单片微型计算机原理及接口技术

单片微型计算机原理及接口技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:水利
作者:杨光友 朱宏辉 主编
出品人:
页数:250
译者:
出版时间:2002-2
价格:22.00元
装帧:
isbn号码:9787508409948
丛书系列:
图书标签:
  • 单片机
  • 微型计算机
  • 原理
  • 接口技术
  • 电子技术
  • 嵌入式系统
  • 8086
  • 汇编语言
  • 计算机硬件
  • 数字电路
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具体描述

《单片微型计算机原理及接口技术》从单片机系统应用角度出发,以MCS-51为例,详细介绍了 MCS-51系列单片机的硬件结构、指令系统与汇编语言程序设计;定时/计数器与中断系统;串行口通信及其接口;MCS-51 单片机系统的扩展技术; MCS-51单片机的人机界面接口技术;MCS-51单片机与D/A及A/D转换器接口。《单片微型计算机原理及接口技术》力求注重系统性和实用性,注重理论联系实际,语言通俗易懂,并兼顾深度和广度。《单片微型计算机原理及接口技术》为各类高等院校非计算机专业的“微型计算机原理及接口技术”课程的教材,也可作为计算机专业“单片机原理及应用”课程的教材,还可供广大从事单片机应用的工程技术人员参考。《单片微型计算机原理及接口技术》配有实验指导与实训教材——《单片微型计算机原理及接口技术实验与实训》(林军编著)。

