EPSON 8位单片机原理与应用

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出版者:北航
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isbn号码:9787810128971
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  • 单片机
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具体描述

数字逻辑与嵌入式系统基础 前言 本书旨在为学习数字电子学和嵌入式系统开发的初学者提供坚实的基础。在当今高度数字化的世界中,理解数据如何在硬件层面被处理和控制是至关重要的。我们不仅要了解理论概念,更要掌握如何将这些理论应用于实际的电子设计中。本书将聚焦于数字逻辑电路的基本构建块、组合逻辑与时序逻辑的设计与分析,并引入微控制器作为实现复杂控制系统的核心。 第一部分:数字逻辑基础 第一章:二进制数系统与逻辑门 本章是理解所有数字系统的基石。我们将从最基础的数字表示法——二进制系统开始,详细介绍如何进行二进制的加减乘除运算,以及常用的编码方式,如格雷码(Gray Code)和BCD码(Binary Coded Decimal)。随后,深入探讨布尔代数的基本原理,这是描述和简化逻辑电路的数学工具。 核心内容包括: 逻辑门的工作原理: 详细解析AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR和XNOR门的物理实现及其真值表。重点分析NAND和NOR门作为通用逻辑门的强大能力。 布尔代数定律与化简: 学习德摩根定理、分配律、吸收律等关键定理,并运用这些定理对手动化简逻辑表达式。 卡诺图(Karnaugh Maps): 掌握使用二维和多变量卡诺图进行逻辑函数化简的方法,这是从复杂逻辑表达式到最小硬件实现的关键步骤。 第二章:组合逻辑电路设计 组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入状态,不依赖于任何历史信息。本章将指导读者如何将抽象的逻辑需求转化为具体的硬件电路。 编码器与译码器: 介绍二进制到十进制译码器(如七段显示驱动器)和优先级编码器的结构与应用。 多路复用器(MUX)与数据选择器(DEMUX): 详细讲解这些作为数据路由核心组件的工作原理,并展示如何使用MUX实现任意布尔函数。 加法器与算术逻辑单元(ALU)基础: 讲解半加器、全加器的工作原理,以及如何构建多位加法器。这是后续理解CPU算术运算能力的基础。 第三章:时序逻辑电路设计 与组合逻辑不同,时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入,还取决于电路过去的状态,这主要通过存储元件实现。 锁存器与触发器: 深入剖析SR锁存器(以及对竞争险象的规避)、D触发器、JK触发器和T触发器的工作特性(如边沿触发)。 寄存器与移位寄存器: 介绍如何将多个触发器组合成寄存器以存储数据,以及移位寄存器的各种工作模式(串入并出、并行入并出等)在数据处理中的应用。 异步与同步计数器: 区分异步(Ripple)计数器和同步计数器的结构与性能差异。重点设计环形计数器和Johnson计数器,并讨论模N计数器的实现方法。 第二部分:微控制器与系统集成 第四章:微控制器架构概览 本章将从宏观角度介绍现代嵌入式系统的核心——微控制器(MCU)。我们将探讨MCU的基本组成部分,而无需深入特定型号的细节。 CPU核心概念: 介绍指令集、程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)和堆栈指针(SP)的作用。 存储器组织: 区分程序存储器(ROM/Flash)和数据存储器(RAM)的功能与地址映射。 总线结构: 阐述地址总线、数据总线和控制总线的相互协作,以及它们如何实现CPU与外设之间的数据传输。 基本I/O操作: 介绍通用输入输出(GPIO)端口的基本配置,包括输入、输出、高/低电平驱动能力的概念。 第五章:程序控制与中断系统 微控制器的核心能力在于其高效的程序执行和对外部事件的快速响应。 程序流程控制: 学习条件跳转、无条件跳转、子程序调用与返回的汇编级实现机制。 中断机制原理: 详细解释中断的产生、中断请求(IRQ)的优先级管理、中断向量表的作用,以及CPU如何安全地保存和恢复现场(上下文切换)。这是实现实时响应的关键。 定时器/计数器模块: 探讨MCU内部定时器的基本结构(预分频器、计数器、溢出标志),以及如何利用它们产生精确的延时或测量外部脉冲宽度。 第六章:ADC与PWM在系统中的应用 为了与真实世界进行交互,微控制器需要处理模拟信号并产生模拟控制量。 模数转换器(ADC): 介绍ADC的基本工作原理,如采样、量化和编码过程。讨论影响转换精度的关键参数,如分辨率和转换时间。 脉冲宽度调制(PWM): 详细分析PWM信号的生成机制。重点展示如何通过改变占空比来模拟不同的输出电压,并列举其在电机速度控制和亮度调节中的实际应用。 结语 通过对数字逻辑基础的扎实学习和对微控制器核心概念的掌握,读者将为深入研究特定平台的嵌入式开发(如软件编程、驱动开发或硬件接口设计)打下坚实的基础。本书侧重于概念的通用性和理解的深度,确保读者能够适应未来技术的演变。

