51系列单片机应用与实践教程

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出版者:
作者:周向红
出品人:
页数:235
译者:
出版时间:2008-5
价格:26.00元
装帧:
isbn号码:9787811242676
丛书系列:
图书标签:
  • 毕业设计
  • 单片机
  • 51单片机
  • 嵌入式系统
  • C语言
  • 实践教程
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具体描述

《普通高校"十一五"规划教材•51系列单片机应用与实践教程》以实战,即单片机实践项目的标准化设计和实时调试为主线,并贯穿全书,以51系列单片机89C51为教学机型,将学科内容融入课程系列活动项目之中,注重应用知识的技术实现,充分注意调动和发挥读者的学习能动性和创新性,使读者在学习单片机的过程中始终都有一个完整的单片机控制系统概念,并最终具备构建单片机应用系统的技能,精通单片机组成应用系统的设计方法。《普通高校"十一五"规划教材•51系列单片机应用与实践教程》按照“单片机原理与应用”课程的学习进程,依次介绍了51单片机的应用开发基础、内部功能单元、系统扩展、应用系统设计及应用系统稳定性运行技术等内容,其中共包含30余个单片机实践项目,近80个参考程序。

《嵌入式系统设计与实践:基于STM32微控制器》 第一版 导言 随着信息技术的飞速发展,嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面,从智能家电到工业控制,从汽车电子到医疗设备,其重要性不言而喻。本书旨在为电子工程、计算机科学、自动化等专业的学生以及希望深入了解和掌握现代嵌入式系统设计的工程师提供一本全面而实用的教程。我们选择业界应用最为广泛、性能优越的STM32系列微控制器作为核心平台,构建一个从基础理论到复杂项目实践的完整学习路径。 本书特色与定位 本书严格遵循“理论深度与工程实践并重”的原则。它不仅阐述了微控制器硬件架构、寄存器级编程的底层逻辑,更紧密结合实时操作系统(RTOS)、网络通信协议栈以及人机交互界面(HMI)等前沿技术,确保读者能够应对当前工业界对高素质嵌入式人才的需求。我们致力于打造一本“可操作、可验证、可拓展”的教科书。 第一部分 基础篇:STM32微控制器核心技术剖析 第1章 微控制器技术概览与STM32家族选型 本章首先回顾了嵌入式系统的基本概念、发展历程以及与传统微处理器(MPU)和微处理器(CPU)的区别。重点分析了Cortex-M内核的优势,特别是STM32系列(如F1、F4、L4等系列)在性能、功耗和资源上的差异化设计。我们详细介绍了如何根据项目需求(实时性、功耗、成本)进行合适的芯片选型,并展示了标准的开发环境搭建流程,包括Keil MDK、IAR Embedded Workbench以及新兴的基于GCC的开发工具链的选择与配置。 第2章 Cortex-M3/M4内核深入理解 本章是理解STM32工作机制的基石。我们将深入解析Cortex-M内核的流水线结构、特权级别(Thread Mode/Handler Mode)、堆栈管理机制(MSP/PSP)以及中断向量表(NVIC)的配置。重点讲解了如何高效利用寄存器、理解内存映射(Memory Map)和总线架构(AHB/APB),为后续的寄存器级编程奠定坚实基础。 第3章 STM32启动流程与底层初始化 本章详述了STM32芯片从“上电”到“执行用户代码”的完整流程。内容涵盖复位机制、上电复位(POR)和欠压复位(BOR),Flash/SRAM的加载过程,以及启动文件(Startup Code)的作用。读者将学会如何手动配置时钟树(RCC),理解PLL锁相环的工作原理,并掌握基础的外设时钟使能和IO口配置的“最小系统”搭建。 第4章 通用输入输出(GPIO)与中断系统 GPIO是嵌入式系统的基础。