《单片微型计算机原理及接口技术》—— 开启嵌入式系统开发之旅 本书是一本系统、深入地探讨单片微型计算机(Microcontroller Unit, MCU)核心原理、架构设计、指令系统以及各类接口技术应用的专业教程。无论你是电子工程、计算机科学领域的在校学生,还是希望在嵌入式系统开发领域深造的工程师,本书都将为你打下坚实的基础,并指明前进的方向。 核心内容概览: 本书内容丰富,涵盖了从单片机基础知识到高级接口应用的完整体系。我们将从以下几个核心部分展开: 第一部分:单片微型计算机基础 微处理器与微型计算机的演进: 深入剖析微处理器(MPU)与微型计算机(MCU)的发展历程,理解两者的区别与联系,以及MCU在现代电子产品中的关键地位。 单片微型计算机的组成结构: 详尽介绍单片机内部的核心组成部分,包括中央处理器(CPU)、存储器(RAM、ROM、EEPROM)、输入/输出(I/O)端口、定时器/计数器、中断控制器、串行通信接口等。我们将逐一解析它们的功能、工作原理以及在系统中的作用。 CPU核心架构与指令集: 重点讲解不同架构(如8位、16位、32位)的CPU设计特点,如指令流水线、寄存器组织、寻址方式等。深入分析RISC与CISC指令集的差异,并以经典的51系列单片机为例,详细解析其指令格式、寻址模式和常用指令,帮助读者理解程序执行的底层逻辑。 存储器组织与管理: 阐述程序存储器(ROM/Flash)和数据存储器(RAM/SRAM)的物理结构、读写时序以及在单片机中的分配与使用。介绍地址空间的概念,以及如何通过总线访问不同的存储区域。 中断系统: 详细讲解中断的概念、中断源、中断向量、中断优先级以及中断服务程序的编写。分析中断处理流程,使读者能够有效地利用中断来提高系统响应速度和效率。 时序与时钟系统: 阐述单片机时钟源的种类(如晶振、RC振荡器)、时钟电路的设计与选择,以及时序在指令执行、I/O操作和通信过程中的重要性。 第二部分:单片微型计算机的编程与应用 开发环境与工具链: 介绍主流的单片机开发环境(IDE)、交叉编译器的使用方法、调试器(如仿真器、在线调试器)的功能与操作,以及汇编语言和高级语言(如C语言)在单片机开发中的应用。 汇编语言编程: 学习单片机汇编语言的基本语法、指令助记符、伪指令,并通过实例讲解如何使用汇编语言编写简单的程序,例如LED闪烁、按键扫描等。 C语言嵌入式开发: 重点介绍C语言在嵌入式系统中的应用,包括指针、结构体、位操作等关键概念。讲解如何利用C语言编写高效、模块化的单片机应用程序,以及如何与硬件进行交互。 I/O端口的控制与应用: 深入解析单片机的通用I/O(GPIO)端口的配置方式,如输入/输出模式、推挽输出/开漏输出、上拉/下拉电阻等。通过实例展示如何通过I/O端口控制LED、读取按键状态、驱动继电器等。 定时器/计数器详解: 详细讲解定时器/计数器的多种工作模式(定时模式、计数模式、PWM生成模式等),分析其工作原理、预设值设置和溢出中断的使用。重点展示如何利用定时器实现延时、波形发生、脉冲测量等功能。 第三部分:单片微型计算机的接口技术 串行通信接口(UART/USART): 深入介绍异步串行通信(UART)和同步/异步串行通信(USART)的原理、通信协议(如波特率、数据位、停止位、校验位)和通信模式。讲解如何利用UART/USART实现单片机与其他设备(如PC、GPS模块、蓝牙模块)之间的数据交换。 同步串行通信接口(SPI/I2C): 详细阐述SPI(Serial Peripheral Interface)和I2C(Inter-Integrated Circuit)这两种常用的同步串行通信协议。分析其主从机结构、通信时序、数据传输方式,并介绍如何利用这些接口连接传感器、存储器、显示器等外围设备。 模数转换(ADC)与数模转换(DAC): 讲解ADC和DAC的工作原理,包括采样、量化、编码和解码过程。介绍不同类型的ADC(如逐次逼近型、Σ-Δ型)和DAC,以及如何配置和使用它们来处理模拟信号。 外部中断与按键扫描: 进一步深入外部中断的应用,讲解中断触发方式(边沿触发、电平触发)和中断优先级设置。结合按键扫描,演示如何通过外部中断或Polling方式有效地检测和处理按键输入。 其他常用接口技术: 介绍其他重要的接口技术,如PWM(Pulse Width Modulation)输出用于电机调速或LED亮度控制,红外通信,USB接口基础等,拓宽读者的应用视野。 第四部分:典型应用与进阶 嵌入式系统设计原则: 探讨嵌入式系统设计的关键原则,如低功耗设计、实时性要求、可靠性保证、软件工程化等。 嵌入式系统项目实践: 通过多个实际的嵌入式系统项目案例,如智能家居控制系统、电机驱动控制器、数据采集与传输系统等,将理论知识与实践相结合,帮助读者掌握完整的开发流程。 常见故障排除与优化: 总结单片机开发过程中可能遇到的常见问题,并提供相应的调试技巧和性能优化方案。 本书特色: 理论与实践相结合: 不仅深入讲解单片机的工作原理,更注重实际操作和项目应用,提供大量的实验例程和实际案例。 循序渐进的教学方式: 从基础概念到高级技术,层层递进,确保读者能够逐步掌握核心知识。 内容全面而深入: 涵盖了目前主流单片机应用所需的关键技术,为读者提供扎实的理论基础和丰富的实战经验。 语言通俗易懂: 避免过于晦涩的专业术语,力求用清晰、简洁的语言阐述复杂的技术概念。 通过学习本书,你将能够独立完成嵌入式系统的设计、开发和调试工作,为你在智能硬件、物联网、工业自动化等领域的发展奠定坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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这本书的一个显著优点是,它在讲解过程中始终贯穿着丰富的实例和实操指导。不仅仅是理论的阐述,作者非常注重将理论与实践相结合。比如在介绍定时器/计数器时,他不仅讲解了定时器的工作原理,还提供了如何利用定时器产生延时,如何利用定时器实现周期性任务的详细代码和步骤。这些代码都写得非常规范,并且有详细的注释,让我能够清晰地理解每一行代码的作用。我尤其喜欢书中关于ADC(模数转换器)的章节,作者详细讲解了ADC的工作原理,以及如何配置ADC进行采样,如何处理采样数据。他给出了一个读取温度传感器的例子,通过ADC将模拟的温度信号转换为数字信号,然后进行处理和显示,这让我对如何将单片机应用于实际的测量和控制领域有了更直观的认识。每一个例子都配有清晰的电路图和程序代码,并且会分析代码的执行过程,让我能够将理论知识融会贯通,并且能够举一反三。

