理与数据采集 本章聚焦于模拟世界与数字世界的桥梁——模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）。深入讲解ADC的有效位数（ENOB）、采样率、量化误差和参考电压对采集精度的影响。探讨过采样、欠采样技术，以及如何利用DMA（直接存储器存取）模式实现不占用CPU资源的高速数据流采集。介绍DAC在波形发生和功率控制中的应用。 --- 第三部分：高效开发与调试技术 本部分致力于提升读者的开发效率和代码质量，涵盖了从编译到硬件调试的全过程。 第七章：现代嵌入式软件开发工具链 系统介绍当前主流的嵌入式开发环境（IDE）和交叉编译流程。详细解析Makefile或CMake在管理复杂工程中的应用，强调头文件包含路径、宏定义和链接脚本在构建过程中的关键作用。讲解编译器优化等级（-O0到-Os）对代码体积和运行速度的影响，并提供在不同优化级别下进行代码调试的技巧。 第八章：实时操作系统（RTOS）深度实践 超越基础任务调度的层面，本章深入探讨RTOS内核的运行机制。详细分析任务控制块（TCB）、上下文切换过程、调度算法（如优先级继承、时间片轮转）。重点讲解互斥量（Mutex）、信号量（Semaphore）、消息队列（Message Queue）和事件组（Event Group）等同步原语的正确使用场景，以及如何利用它们来避免竞态条件和死锁。提供一套系统化的RTOS应用设计模式。 第九章：硬件级调试与故障排除 强调仿真和在线调试（In-Circuit Debugging, ICD）的重要性。详细介绍JTAG/SWD接口的工作原理及其在固件烧录、断点设置、寄存器和内存实时监控中的应用。教授如何利用示波器、逻辑分析仪进行信号完整性分析、时序验证和总线协议解码。提供一套系统化的硬件/软件协同调试流程，用于定位启动失败、中断丢失和内存溢出等常见疑难问题。 --- 第四章：前沿应用与系统优化 本部分将视角提升到系统层面，探讨性能优化、代码安全性及未来嵌入式系统的发展方向。 第十章：嵌入式系统性能优化策略 从算法层面和硬件利用层面探讨提升系统响应速度和吞吐量的方法。详细分析代码的缓存命中率优化、指令预取、分支预测对性能的影响。讲解如何通过周期计数器和性能监测单元（PMU）来精确度量代码热点。讨论固件更新机制（OTA/FOTA）的设计考虑，包括原子性、回滚机制和安全性保障。 第十一章：嵌入式系统安全基础 随着连接性增强，安全性成为核心考量。本章介绍嵌入式设备面临的主要威胁，如固件篡改、侧信道攻击等。讲解安全启动（Secure Boot）的基本流程和信任根（RoT）的建立。介绍硬件加密加速器的使用，以及在资源受限的微控制器上实现轻量级加密（如AES）和安全随机数生成的实践方法。 第十二章：高级接口与传感器融合 探讨与外部高性能模块交互的技术，如高速USB设备接口或CAN总线（用于汽车和工业控制）。重点介绍传感器数据融合的概念，包括如何利用卡尔曼滤波或互补滤波算法，结合加速度计、陀螺仪和磁力计的数据，实现精确的位置和姿态估计。提供多传感器数据同步和时间戳对齐的技术方案。 --- 本书特色： 本书的编写风格严谨且注重实践，内容组织逻辑清晰，从基础理论出发，逐步深入到复杂的系统级设计和前沿技术。通过对主流架构的深入剖析和对现代开发工具链的详尽介绍，旨在培养读者独立分析和解决复杂嵌入式系统问题的能力。理论阐述结合了大量的实际应用案例分析和设计要点总结，确保读者能够将所学知识高效地转化为实际工程能力。

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

第2章 MCS-51系列单晶片微电脑2-1
2-1 我应选用哪个编号的单晶片微电脑2-2
2-2 MCS-51系列之方块图2-2
2-3 MCS-51系列的接脚2-4
2-3-1 MCS-51系列的接脚图2-4
2-3-2 MCS-51系列之接脚功能说明2-4