本章详细介绍了STM32 IO的八种工作模式(输入、输出推挽/开漏、复用功能等),以及如何通过配置寄存器实现高速读写和防抖动处理。随后,我们转向外部中断/事件控制器(EXTI),讲解中断的优先级分组、抢占和响应机制,并通过实际案例演示如何高效地实现按键扫描和外部事件捕获。 第二部分 驱动篇:核心外设的软硬件协同设计 第5章 定时器(Timer)与脉冲宽度调制(PWM) 定时器是嵌入式系统的“心脏”。本章全面解析了通用定时器(TIMx)、基本定时器、高级控制定时器和看门狗定时器。重点阐述了计数模式、预分频器、自动重载寄存器(ARR)的配置,以及如何利用定时器实现精确的周期性中断和输入捕获。在PWM部分,我们将深入探讨死区时间控制、互补输出以及PWM占空比的动态调整在电机控制中的应用。 第6章 模数转换器(ADC)与数模转换器(DAC) 本章侧重于模拟信号的数字化与重构。ADC部分涵盖了单次转换、连续扫描模式、DMA数据搬运的应用,以及多通道采样和过采样技术。DAC部分则用于生成可编程的模拟电压输出,我们结合采集到的传感器数据,展示如何使用DAC输出波形或参考电压。 第7章 串行通信接口(UART/USART) UART是嵌入式设备最基础的异步通信方式。本章详细讲解了波特率的计算、数据帧格式(奇偶校验、停止位)的设置,并提供了基于寄存器和HAL库两种方式下的发送与接收程序框架。我们特别强调了DMA在UART大批量数据传输中的效率优化策略。 第8章 同步通信协议:SPI与I2C SPI和I2C是连接外部传感器的常用协议。I2C部分,我们讲解了主/从模式、7位/10位地址寻址、仲裁机制,并给出了驱动EEPROM和温湿度传感器的实例。SPI部分,重点分析了主/从模式选择、时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)的四个模式,并演示了如何通过SPI高速读写外部Flash存储器。 第三部分 进阶篇:系统优化与现代嵌入式技术 第9章 内存管理与直接内存访问(DMA) 本章探讨了如何优化系统资源利用。我们深入分析了STM32的内部SRAM分区和Flash的扇区结构。DMA是提升系统性能的关键技术,本章详细讲解了DMA控制器的通道配置、传输模式(普通/循环)、数据宽度匹配,并通过实例展示如何使用DMA实现ADC数据采集到内存的零CPU干预传输。 第10章 嵌入式文件系统与存储 针对需要存储大量配置数据或日志文件的应用,本章介绍了FATFS文件系统的移植与应用。内容包括SD卡/eMMC的底层驱动(通过SPI或SDIO接口),FATFS的初始化、文件创建、读写、目录操作,以及如何确保数据在非正常断电情况下的完整性。 第11章 嵌入式网络通信:TCP/IP协议栈基础 本章引导读者进入网络化嵌入式系统的世界。我们选用一个主流的LwIP协议栈(或W5500/ENC28J60等以太网模块),从网络接口层开始,逐步讲解ARP、ICMP、UDP和TCP协议的工作原理。随后,通过构建一个简单的基于TCP或UDP的客户端/服务器应用,展示数据包的封装与解封装过程。 第12章 实时操作系统(RTOS)基础与FreeRTOS实战 在复杂的嵌入式系统中,任务调度和资源管理至关重要。本章引入了实时操作系统的概念,对比了不同RTOS的特性。核心内容集中在FreeRTOS,包括任务的创建与删除、任务状态切换、优先级继承机制,以及信号量(Semaphore)、互斥锁(Mutex)和消息队列(Queue)在多任务同步与通信中的应用实例。 结论与展望 本书的最终目标是培养读者独立进行复杂嵌入式系统设计的“工程思维”。通过掌握STM32的底层细节和上层实时操作系统的协同工作,读者将具备设计高可靠性、高实时性、高效率的现代嵌入式产品的核心能力。后续章节鼓励读者探索如图形界面(Touch Screen/LVGL)、无线通信(BLE/Wi-Fi)等更高级的主题。

