单片机应用设计200例(上册)

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出版者:北京航空航天大学出版社
作者:张洪润
出品人:
页数:510
译者:
出版时间:2006-7
价格:60.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787810777643
丛书系列:
图书标签:
  • 范例
  • 单片机
  • 硬件
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具体描述

单片机应用设计200例(上),ISBN:9787810777643,作者:张洪润、刘秀英、张亚凡

好的,这是一份针对一本假设的、名为《单片机应用设计200例(下册)》的图书简介,内容完全不涉及《单片机应用设计200例(上册)》中的任何具体案例或主题,同时力求详实且具有专业书籍的风格。 --- 《单片机应用设计200例(下册)》图书简介 深入实践,拓展边界:构建现代嵌入式系统的进阶蓝图 本书是《单片机应用设计200例》系列的下册,它专注于将基础的单片机控制理论提升至更复杂的系统集成和前沿应用层面。如果说上册奠定了坚实的硬件基础和初步的软件编程范式,那么本册则致力于为读者提供一套解决复杂工程问题的实战工具箱,涵盖了工业控制、物联网(IoT)边缘计算、高级人机交互以及实时数据处理等多个关键领域。 本书的设计理念是“理论指导实践,实践深化理解”。我们精选了200个高价值、高难度的应用案例,这些案例不仅是技术的简单堆砌,更是对系统架构设计、性能优化、可靠性增强以及跨平台通信的深度探索。全书内容紧密围绕当前主流的8位、16位乃至32位MCU平台(如STM32系列、ESP32系列及其兼容架构),旨在帮助读者跨越从“能跑起来”到“可靠运行、高效稳定”的鸿沟。 第一部分:高级总线与片间通信的精妙构建 本部分着重于解析复杂多处理器系统中的数据高速交换和同步机制。 1. 工业级通信协议的深度实现: 我们详尽介绍了CAN(Controller Area Network)总线的深度应用,不仅仅停留在基础的报文收发,而是深入探讨了报文过滤机制、错误处理与恢复策略、以及如何利用CANopen或DeviceNet等上层协议构建分布式控制网络。案例包括基于多节点CAN网络的分布式电机同步控制系统和远程诊断监控架构。 2. 高速数据流的桥接技术: 重点解析了Ethernet/TCP/IP协议栈的裸机或轻量级RTOS移植与优化。这部分包含了TCP/IP协议栈的选型(如LwIP的裁剪与配置)、MAC层驱动的编写、以及基于DHCP/静态IP的网络连接管理。通过实际案例,读者将学会如何构建一个稳定的有线网络数据采集与控制节点。此外,USB Device/Host模式的复杂应用也被纳入讨论,包括自定义HID设备开发、大容量存储的驱动模拟,以及OTG功能在便携式设备中的集成方案。 3. 异步与同步的界限突破: 针对RS-485/MODBUS在复杂拓扑结构中的应用,我们不仅覆盖了MODBUS RTU,更详细演示了MODBUS TCP的实现细节,包括主站和从站角色的灵活切换,以及如何处理大规模设备接入时的冲突与仲裁问题。 第二部分:复杂人机交互与实时图形渲染 本部分聚焦于提升用户体验,通过先进的显示技术和输入设备驱动,实现更直观、更具现代感的嵌入式界面。 1. 高级图形界面(GUI)的优化与移植: 不同于基础的字符或点阵显示,本章案例侧重于嵌入式GUI库(如LVGL、TouchGFX等)的深度定制。内容包括自定义控件的开发、内存与Flash资源的优化布局、以及如何实现低功耗模式下的快速唤醒与渲染。案例涉及多任务环境下的GUI刷新策略和动画效果的硬件加速利用。 2. 多模态输入系统的集成: 详细展示了电容式触摸屏驱动的底层原理,包括中断管理、多点触控的坐标映射与去抖动算法。