第3章 MCS-51系列的内部结构3-1
3-1 指令解码器及控制单元3-3
3-2 算术逻辑单元3-3
3-3 程式计数器3-3
3-4 程式记忆体3-3
3-5 资料记忆体3-4
3-6 特殊功能暂存器3-5
3-7 输入／输出埠3-9
3-8 计时／计数器之基本认识3-12
3-9 计时／计数器0及计时／计数器1 3-12
3-9-1 工作模式之设定3-12
3-9-2 模式0 (Mode 0) 分析3-14
3-9-3 模式1 (Mode 1) 分析3-16
3-9-4 模式2 (Mode 2) 分析3-16
3-9-5 模式3 (Mode 3) 分析3-18
3-10 计时／计数器2 3-19
3-10-1 工作模式之设定3-19
3-10-2 捕取模式 (Capture Mode) 分析3-19
3-10-3 自动再载入模式 (Auto-Reload Mode) 分析3-21
3-10-4 鲍率产生器 (Baud Rate Generator) 分析3-22
3-11 串列埠3-23
3-11-1 串列埠之模式0 3-25
3-11-2 串列埠之模式1 3-27
3-11-3 串列埠之模式2 3-29
3-11-4 串列埠之模式3 3-32
3-11-5 串列埠的鲍率3-33
3-11-6 多处理机通讯3-35
3-12 中断3-38
3-12-1 中断之致能3-38
3-12-2 中断之优先权3-40
3-13 省电模式3-43
3-13-1 闲置模式 (Idle Mode)3-44
3-13-2 功率下降模式 (Power Down Mode)3-45

第4章 C语言入门4-1
4-1 C语言的程式架构4-2
4-2 C语言的变数与常数4-5
4-2-1 变数的名称4-5
4-2-2 KEIL C51的保留字4-5
4-2-3 资料型态4-6
4-2-4 资料表示法4-9
4-2-5 记忆体类型4-10
4-2-6 变数的格式4-10
4-2-7 应该在哪里宣告变数4-11
4-2-8 常数的宣告与使用4-12
4-3 C语言的运算子4-12
4-3-1 运算子是什么4-12
4-3-2 指定运算子4-13
4-3-3 算术运算子4-13
4-3-4 关系运算子4-14
4-3-5 逻辑运算子4-15
4-3-6 位元运算子4-16
4-3-7 复合型指定运算子4-18
4-3-8 运算子的优先顺序4-19
4-3-9 空白与括号4-19
4-4 程式流程的控制4-20
4-4-1 条件判断指令if 4-21
4-4-2 分支指令if-else 4-22
4-4-3 阶梯分支指令if-else if-else 4-23
4-4-4 多重分支指令switch-case-break-default 4-25
4-4-5 回圈指令for 4-27
4-4-6 回圈指令while 4-28
4-4-7 回圈指令do-while 4-30
4-4-8 跳跃指令goto 4-31
4-5 阵列4-33
4-5-1 一维阵列4-33
4-5-2 字串与阵列4-34
4-6 函数4-35
4-6-1 函数的格式4-36
4-6-2 没有引数也没有返回值的函数4-36
4-6-3 有引数没有返回值的函数4-37
4-6-4 有引数也有返回值的函数4-38
4-6-5 没有引数有返回值的函数4-39
4-6-6 用阵列做为引数4-40
4-7 KEIL C51的中断函数4-42
4-8 KEIL C51的特殊指令4-43
4-8-1 向左旋转指令4-43
4-8-2 向右旋转指令4-44
4-8-3 极短时间的延时指令4-46
4-9 到KEIL公司去挖宝4-46

第5章 MCS-51之基本电路5-1
5-1 80C51、87C51、89C51、89S51之基本电路5-2
5-2 介面电路5-3
5-2-1 输入电路5-3
5-2-2 输出电路5-5

第6章 如何编译程式6-1
6-1 如何获得程式的执行档6-2
6-2 8051的常用C语言编译器6-2
6-3 下载KEIL C51(请见本书附赠光碟)6-2
6-4 安装KEIL C51(请见本书附赠光碟)6-3
6-5 KEIL C51之操作实例6-3
6-6 KEIL C51的侦错能力6-17
6-7 KEIL C51的模拟功能6-22

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

第8章 AT89系列单晶片微电脑的认识8-1
8-1 快闪记忆体 Flash Memory8-2
8-2 AT89C51、AT89S51 8-2
8-3 AT89C52、AT89S52 8-3
8-4 AT89C55 8-3
8-5 AT89C2051、AT89S2051 8-3
8-6 AT89C4051、AT89S4051 8-5
8-7 AT89C1051U 8-6
8-8 KEIL C51试用版的限制 8-6

第2篇 基础实习9-1
第9章 输出埠之基础实习9-3
实习9-1 闪烁灯9-4
实习9-2 霹雳灯9-23
实习9-3 广告灯9-34

第10章 输入埠之基础实习10-1
实习10-1 用开关选择动作状态10-2
实习10-2 用按钮控制动作状态10-15
实习10-3 矩阵键盘10-26

第11章 计时器之基础实习11-1
实习11-1 使用计时器做闪烁灯11-2
实习11-2 使用计时中断做闪烁灯11-11

第12章 计数器之基础实习12-1
实习12-1 用计数器改变输出状态12-2
实习12-2 用计数中断改变输出状态12-14

第13章 外部中断之基础实习13-1
实习13-1 接到外部中断信号时改变输出状态13-2

第14章 串列埠之基础实习14-1
实习14-1 用串列埠来扩充输出埠14-2
实习14-2 用串列埠单向传送资料14-7
实习14-3 两个MCS-51互相传送资料14-16
实习14-4 多个MCS-51互相传送资料14-27