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读后感

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用户评价

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我是一名对电子技术充满热情,但并非科班出身的业余爱好者。一直以来,我都希望能够通过自己的双手,创造出一些有趣的小玩意儿。在学习单片机的过程中,我尝试过几种不同的平台,但总觉得有些晦涩难懂。直到我接触到这本书,一切都变得清晰起来。作者的语言风格非常亲切,就像在和一个经验丰富的朋友聊天,将复杂的概念用通俗易懂的方式解释清楚。书中对EPSON 8位单片机定时器的应用讲解,让我明白了如何精确控制时间,这对于我制作一个能够定时开关灯的智能插座至关重要。我还尝试了书中关于PWM(脉冲宽度调制)的章节,通过控制LED的亮度,制作了一个能够模拟呼吸灯效果的装饰品,成就感满满!这本书的另一个亮点是,它鼓励读者动手实践,许多章节都设计了小练习,让我能够边学边练,加深理解。我非常感谢作者能够将如此宝贵的知识分享出来,让更多像我一样的人能够体验到电子创造的乐趣。

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作为一名在嵌入式软件开发领域工作了多年的老兵,我始终认为,掌握底层的硬件原理是写出高效、可靠代码的关键。这本书对于EPSON 8位单片机底层架构的剖析,以及对内存映射、总线仲裁等细节的讲解,让我受益匪浅。作者对指令周期、流水线技术以及缓存机制的介绍,也帮助我更深刻地理解了CPU的执行过程,从而能够编写出更优化的汇编代码。书中关于并行通信和串行通信接口(如UART, SPI, I2C)的详细讲解,以及它们在实际应用中的配置和调试技巧,对我来说是非常有价值的参考。我曾经在一个项目中,需要同时与多个传感器进行数据交换,通过书中关于SPI和I2C的详细对比和应用说明,我能够根据实际需求选择最合适的通信方式,并成功地实现了高效的数据传输。这本书的深度和广度都令人印象深刻,是一本不可多得的优秀著作。

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这本书的出版,无疑为广大电子爱好者提供了一本高质量的学习资料。我对于书中对EPSON 8位单片机电源管理和低功耗模式的详细阐述,感到尤为满意。在许多物联网和可穿戴设备的应用场景中,功耗是一个至关重要的指标。书中提供了多种低功耗工作模式的配置方法,以及如何通过软件优化来进一步降低功耗,这对于我开发一款电池供电的智能家居设备非常有帮助。我按照书中介绍的技巧,成功地将设备的待机功耗降低了近一半,大大延长了电池的使用寿命。此外,书中关于芯片选型和外围电路设计的一些建议,也为我们避免了许多潜在的设计风险。这本书不仅仅是一本技术书籍,更像是一个宝贵的经验分享平台,让我们可以从中汲取前人的智慧和经验。

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我是一位在自动化控制领域工作的工程师,工作中经常需要与各种传感器和执行器打交道。EPSON 8位单片机凭借其良好的稳定性和丰富的接口资源,在许多工业自动化设备中得到了广泛应用。这本书的出版,为我深入理解EPSON单片机的特性,优化控制算法提供了有力支持。书中关于模数转换(ADC)和数模转换(DAC)的深入探讨,让我能够更精确地处理模拟信号,实现更精细的控制。例如,在某个温控项目中,我通过对EPSON单片机ADC的校准和滤波处理,显著提高了温度测量的精度,使得控制系统能够更稳定地运行。此外,书中关于中断嵌套和实时操作系统(RTOS)的基础概念介绍,也为我进一步开发更复杂的实时控制系统打开了思路。这本书不仅仅是一本技术指南,更像是一个知识宝库,里面蕴含了许多解决实际工程问题的智慧和方法。

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我之前接触过一些其他品牌的8位单片机,但最近在一个需要低功耗且成本敏感的项目中,偶然接触到了EPSON的8位系列。起初对它并不了解,但通过这本书的系统学习,我才真正领略到它的魅力。书中对于EPSON 8位单片机内部时钟、复位、中断系统的阐述,清晰明了,让我很快掌握了其核心工作机制。尤其值得称赞的是,书中对各种外设接口的讲解,不仅仅是罗列功能,更是深入到寄存器级别的操作,这对于理解硬件的本质、进行底层开发至关重要。例如,关于ADC的转换精度和采样率的讨论,以及如何通过软件优化来提升数据采集的准确性,这些细节的刻画,充分展现了作者的专业性。书中的每一个实例都附有详细的硬件连接图和完整的C语言源代码,这极大地降低了学习的门槛。我按照书中的步骤,成功地将一个GPS模块与EPSON单片机连接,并实现了GPS数据的解析和显示,整个过程非常流畅。这本书也很好地解决了我在实际应用中遇到的许多问题,例如,如何处理多任务的优先级、如何利用低功耗模式来延长电池寿命等,这些都给出了非常实用的解决方案。