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读后感

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用户评价

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**(一)** 这本书的出现,简直就像在茫茫电子工程的海洋中,为我这艘摇摇欲坠的小船指明了一盏久违的灯塔。我一直对单片机应用充满好奇,尤其是51系列,它作为嵌入式开发领域的“老前辈”,学习资源却常常显得有些分散和零碎。手里捧着这本《51系列单片机应用与实践教程》,我迫不及待地翻开,期待着能系统地了解它的方方面面。从最基础的硬件结构,到汇编语言和C语言的编写,再到各种外围接口的驱动,这本书几乎囊括了51单片机开发的所有关键环节。我尤其喜欢它循序渐进的讲解方式,每一章都建立在前一章的基础上,不会让人感到突然的跳跃。而且,书中提供的丰富实例,更是让枯燥的理论变得生动起来。我记得我尝试着按照书中的例子,搭建了一个简单的LED闪烁程序,看着那些小小的发光二极管按照我的指令律动,那种成就感是难以言喻的。更不用说后面关于定时器、中断、串口通信等章节的详细阐述,让我对单片机的强大功能有了更深刻的认识。这本书不仅仅是技术手册,更像是一位耐心的老师,一步一步地引导我这个初学者,克服学习过程中的重重困难。对于想要入门单片机领域的同学来说,这本书绝对是不可多得的宝藏。它让我看到了51单片机在实际项目中的广泛应用,也激发了我继续深入学习和探索的兴趣。

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**(四)** 当我拿到《51系列单片机应用与实践教程》这本书的时候,我最大的感受就是它的“全面性”。作为一个曾经在学习单片机过程中感到迷茫的人,我深知找到一本能够系统讲解所有关键知识点的书籍是多么不容易。而这本书,恰恰满足了我的这个需求。它从最基础的单片机内部架构开始,逐步深入到各个核心模块,例如CPU、存储器、I/O端口、定时器/计数器、中断系统等等。每一个模块的讲解都力求详尽,并且辅以大量的图示和表格,让抽象的概念变得生动易懂。更重要的是,这本书不仅仅局限于理论知识的堆砌,而是非常注重“实践”的应用。书中的每一个章节,都提供了相应的代码示例,并且鼓励读者动手实践。我记得我在学习如何使用定时器的时候,书中提供的详细步骤和代码,让我能够快速地掌握定时器的各种工作模式,并且成功地用它来实现精确的延时和周期性事件。这种“学以致用”的学习方式,极大地增强了我学习的信心和乐趣。这本书的价值,在于它能够帮助我建立起一个完整、扎实的51单片机知识体系,为我日后的进一步学习和开发打下坚实的基础。

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**(三)** 作为一名长期在嵌入式领域摸爬滚打的老兵,我对于《51系列单片机应用与实践教程》这本书的评价,更多的是一种“相见恨晚”的感觉。在我的职业生涯初期,51单片机是我们接触最多的微控制器之一,但当时的学习资料远没有现在这么丰富和系统。我们更多的是依靠零散的资料和前辈的经验来摸索。这本书的出现,无疑为新入门的工程师提供了一个极佳的学习平台。它不仅仅是机械地罗列知识点,而是从解决实际问题的角度出发,引导读者一步步地掌握51单片机的开发技巧。书中对各种外设接口的讲解,例如SPI、I2C、UART等,都非常到位,并且提供了实际的应用案例,让我能够快速地将所学知识应用到实际项目中。我尤其欣赏书中对于代码优化的建议,以及一些底层实现的细节剖析,这对于提升程序的运行效率和稳定性有着至关重要的作用。这本书的语言风格也很接地气,避免了过于晦涩的专业术语,让即便是初学者也能轻松理解。它就像一位经验丰富的导师,不仅传授知识,更教会我们如何去思考,如何去解决问题。对于希望深入理解51系列单片机,并将其应用于实际产品开发的工程师来说,这本书绝对是一本值得反复研读的经典之作。