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本书在接口技术部分的讲解也同样令人称道。作者并没有仅仅停留在理论层面,而是非常注重实际的应用和操作。在讲解I/O端口时,他详细说明了端口的配置模式,如输入、输出、准双向等,并且通过大量的实例,演示了如何通过I/O端口控制LED的亮灭,如何读取按键的状态,如何驱动继电器等等。这些实例都非常贴近实际应用,让我能够很快地将书本上的知识转化为实际的操作。让我特别惊喜的是,书中还详细讲解了中断技术,以及如何利用中断来提高程序的效率和响应速度。他解释了中断的产生、中断向量、中断优先级等概念,并且提供了具体的编程实例,比如如何利用定时器中断来定时地执行某个任务,或者如何利用外部中断来响应外部事件。这种对中断的深入讲解,对于我理解和掌握单片机的高级应用非常有帮助。我感觉这本书不仅仅是告诉我“怎么做”,更是告诉我“为什么这么做”,这种深层次的理解,是我在其他一些资料中很少获得的。

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翻开书的第一页,作者用一种非常平易近人的语言,介绍了单片机在我们生活中的应用,从最简单的家电控制,到复杂的工业自动化,再到如今智能家居的普及,单片机的身影无处不在。他没有一开始就抛出晦涩难懂的专业术语,而是从大家都能理解的例子入手,比如遥控器的工作原理,智能电饭煲的功能实现等等,让我立刻感受到了单片机技术的魅力和实用性。这种“润物细无声”的引入方式,让我这个初学者一点也不觉得畏惧,反而充满了学习的兴趣。接着,作者开始系统地讲解单片机的基本构成,包括CPU、存储器、输入输出接口等核心部分。他将这些复杂的概念拆解开来,用生动的比喻和图示来解释,比如将CPU比作单片机的“大脑”,存储器比作“记忆体”,而输入输出接口则是与外界沟通的“嘴巴”和“耳朵”。这种形象化的解释,让我能够更容易地理解这些抽象的概念,并且能够将它们在脑海中形成一个清晰的整体印象。而且,书中的插图都绘制得非常精美,色彩搭配合理,线条清晰,不仅起到了辅助理解的作用,本身也具有很高的观赏性。我尤其喜欢那些原理图,清晰地标示出了各个元器件之间的连接关系,让人一目了然。

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这本书在结构安排上也十分合理,层次分明,逻辑清晰。作者遵循从浅入深、从易到难的原则,逐步引导读者进入单片机技术的世界。首先是基础概念的介绍,然后是单片机的核心原理,接着是接口技术的讲解,最后是实际应用和项目开发。这种循序渐进的教学方式,让初学者能够更容易地接受和理解复杂的概念。每一章的开头都会有一个清晰的章节目标,指明本章将要学习的内容,而每一章的结尾则会有一个总结,回顾本章的要点,并给出相关的练习题,帮助读者巩固所学知识。而且,书中还穿插了一些“技术提示”和“注意事项”,这些内容虽然不是核心理论,但却是在实际开发中非常重要的经验总结,能够帮助读者避免一些常见的错误。我特别喜欢那些“注意事项”,它们往往能够指出一些容易被忽略但却非常关键的细节,这让我感觉作者像是一位经验丰富的导师,在一步一步地指导我。

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在介绍通信接口时,作者更是下了一番功夫。他详细讲解了串行通信和并行通信的区别,以及各种常用的通信协议,如UART、SPI、I2C等。他不仅解释了这些协议的工作原理,还详细介绍了如何在单片机上实现这些通信,并且给出了相应的示例代码。我尤其对I2C通信的讲解印象深刻,作者详细阐述了I2C总线的主从结构、寻址方式、数据传输过程,并且提供了一个通过I2C读取EEPROM数据的实例。这让我能够理解如何通过单片机来扩展外部存储器,或者与其他带有I2C接口的器件进行通信。他还提及了CAN总线和USB通信,虽然篇幅不长,但也为我打开了更广阔的视野,让我知道单片机不仅仅可以用于简单的设备控制,还可以应用于更复杂的通信网络中。这种内容的全面性和深度,让我觉得这本书的价值远不止于此。

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这本书的语言风格也非常到位,既有学术的严谨性,又不失通俗易懂的流畅性。作者在阐述技术原理时,用词精准,逻辑严密,但同时又会使用恰当的比喻和类比,让复杂的概念变得生动形象。在讲解程序代码时,注释清晰,逻辑分明,并且会解释代码设计的思路和优化方法。即使是一些比较晦涩的技术名词,作者也会在第一次出现时给出详细的解释,并且在后面的章节中反复提及,加深读者的印象。我特别喜欢作者在解释某些指令或者硬件特性时,会引用一些经典的单片机应用案例,通过这些案例来佐证理论知识的实用性。这种结合了理论深度和实践广度的讲解方式,让这本书既适合初学者入门,也适合有一定基础的工程师进行深化学习。