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作为一名在消费电子产品领域摸爬滚打多年的工程师,我深知选择合适的微控制器对于产品成功的重要性。EPSON的8位单片机以其稳定的性能和极具竞争力的价格,在许多中小型产品中得到了广泛应用。这本书的出现,对于我们这类需要快速、高效完成产品开发的团队来说,无疑是一笔宝贵的财富。书中对EPSON 8位单片机的存储器结构、总线接口以及电源管理策略的分析,为我们优化产品功耗和提升运行效率提供了理论指导。我特别欣赏书中关于固件更新和在线调试的章节,这些内容在产品量产后依然具有重要的参考价值。通过书中介绍的方法,我们成功地为一款已经上市的蓝牙音箱进行了一次固件升级,修复了用户反馈的一些小问题,并增加了一些新的功能,用户的满意度得到了显著提升。这本书不仅仅是教授如何使用单片机,更重要的是它传授了一种系统性的工程思维,教我们如何从需求分析到最终产品实现的完整流程。它的可读性很强,即使是初学者,也能循序渐进地掌握其中的知识。

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我是一名长期从事单片机开发的工程师,对于各种不同架构的微控制器都有一定的了解。EPSON 8位单片机以其独特的优势,在一些特定领域拥有着广泛的应用。这本书的出现,为我系统地学习和掌握EPSON 8位单片机的核心技术提供了绝佳的机会。书中对EPSON 8位单片机内部存储器管理、总线接口以及中断处理系统的深入剖析,帮助我更全面地理解了其工作机制。我特别欣赏书中关于开发工具链和调试方法的介绍,这些内容对于提高开发效率和解决疑难问题至关重要。通过书中介绍的调试技巧,我成功地定位并修复了一个困扰了我很久的软件Bug,大大提升了产品的稳定性。这本书的内容非常详实,涵盖了从基础原理到高级应用的各个方面,是一本值得所有嵌入式开发工程师珍藏的参考书。

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这本书的出版,无疑是为广大嵌入式开发爱好者和工程师们带来的一场及时雨。在当前单片机技术日新月异的时代,虽然ARM等32位处理器占据了主流,但EPSON 8位单片机的独特优势——低功耗、高性价比以及在特定领域的成熟应用——依然使其拥有不可替代的地位。这本书的出现,填补了国内相关领域系统性、深入性教材的空白。作者凭借其丰富的实践经验和扎实的理论功底,将EPSON 8位单片机的核心架构、指令集、外设接口(如GPIO、ADC、UART、SPI、I2C等)的详细原理一一剖析,并结合了大量贴近实际应用的案例,从简单的LED闪烁到复杂的传感器数据采集与控制,再到无线通信模块的集成,都进行了细致的讲解和代码演示。这种理论与实践相结合的模式,对于初学者来说,能够快速建立起对8位单片机开发的完整认知;对于有一定经验的开发者,则可以深入理解EPSON单片机的性能优化和高级应用技巧。此外,书中还包含了开发环境的搭建、调试技巧以及常见的故障排除方法,这些都是在实际项目中至关重要的内容。读者在学习过程中,不仅能掌握硬件操作,更能培养解决实际问题的能力,为日后的项目开发奠定坚实的基础。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的导师,引领我们探索EPSON 8位单片机的无限可能。

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这本书的结构设计非常合理,从基础概念到高级应用,层层递进,逻辑清晰。作者在阐述EPSON 8位单片机指令集时,不仅列出了指令的助记符和功能,还深入分析了指令的执行时序和对寄存器的影响,这对于理解CPU的工作原理非常有帮助。此外,书中对中断向量表、异常处理机制的介绍,也为开发者构建健壮的系统提供了坚实的基础。我特别喜欢书中关于I/O端口配置的章节,详细介绍了推挽输出、开漏输出、输入上拉/下拉等模式的原理和应用场景,这让我能够根据不同的外部电路选择最合适的配置方式,避免了潜在的硬件兼容性问题。在实际项目中,我运用书中关于SPI接口通信的知识,成功地将一款高性能的数模转换器接入EPSON单片机,实现了高保真音频的输出,客户对最终产品的音质赞不绝口。这本书的实用性和深度都让我印象深刻,是一本值得反复研读的参考书。

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我是一位刚刚毕业的大学生,在学校期间就对单片机技术产生了浓厚的兴趣。虽然学过一些基础的微控制器知识,但在接触到EPSON 8位单片机时,还是感到有些陌生。这本书的出版,对我来说就像是一次及时的“指路明灯”。书中从最基础的硬件原理开始,逐步深入到各个外设模块的详细介绍,包括GPIO、定时器、PWM、ADC等,都讲解得非常透彻。最令我印象深刻的是,书中在介绍每一个功能时,都会提供详细的硬件连接图和代码示例,这让我能够很快地将理论知识转化为实践操作。我按照书中的指导,成功地用EPSON单片机制作了一个简单的电子时钟,并实现了闹钟功能,这让我对单片机开发充满了信心。这本书的语言风格非常友好,即使是初学者也能轻松理解。

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