同时,结合了光学传感器与环境光感应的复杂融合应用,例如基于手势识别的非接触式控制界面设计。 3. 声音与多媒体处理的初步探索: 涵盖了I2S/PCM接口音频流的处理,从DAC/ADC的初始化配置到简单的音频播放与录制模块的搭建。案例包括播放预存提示音和实现基本的语音对讲功能所需的数字信号处理基础。 第三部分:实时操作系统(RTOS)与高级任务管理 本部分是系统可靠性和可维护性的基石,深入剖析了主流RTOS在嵌入式系统中的高效部署与调度策略。 1. RTOS内核的深度调度与同步: 我们以FreeRTOS/RT-Thread为例,详细分析了任务优先级继承、死锁预防机制、以及事件组与消息队列的高效使用。通过实例展示了如何使用信号量和互斥锁来保护临界区,并避免竞态条件。 2. 内存管理与资源分配: 讲解了RTOS下的动态内存分配策略(如内存池、堆管理)及其碎片化问题。案例重点展示了在资源受限环境下如何设计健壮的内存分配方案,确保系统长期运行的稳定性。 3. 异常处理与系统看门狗的整合: 系统地介绍了中断嵌套管理、系统错误捕获与复位流程的设计。如何将硬件看门狗与软件心跳机制相结合,实现对不可预知错误的快速隔离和恢复,是本部分强调的重点。 第四部分:传感器融合与边缘数据预处理 本部分将单片机的应用从简单的“执行器”提升到“信息决策节点”,聚焦于复杂数据的采集、校准与初步分析。 1. 复杂传感器接口与数据融合: 深入讲解了SPI/I2C总线上多个高精度传感器(如IMU、高分辨率ADC)的同步采集。案例包括卡尔曼滤波(Kalman Filter)在姿态解算中的初步应用,以及如何利用软件算法补偿传感器的非线性误差。 2. 精确时基与数据同步: 针对需要极高时间戳精度的应用场景,我们详细演示了如何利用内部RTC和外部晶振进行高精度时间管理,并结合NTP/SNTP客户端,实现系统时钟的对准与校准,确保数据采集的时间一致性。 3. 嵌入式机器学习(TinyML)的边缘部署基础: 本书的进阶案例部分引入了基于CMSIS-NN或TFLite Micro的超轻量级模型推理。读者将学习如何将预训练好的简单分类模型(如环境声音识别、简单的目标检测)移植到资源受限的MCU上,实现实时的边缘决策。 --- 《单片机应用设计200例(下册)》不仅是一本技术手册,更是一份系统工程师的进阶指南。通过这200个精心设计的实例,读者将能够掌握构建高性能、高可靠性、具备现代通信与交互能力之嵌入式系统的核心技能,为迈入更广阔的物联网和自动化领域做好充分准备。本书适合具备单片机基础知识,希望向专业嵌入式系统开发迈进的工程师、技术人员和高年级学生。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我对物联网(IoT)领域非常着迷,特别是如何利用单片机构建各种智能设备。这本书《单片机应用设计200例(上册)》提供了大量与物联网相关的实践案例,让我学到了很多有用的技术。书中关于无线通信模块的驱动案例,比如NRF24L01、ESP8266等,非常详细地讲解了如何将这些模块集成到单片机系统中,实现数据的无线传输。我曾经跟着书中的案例,用STM32单片机连接ESP8266模块,成功地将采集到的温湿度数据通过Wi-Fi上传到云平台,并实现了远程监控,这让我对物联网的构建有了更直观的认识。另外,书中还有很多关于传感器数据融合和处理的案例,例如如何同时采集多个传感器的数据,并进行加权平均或滤波处理,以提高数据的准确性。我还特别喜欢书中关于低功耗设计的案例,这对于电池供电的物联网设备来说至关重要。书里介绍了一些休眠模式和唤醒机制的应用,让我了解如何通过优化程序来延长设备的续航时间。这本书的优点在于,它不仅仅关注单片机本身的功能,更注重将单片机与其他模块和技术相结合,构建出完整的解决方案。它为我提供了一个非常好的学习平台,让我能够快速掌握物联网开发的实用技术,并将自己的创意转化为实际的产品。