第3篇 基础电机控制实习15-1
第15章 电动机之起动与停止15-3
第16章 电动机之正逆转控制16-1
第17章 三相感应电动机之Y-△自动起动17-1
第18章 顺序控制18-1
第19章 电动门19-1
第20章 单按钮控制电动机之起动与停止20-1

第4篇 专题制作21-1
第21章 用七段显示器显示数字21-3
第22章 多位数字之扫描显示 22-1
实习22-1 五位数之扫描显示 22-2
实习22-2 闪烁显示 22-11
实习22-3 移动显示 22-14
第23章 五位数计时器23-1
第24章 电子琴24-1
第25章 声音产生器25-1
实习25-1 忙音产生器25-2
实习25-2 铃声产生器25-7
实习25-3 警告声产生器25-11
实习25-4 音乐盒25-14
第26章 用点矩阵LED显示器显示字元26-1
第27章 用点矩阵LED显示器做活动字幕27-1
第28章 文字型LCD模组之应用28-1
实习28-1 用文字型LCD模组显示字串28-2
实习28-2 用文字型LCD模组显示自创之字元或图形28-25
实习28-3 用一个文字型LCD模组制作四个计数器28-33
第29章 步进马达29-1
实习29-1 步进马达的基本认识29-2
实习29-2 2相步进马达的1相激磁29-15
实习29-3 2相步进马达的2相激磁29-22
实习29-4 2相步进马达的1-2相激磁31-26
第30章 数位直流电压表 30-1
第31章 数位温度控制器 31-1
第32章 红外线遥控开关 32-1
第33章 个人电脑使用Visual Basic与MCS-51连线做监控 33-1

附录 常用资料(附录1、附录3至11请见本书附赠光碟)附-1
附录1 AT89X51.H的内容附-2
附录2 本书附赠之光碟附-8
附录3 本书所需之器材附-13
附录4 常用零件的接脚图附-16
附录5 各厂牌MCS-51相容产品互换指引附-21
附录6 固态电驿SSR附-21
附录7 如何提高抗干扰的能力附-23
附录8 加强功能型51系列产品附-26
附录9 认识HEX档附-26
附录10 使用具有ISP功能的AT89S51下载并执行程式附-28
附录11 使用具有ISP功能的P89C51RD2下载并执行程式附-36

 

评分☆☆☆☆☆

我一直對單晶片微電腦的世界充滿了好奇，尤其是像8051這樣經典且廣泛使用的架構，感覺就像是進入嵌入式系統的「入門磚」。我過去也曾嘗試過閱讀一些關於8051的資料，但總覺得內容比較碎片化，或是過於偏重底層的組合語言，讓我在實際應用上感到有些力不從心。《單晶片微電腦8051/8951原理與應用(C語言)(第三版)》這本書，光看書名，就讓我覺得非常貼合我的學習需求。「原理與應用」的組合，意味著它不僅會講解理論，還會教我如何將這些理論應用到實際的專案中，這正是我最看重的部分。而且，強調「C語言」，這對我來說簡直是福音！我對於組合語言的學習一直有些吃力，而C語言是我比較熟悉的程式語言，能夠用C語言來控制8051，讓我感到更有信心能夠學好。我希望這本書能夠詳細地介紹8051的各種硬體模組，例如它的I/O埠、定時器、中斷控制器等等，並且能夠透過清晰的圖示和表格來輔助說明。更重要的是，我非常期待書中的「範例」部分，能夠提供一些實際的電路設計和對應的C語言程式碼，讓我能夠一步步跟著書本做出一些有趣的小專案，例如簡單的溫濕度監測儀、或是自動化的燈光控制系統。

评分☆☆☆☆☆

說實話，這本《單晶片微電腦8051/8951原理與應用(C語言)(第三版)》的封面設計就已經讓我感覺到一種沉穩紮實的學術氣息，並非那種華而不實的出版品。身為一個對硬體開發懷有濃厚興趣的學生，我一直認為，學習單晶片微電腦的關鍵，不僅僅在於理解其內部結構和指令集，更在於如何將這些理論知識，巧妙地應用到實際的硬體電路設計和軟體編程中。8051這個架構，我聽聞已久，也知道它在各種小型控制系統中廣泛使用，但自己真正深入去學習的機會卻不多。市面上關於8051的書籍也琳瑯滿目，但能同時兼顧「原理」的深度和「應用」的廣度的，卻著實難找。而這本書的書名，非常精準地捕捉到了我最想要的內容。我特別看重「應用」的部分，因為對於我而言，學習單晶片的目的就是為了能夠實際製作出一些有用的東西，例如自動化控制、感測器數據採集等等。能夠透過C語言來操作8051，這絕對是一大優勢，因為C語言的語法相對容易理解，且具有較強的可移植性，能夠讓我更專注於解決問題的邏輯，而非鑽研晦澀的組合語言。我對書中附帶的「範例」和「系統光碟」更是充滿了好奇，相信它們能提供豐富的實踐機會，讓我能夠邊學邊做，迅速提升自己的實戰能力。