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**(五)** 阅读《51系列单片机应用与实践教程》的过程,对于我这个初学者来说,简直就像是开启了一扇通往奇妙电子世界的大门。在此之前,我对单片机的认识仅限于“能控制电子设备”这个模糊的概念。而这本书,则像一位耐心的向导,一步步地带领我了解这个“幕后英雄”的真实面貌。从最基础的硬件知识,例如晶振、复位电路的原理,到抽象的指令集,这本书都用清晰易懂的语言进行了解释。我尤其喜欢书中对于C语言编写的讲解,它将C语言的语法巧妙地融入到单片机控制的语境中,让我能够理解如何用C语言来实现各种复杂的控制逻辑。那些简单的LED闪烁、按键检测的例子,虽然看起来不起眼,但却是掌握单片机编程的绝佳起点。更让我惊喜的是,书中还涉及到了更高级的应用,例如LCD显示屏的驱动、ADC数据采集、串口通信等。当我成功地让一个小小的LCD屏显示出我输入的文字时,那种成就感简直无法用言语形容。这本书让我明白,原来那些我们生活中习以为常的电子产品,背后都隐藏着如此精妙的单片机技术。它不仅教会了我技术,更点燃了我对电子工程的热情。

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**(八)** 《51系列单片机应用与实践教程》这本书,是我在学习嵌入式开发过程中遇到的为数不多的“神作”之一。它的内容之详实,逻辑之清晰,实践之丰富,都让我叹为观止。这本书不仅仅是一本教材,更像是一本“工具箱”,为我提供了解决各种51单片机相关问题的解决方案。我曾经在开发一个小型智能家居控制系统时,遇到了一个关于通信协议的问题,当时我查阅了大量的资料,但都找不到满意的答案。最终,我翻到了这本书中的串口通信章节,书中对UART的原理、波特率设置、数据帧格式等等,都做了极其详尽的阐述,并且提供了非常实用的代码示例。我按照书中的方法,成功地实现了单片机与其他设备之间的高效通信,大大加快了我的项目进度。这本书的价值,在于它能够解决实际问题,并且在解决问题的过程中,潜移默化地提升我的技术能力和工程素养。对于那些希望在51单片机领域有所建树的开发者来说,这本书无疑是一本不可或缺的参考书。

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**(七)** 当我第一次翻开《51系列单片机应用与实践教程》这本书时,就被它严谨而又不失生动的语言风格所吸引。作为一名非科班出身的自学者,我之前在学习单片机时,常常会遇到一些概念上的“死角”,比如中断向量表、内存映射这些听起来就让人头大的东西。但这本书的作者,用非常巧妙的方式,将这些复杂的概念分解成易于理解的单元,并且通过大量的图示和流程图,让我能够直观地感受到它们的工作原理。我尤其喜欢书中对GPIO(通用输入输出端口)的讲解,它不仅仅是简单地介绍输入输出功能,而是深入剖析了端口的寄存器配置,例如PCON、SPCON等,让我能够精确地控制每一个I/O口的状态。通过书中的实验,我学会了如何让LED按照预设的频率闪烁,如何读取按键的状态,以及如何驱动蜂鸣器发出声音。这些看似简单的功能,却是我迈向更复杂单片机应用的基础。这本书为我提供了一个扎实的技术起点,让我能够自信地去探索更广阔的单片机应用领域。

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**(六)** 我购买《51系列单片机应用与实践教程》这本书,是抱着一种“试试看”的心态,希望能找到一本真正能够帮助我理解51系列单片机精髓的书。市面上的同类书籍确实不少,但很多要么过于理论化,要么过于简单化,很难找到一个恰到好处的平衡点。幸运的是,这本书做到了这一点。它在保持技术深度和专业性的同时,也兼顾了易读性和实践性。书中对51系列单片机指令集的讲解,虽然是底层的汇编语言,但作者用一种非常形象的比喻和清晰的逻辑,让我这个之前对汇编感到畏惧的人,也能够逐渐理解其精妙之处。更让我印象深刻的是,书中提供的各种硬件实验案例,都非常贴近实际应用,并且详细列出了元器件清单、电路连接图和源代码。我按照书中的指导,搭建了一个简单的温湿度传感器数据采集系统,并成功地将采集到的数据通过串口发送到电脑上进行显示。这个过程让我深刻体会到了理论知识转化为实际产品的乐趣和挑战。这本书的价值,在于它不仅仅是在教授知识,更是在传授一种解决问题的思路和方法,这种能力对于任何一个从事电子开发的人来说,都是至关重要的。