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我之前对图形用户界面(GUI)在嵌入式系统中的应用一直很好奇,想知道如何才能在单片机上实现漂亮的显示效果。《单片机应用设计200例(上册)》这本书中的一些案例,特别是关于LCD显示屏和触摸屏的应用,为我打开了新世界的大门。书中详细介绍了如何驱动常见的LCD液晶屏,包括TFT彩色液晶屏,实现图片的显示、文字的输出,以及简单的图形绘制。我还尝试了书中关于触摸屏校准和事件响应的案例,通过简单的触摸屏,我能够与单片机系统进行直观的交互,例如点击按钮来控制设备的启停,或者滑动滑块来调节参数。我曾经按照书中的方法,用一个STM32单片机驱动一个4.3英寸的TFT彩色液晶屏,并实现了一个简易的音乐播放器界面,能够显示歌曲名称、播放进度,并且可以通过触摸按钮来控制播放、暂停、上一曲、下一曲,整个过程非常流畅,让我对嵌入式GUI的魅力有了更深的体会。这本书的优点在于,它不仅仅提供了实现GUI的必要代码,更重要的是,它讲解了GUI设计的思路和方法,让我能够理解如何才能设计出用户友好且功能强大的界面。通过学习这本书,我不仅提升了单片机的显示控制能力,更对如何构建完整的嵌入式人机交互系统有了更深入的理解。

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我一直对自动化控制系统很感兴趣,尤其是如何通过单片机实现对各种设备的精确控制。《单片机应用设计200例(上册)》这本书为我提供了丰富的实践案例。书中关于电机驱动的案例让我印象深刻,它详细介绍了如何使用L298N电机驱动模块来控制直流电机的正反转和速度,以及如何使用ULN2003驱动模块来驱动步进电机,实现精准的位置控制。我曾按照书中的指导,用STM32单片机控制一个步进电机,实现了按照预设的角度进行旋转,这对于制作一些精密机械设备非常有意义。另外,书中关于传感器接口的案例也让我受益匪浅,例如如何通过ADC(模拟数字转换器)采集温度传感器、光敏传感器等模拟信号,并进行数据处理和显示。我尝试了书中关于DS18B20数字温度传感器的驱动案例,通过单片机读取精确的温度值,并在LCD1602液晶屏上显示,让我对数字传感器的使用有了更直观的认识。这本书的优点在于,它将理论与实践紧密结合,每一个案例都配有详细的硬件连接图和源代码,并且对代码的每一部分都进行了详细的解释,使得学习过程更加轻松高效。通过学习这本书,我不仅掌握了单片机的基本操作,还对如何设计和实现各种自动化控制系统有了更深入的理解,为我未来的项目开发奠定了坚实的基础。

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作为一名正在学习电子信息工程专业的学生,《单片机应用设计200例(上册)》这本书对我来说简直是一本“神书”。它里面的案例覆盖了单片机应用的各个方面,从最基础的IO口控制到更复杂的ADC模数转换、定时器/计数器应用,再到各种通信接口的驱动,几乎涵盖了我们课程中涉及到的所有知识点,并且提供了非常详尽的实践指导。我最喜欢的是书中关于ADC的应用案例,例如如何采集模拟信号并将其转换为数字量,这对于很多传感器的数据读取至关重要。书中详细介绍了如何配置ADC的采样时钟、转换模式,以及如何处理转换结果,这些内容对我理解模数转换过程非常有帮助。我还尝试了书中的PWM(脉冲宽度调制)控制案例,通过调整占空比来控制LED的亮度,以及控制电机的转速,这让我深刻理解了PWM在模拟量控制中的重要性。书中的案例通常会从零开始讲解,包括硬件接线、原理分析、代码编写和调试过程,这种“手把手”的教学方式非常适合我们这些初学者。我曾经跟着书里的一个案例,成功地用ATmega16单片机实现了一个简单的频率计,能够测量外部信号的频率,并在数码管上显示出来,这让我对单片机的计算能力和定时器/计数器的应用有了更深的认识。这本书不仅仅是理论知识的补充,更是实践能力培养的绝佳教材,它让我能够将课堂上学到的知识付诸实践,并从中获得成就感。