评分☆☆☆☆☆

說真的，在電子科系唸書，單晶片是避不開的課。而8051，這簡直是單晶片界的「經典款」了，感覺學好了它，就等於掌握了嵌入式系統的「萬能鑰匙」。不過，要找到一本真正能把「原理」講得透徹，又能把「應用」做得紮實的書，卻不是那麼容易。《單晶片微電腦8051/8951原理與應用(C語言)(第三版)》這本書，光是書名就讓我眼前一亮。我最需要的就是這種能夠將理論與實踐完美結合的教材。許多書可能理論講得很深，但實際操作時卻不知道從何下手；也有些書應用範例很多，但原理部分卻含糊帶過。這本書結合了「原理」和「應用」，聽起來就很有份量。尤其值得一提的是「C語言」這個關鍵字，這對於我們這些習慣用高級語言寫程式的學生來說，實在是太友好了。用C語言來操作8051，比組合語言更容易理解和除錯，也更能培養我們結構化的程式設計思維。我希望這本書能夠詳細地介紹8051的內部結構、各種周邊設備的功能，以及它們如何透過C語言來控制。同時，我也非常期待書中的「範例」能夠涵蓋一些比較有代表性的應用，例如簡單的數據採集、馬達控制、或是人機互動介面等等，並且附帶的「系統光碟」能夠提供豐富的原始碼和開發工具，讓我可以完全按照書本的指引，從無到有地完成一個個實用的專案。

评分☆☆☆☆☆

這本書《單晶片微電腦8051/8951原理與應用(C語言)(第三版)(附範例、系統光碟)》的出現，對我這個在電子工程領域摸索了幾年的學習者來說，簡直就像在茫茫大海中看到了一座燈塔！雖然我還沒機會深入翻閱，但光是書名就已經讓我充滿期待。8051這個經典架構，在許多老一輩的工程師心中佔有舉足輕重的地位，而隨著科技的不斷演進，它依然在許多嵌入式系統的應用中扮演著重要的角色。我一直想找一本能讓我紮實掌握8051核心原理，並且能夠實際動手操作的教材，這本書的「原理與應用」幾個字，就正好擊中了我的需求。特別是「C語言」這個關鍵字，對於我這樣習慣使用高級語言來開發的學生來說，無疑是最大的福音。以往接觸的8051教材，很多都停留在組合語言的層面，對於初學者來說門檻相對較高，也較難與現代軟體開發的思維接軌。而這本書既然強調C語言的應用，想必在概念講解和範例程式碼的設計上，都會更貼近實際工程開發的需求，讓我能夠更快地將所學知識轉化為解決問題的能力。我非常期待能在書中看到清晰的電路圖、精闢的原理剖析，以及各種實用且具體的應用範例，能夠讓我從理論走到實踐，從概念轉化為可運行的專案。

评分☆☆☆☆☆

對於我們這群在大學裡努力學習電子工程的學生來說，一本好的教科書，往往比老師在課堂上講授的內容更能決定我們的學習成效。而《單晶片微電腦8051/8951原理與應用(C語言)(第三版)(附範例、系統光碟)》這個標題，就已經讓我嗅到了一股「寶藏」的味道。8051這個單晶片，雖然說是老牌，但其經典的設計和廣泛的應用，讓它至今仍是許多嵌入式系統的基礎。我一直覺得，想要真正理解嵌入式系統的運作，就必須從最基礎的單晶片架構學起。而這本書強調了「C語言」的應用，這對於我們這些習慣了C/C++開發的學生來說，無疑是大大降低了學習門檻，也更能讓我們將學術知識與實際的軟體開發技能連結起來。我非常期待在這本書中，能夠看到對8051核心架構，例如CPU、記憶體、I/O埠、定時器、中斷系統等等，有深入淺出的講解。更重要的是，書中的「應用」部分，我希望能夠看到許多貼近生活或工業實際的範例，例如智慧家電的控制、簡單的機器人設計、或是儀器設備的數據顯示等等。如果書中附帶的「範例」程式碼不僅僅是停留在點亮LED或讀取按鍵，而是能夠展現出一些更複雜、更有趣的專案，那對我來說將是莫大的鼓舞。