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**(十)** 如果说《51系列单片机应用与实践教程》是一本什么样的书,我想说,它是一本真正“用心”的书。从这本书的装帧设计,到目录的编排,再到每一页的排版,都透露着出版方的严谨和作者的匠心。在内容上,这本书对51系列单片机的讲解,可以说是面面俱到,深入浅出。从CPU的内部结构,到各种外设接口的详细说明,再到实际项目开发中的技巧和注意事项,几乎涵盖了51单片机应用的方方面面。我尤其喜欢书中对于C语言和汇编语言混合编程的讲解,这在很多其他的书籍中都很少见,但对于实际的项目开发来说,却至关重要。通过书中的实例,我学会了如何利用汇编语言来优化关键部分的执行效率,同时又用C语言来编写程序的整体逻辑,这种“各取所长”的开发方式,让我受益匪浅。这本书的价值,在于它能够真正地帮助读者掌握51单片机开发的核心技术,并将其应用到实际项目中,解决真实世界的问题。对于每一个热爱嵌入式技术,或者希望在这个领域深入发展的读者来说,这本书都绝对是不可错过的“必读”之作。

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**(二)** 坦白说,起初我拿到这本《51系列单片机应用与实践教程》时,内心是有些忐忑的。毕竟,市面上关于单片机的书籍琳琅满目,质量参差不齐。但当我深入阅读之后,我发现我的担忧完全是多余的。这本书的作者,无疑是一位经验丰富、深耕多年的技术专家。他对51系列单片机的理解,已经达到了炉火纯青的地步,并能以一种极为清晰、系统的方式呈现给读者。这本书的结构设计非常合理,从宏观的概念引入,到微观的指令解析,再到具体的应用案例,环环相扣,逻辑严密。它不仅仅停留在理论层面,更注重“实践”二字,大量的代码示例和硬件连接图,都为读者提供了直观的学习途径。我记得在学习ADC(模数转换器)章节时,书中不仅详细解释了ADC的工作原理,还提供了完整的驱动代码,让我可以轻松地将模拟信号转换为数字信号,并在屏幕上显示出来。这种“理论+实践”的学习模式,极大地提高了我的学习效率和理解深度。此外,书中对于一些易混淆的概念,例如中断优先级、定时器模式等,都做了非常透彻的讲解,避免了新手常见的误区。这本书的价值,远不止于学习51单片机本身,它更是培养了一种严谨的工程思维和解决问题的能力。

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**(九)** 对于《51系列单片机应用与实践教程》这本书,我只能用“相见恨晚”来形容。在我接触51系列单片机的初期,花了大量的时间在网上搜寻资料,但信息碎片化严重,而且质量参差不齐,常常让我感到无所适从。这本书的出现,就像一股清流,为我带来了系统、权威的学习路径。它不仅仅是知识的罗列,更注重“实践”的落地。书中提供的每一个实验,都经过了精心的设计,从硬件连接到代码实现,都力求简单易懂,并鼓励读者动手尝试。我至今还记得,当我成功地用书中的代码驱动一个4位7段数码管显示时间和日期时,那种喜悦和成就感是无法比拟的。这本书的讲解风格也非常独特,它没有一味地追求技术术语的堆砌,而是用一种非常人性化、启发式的语言,引导读者去思考,去探索。更重要的是,它教会了我如何从一个宏观的项目需求出发,一步步地分解问题,并最终用单片机技术去实现它。这本书的价值,不仅仅在于传授技术,更在于它培养了一种解决问题的能力和工程思维,这对于任何一个想要在嵌入式领域有所发展的人来说,都是无价之宝。

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