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我一直对嵌入式系统开发充满热情,希望能够掌握一门实用的技能。《单片机应用设计200例(上册)》这本书给了我莫大的启发。它里面的案例非常丰富,涵盖了从基础的IO口控制到更高级的信号处理、数据采集等内容。我尤其喜欢书中关于ADC(模拟数字转换器)的应用案例,它详细讲解了如何通过ADC来读取各种模拟传感器的数据,例如光敏电阻、电位器等,并且提供了多种采样方式的实现方法。我还尝试了书中关于定时器/计数器应用的案例,通过配置定时器来产生精确的延时、定时中断,以及生成PWM信号,这些基础但重要的功能,在各种嵌入式项目中都必不可少。书中的代码示例清晰易懂,并且附带了详细的硬件接线图,这对于我这样初学者来说,大大降低了学习门槛。我曾经按照书里的一个案例,用AVR单片机成功地实现了一个简易的数字电压表,能够精确测量输入电压并在LCD显示屏上显示出来,这让我对ADC的实际应用有了更深的理解。这本书的另一个亮点在于,它不仅仅提供了代码,还会深入分析相关的硬件原理和软件设计思路,让我能够知其然也知其所以然。通过学习这本书,我不仅掌握了单片机的基本操作,还对嵌入式系统的设计和开发有了更全面的认识,为我未来的学习和工作打下了坚实的基础。

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我一直对数据采集和处理很感兴趣,希望能够掌握单片机在这方面的应用。《单片机应用设计200例(上册)》这本书提供了大量相关的实践案例,让我受益匪浅。书中关于ADC(模拟数字转换器)的应用章节非常详尽,详细介绍了如何配置ADC的采样率、转换精度,以及如何处理采集到的模拟信号,例如滤波、平均值计算等。我曾经尝试了书中关于采集音频信号并进行简单处理的案例,通过单片机的ADC接口,我成功地采集到了简单的声音波形,并在示波器上进行了观察,这让我对单片机在信号处理方面的能力有了更深的认识。另外,书中关于EEPROM和Flash存储器的应用案例也让我学到了很多,了解了如何将采集到的数据或者程序配置参数存储在非易失性存储器中,以便断电后依然可以保留。我曾按照书中的方法,将采集到的传感器数据定期写入到AT24C02 EEPROM中,实现数据的长期存储和掉电保护。这本书的特点在于,它不仅仅提供了代码,更注重对底层硬件原理的深入剖析,让我能够理解每一个操作背后的机制。通过学习这本书,我不仅掌握了单片机的数据采集和存储技术,还对如何构建完整的数据采集系统有了更清晰的认识,为我未来的项目开发提供了宝贵的经验。

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我一直希望能够掌握单片机在通信方面的应用,特别是如何实现设备之间的数据交换。《单片机应用设计200例(上册)》这本书在这方面提供了丰富的案例,让我受益匪浅。书中关于UART(通用异步收发传输器)的应用章节非常详细,介绍了如何配置波特率、数据位、停止位等参数,以及如何实现数据的发送和接收。我曾经尝试了书中关于单片机与上位机(电脑)通过串口进行通信的案例,我能够将单片机采集到的传感器数据发送到电脑上的串口调试助手,并在电脑上进行实时显示和分析。另外,书中关于SPI(串行外设接口)和I2C(集成电路总线)的应用案例也让我学到了很多,了解了如何利用这两种通信协议来驱动各种外设,例如SD卡、陀螺仪、加速度计等。我曾按照书中的方法,用STM32单片机通过SPI接口驱动一个SD卡,成功地实现了数据的读写操作,这为我实现数据本地存储提供了便利。这本书的优点在于,它不仅仅提供了通信协议的实现代码,更重要的是,它讲解了通信协议的工作原理和通信方式,让我能够理解数据是如何在设备之间进行高效传输的。通过学习这本书,我不仅提升了单片机的通信能力,还对如何构建复杂的分布式系统有了更深入的理解,为我未来的项目开发提供了宝贵的经验。