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我最欣赏这本书的地方在于,它不仅仅是罗列技术知识,而是注重培养读者的工程思维和解决问题的能力。在讲解某个技术点时,作者会引导读者思考这个技术点在实际应用中可能遇到的问题,以及如何去解决这些问题。例如,在讲解中断时,他会提醒读者注意中断优先级和中断嵌套的问题,以及如何避免中断服务程序的过长而影响系统性能。在介绍ADC采样时,他会提醒读者注意采样频率、量化误差以及如何进行数字滤波。这种注重实际应用和问题导向的讲解方式,让我感觉自己不仅仅是在学习技术,更是在学习如何成为一名优秀的单片机工程师。他还鼓励读者去查阅数据手册(Datasheet),并解释了如何从数据手册中获取关键信息,这对于我们学习和掌握新的单片机型号至关重要。这种主动学习的引导,让我受益匪浅。

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随着阅读的深入,我发现这本书在理论讲解方面做得非常扎实。作者并没有回避一些技术细节,而是以一种循序渐进的方式,将单片机的内部结构、指令集、时序控制等核心原理一一剖析。他解释CPU的工作流程时,详细描述了取指令、译码、执行等各个阶段,并且配以流程图,让我能够清晰地看到数据如何在CPU内部流动。关于存储器,他不仅介绍了ROM和RAM的区别,还深入讲解了各种存储器的类型,如Flash、EEPROM等,以及它们在单片机系统中的具体应用。让我印象深刻的是,作者在讲解指令集时,并没有生硬地罗列出一堆指令,而是将指令按照功能进行分类,比如数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、跳转指令等,并且对每一类指令都给出了详细的解释和示例代码。他还会引导读者去思考,为什么需要这些指令,以及这些指令是如何组合起来实现复杂功能的。这种深度讲解,让我不仅仅是记住了指令,更能理解指令背后的逻辑和思想,这对于我将来编写高效的单片机程序至关重要。

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总的来说,这本书给我留下了非常深刻的印象。它不仅系统地讲解了单片机的原理和接口技术,更重要的是,它培养了我独立思考和解决问题的能力。通过阅读这本书,我不仅掌握了大量的单片机知识,更重要的是,我学会了如何去学习,如何去掌握一项新的技术。它不仅仅是一本教材,更像是一位良师益友,指引我在这片广阔的电子技术领域中不断探索前进。我感觉自己已经具备了独立完成一些小型单片机项目的能力,并且对未来在嵌入式开发领域的发展充满了信心。这本书的内容详实,讲解透彻,结构清晰,案例丰富,无论是对于在校学生还是已经工作的工程师,都是一本非常有价值的学习资源。我非常推荐这本书给任何对单片机技术感兴趣的人。

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这本书的封面设计简洁大气,没有过多花哨的图案,只是用一种沉稳的蓝色作为底色,配以清晰的银色字体。“单片微型计算机原理及接口技术”这几个字赫然在目,散发着一种严谨和专业的气息。拿在手里,它的分量感恰到好处,厚度适中,不会让人觉得过于厚重难以翻阅,也不会因为太薄而显得内容肤浅。纸张的触感也很好,不是那种粗糙的哑光纸,也不是过于光滑容易反光的铜版纸,而是一种介于两者之间的,略带纹理的纸张,翻页时有一种顺滑而又不易夹手的体验。书本的装订也十分牢固,每一页都粘合得严丝合缝,即使经常翻阅,也不担心会散架。我特别注意到书本的排版,字体大小适中,行间距也留得恰到好处,阅读起来非常舒适,不会因为长时间盯着屏幕而产生的视觉疲劳。而且,每页的页码清晰可见,方便我在需要的时候快速定位到特定的章节。封底的介绍语也颇具吸引力,它没有直接去列举这本书涵盖了哪些技术点,而是用一种更加宏观的视角,强调了单片机在现代科技发展中的重要地位,以及掌握这门技术对于个人职业发展的影响。这让我对这本书的内容充满了期待,它不仅仅是一本技术手册,更像是一扇通往更广阔科技世界的窗户。

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