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我一直对智能家居很感兴趣,特别是如何用单片机来实现一些便捷的功能。这本书《单片机应用设计200例(上册)》恰好满足了我的需求。它里面有大量的案例涉及到了自动化控制和人机交互,比如如何通过红外传感器检测人体存在来自动开关灯,如何用超声波传感器测量距离来实现自动泊车辅助,还有如何通过手机APP远程控制家电的例子,这些都让我看到了单片机在构建智能化生活中的巨大作用。我特别印象深刻的是关于LCD1602液晶显示屏的驱动案例,书里详细讲解了如何通过IO口控制液晶屏显示字符和图形,我用这个案例成功地在我的项目中实现了温湿度数据的实时显示,而且还可以通过按键切换显示内容,感觉非常实用。另外,书里还有一些关于电机控制的案例,比如如何精确控制直流电机和步进电机的转速和方向,这对于制作一些小型的机器人或者自动化设备非常有帮助。我曾经按照书里的方法,用STM32开发板控制了一个舵机,实现了精准的角度控制,这为我后面制作一个机械臂打下了基础。这本书的优点在于,它不仅仅提供代码,还会深入分析硬件原理和软件设计思路,让我能够知其然也知其所以然。即使是针对一些相对复杂的通信协议,比如UART、SPI、I2C,书里也有专门的章节进行介绍和应用演示,这让我能够更深入地理解单片机与其他设备之间是如何进行高效数据交换的。总而言之,这本书为我打开了一扇通往嵌入式世界的大门,让我能够将脑海中的想法变成现实。

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这本《单片机应用设计200例(上册)》真是让我大开眼界,我之前对单片机一直停留在理论层面,感觉它高深莫测,遥不可及。但是,当我翻开这本书,看到那些具体、生动的案例时,一切都变得豁然开朗。书中的每一个案例都像是一个精心设计的实验,从最基础的LED闪烁,到稍复杂一些的数码管显示,再到控制直流电机、步进电机,以及处理键盘输入、实现简单的通信协议,每一个设计都清晰地展示了单片机的强大功能和应用潜力。我尤其喜欢那些涉及传感器交互的部分,比如温度传感器、光敏传感器等,这些案例让我看到了单片机如何与现实世界进行“对话”,获取信息并做出响应。书中的代码讲解也非常细致,不仅仅是给出了一段完整的程序,还会对每一行代码的作用进行解释,甚至会分析不同的实现方式的优缺点,这对于我这样初学者来说,简直是宝藏。更重要的是,书中提供的硬件连接图也十分清晰,即使是对电路不太熟悉的人,也能按照图示一步步地搭建起来。我曾经尝试着跟着书中的一个案例,用手头的开发板实现了一个简单的自动贩卖机模型,从投币识别到商品出货,整个过程都运行得相当流畅,那种亲手创造的成就感是无法用言语形容的。这本书不仅仅是学习单片机技术的工具,更像是一位循循善诱的老师,它激发了我对嵌入式开发的浓厚兴趣,让我看到了一个充满可能性的广阔领域,我现在迫不及待地想继续探索下册的内容,看看还有哪些更精彩的设计在等着我。

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我之前接触过一些单片机相关的资料,但总觉得不够系统和深入。《单片机应用设计200例(上册)》这本书正好填补了我的知识空白。它以200个具体的应用案例为载体,系统地介绍了单片机的各种功能和应用。我最欣赏的是书中的一些交互式案例,比如如何通过按键输入来控制设备的运行,如何通过数码管或LCD显示屏来输出信息,这些案例让我能够更直观地感受到单片机的强大之处。我还特别关注了书中关于电机控制的章节,详细介绍了如何使用PWM(脉冲宽度调制)技术来精确控制直流电机和步进电机的转速和方向,这对于我制作一些小型机械装置非常有帮助。我曾尝试着按照书里的方法,用一个简单的4位7段数码管显示器,通过单片机实现一个电子时钟的功能,从RTC(实时时钟)模块读取时间信息,然后解码并在数码管上显示,整个过程非常流畅,让我对单片机在时间管理和数据显示方面的能力有了深刻的体会。书中的代码组织结构清晰,注释也十分详尽,即使是对于一些复杂的算法,也能通过书中的讲解逐步理解。这本书的价值在于,它将抽象的理论知识转化为具体的实践操作,让我能够通过动手实践来巩固和深化对单片机的理解,并且激发了我探索更复杂应用的兴趣。

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全是设计的范例,有用。

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