单片机原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:341

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出版时间:2008-11

价格:35.00元

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isbn号码:9787302188018

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• 高等学校教材
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• 单片机
• 嵌入式系统
• 原理与应用
• 电子技术
• 微控制器
• C51
• 汇编语言
• 硬件设计
• 实践教程
• 电子工程

《微控制器系统设计与实践》 本书旨在为读者构建一个全面而深入的微控制器系统设计知识体系，强调理论与实践的深度融合。不同于仅侧重于某一特定型号单片机指令集或内部结构的教学，本书将目光放之于更广阔的微控制器应用领域，以及如何围绕微控制器构建一个完整、高效、可靠的嵌入式系统。 核心内容概述： 1. 嵌入式系统基础概念与架构： 何为嵌入式系统： 详细阐述嵌入式系统的定义、特点、与通用计算机的区别，以及其在现代社会中的广泛应用场景，如消费电子、工业控制、汽车电子、医疗设备、物联网等。 微控制器（MCU）的核心地位： 深入剖析微控制器作为嵌入式系统“大脑”的关键作用，介绍其内部组成，包括CPU核、存储器（RAM、ROM/Flash）、定时器/计数器、中断控制器、串行通信接口（UART、SPI、I2C等）、ADC/DAC、GPIO等。我们将探讨不同类型MCU（如8位、16位、32位）的架构差异及其适用场景，但不限于某一特定系列，而是从通用原理出发。 嵌入式系统的硬件架构： 讲解微控制器如何与其他硬件组件协同工作，包括电源管理单元、时钟系统、外部存储器接口、人机交互接口（按键、显示屏、LED）、传感器接口、执行器接口（电机驱动、继电器）等。读者将理解一个完整的嵌入式设备是如何从零开始构建的。 2. 嵌入式软件开发流程与方法论： 从需求分析到产品发布： 系统性地介绍嵌入式软件开发的生命周期，包括需求定义、系统设计、软件编码、调试、测试、集成、部署和维护。 开发环境的搭建与使用： 介绍通用的嵌入式开发工具链，包括交叉编译器、汇编器、链接器、调试器（如JTAG/SWD接口），以及集成开发环境（IDE）的配置与使用。我们将侧重于理解这些工具的工作原理，而非具体某个IDE的界面操作。 C语言在嵌入式开发中的应用： 强调C语言作为嵌入式开发主流语言的优势，深入讲解C语言的指针、内存管理、位操作、数据结构等在资源受限的嵌入式环境中的高效应用技巧。 操作系统（RTOS）的应用： 介绍实时操作系统（RTOS）的基本概念、核心功能（任务调度、进程间通信、同步机制、中断处理）及其在复杂嵌入式系统中的必要性。我们将探讨如何选择合适的RTOS，以及如何基于RTOS进行任务设计和开发。 软件调试与优化： 详细讲解在嵌入式开发过程中常用的调试技术，如断点调试、逻辑分析仪使用、波形观察等。同时，介绍代码优化策略，包括算法优化、内存优化、代码尺寸优化等，以适应嵌入式设备的性能和资源限制。 3. 关键嵌入式技术与应用实例： 传感器与数据采集： 讲解如何选择、接口连接和驱动各种传感器（如温度、湿度、光照、加速度、压力传感器），以及如何利用ADC进行模拟信号的数字化处理。 通信接口技术： 深入分析UART、SPI、I2C等常用同步/异步串行通信协议的工作原理、通信时序和应用场景。介绍CAN、Ethernet等更复杂的通信协议在汽车电子和工业自动化中的作用。 人机交互（HMI）： 讲解如何设计和实现用户界面，包括字符显示、图形显示、触摸屏控制、按键输入等。 电机控制与驱动： 介绍步进电机、直流电机、伺服电机的控制原理，以及PWM（脉冲宽度调制）技术在电机调速和方向控制中的应用。 电源管理与低功耗设计： 探讨嵌入式设备中的电源管理策略，包括低功耗模式、唤醒机制，以及如何优化硬件和软件以延长电池寿命。 系统集成与测试： 强调将软件与硬件集成为一个整体所面临的挑战，以及系统级测试的方法和重要性。 4. 前沿嵌入式技术展望： 物联网（IoT）核心技术： 介绍与物联网相关的嵌入式技术，如低功耗广域网（LPWAN）、边缘计算、云平台接入等。 嵌入式安全： 探讨嵌入式系统面临的安全威胁，以及硬件和软件层面的安全防护措施。 嵌入式人工智能（Edge AI）： 简要介绍如何在嵌入式设备上实现简单的机器学习模型，实现本地智能处理。 本书特色： 强调原理与通用性： 本书着重于讲解微控制器系统的设计思想、开发方法和通用技术原理，而非局限于特定型号的单片机。读者无论接触哪种微控制器，都能从中获得有益的指导。 注重实践与案例分析： 理论知识的讲解将紧密结合实际的工程应用和案例分析，帮助读者理解技术在实际问题中的解决之道。 系统性与深度兼顾： 旨在为读者构建一个完整的嵌入式系统知识框架，从硬件选型、软件设计到系统集成，做到系统全面，同时在关键技术点上进行深入探讨。 面向开发者与学习者： 无论是希望深入理解嵌入式系统原理的学生，还是希望提升嵌入式开发技能的工程师，本书都能提供宝贵的参考。 通过阅读本书，读者将能够掌握设计、开发和调试复杂嵌入式系统的核心能力，为成为一名优秀的嵌入式系统工程师打下坚实的基础。

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这本书的实用性绝对是值得称赞的，但我想从一个已经有一些嵌入式基础，希望快速上手项目开发的读者的角度来谈谈我的真实感受。我期待的是能看到更多贴近工业实际的案例，而这本书在这一点上做得有些保守了。大部分的例程都集中在基础的跑马灯、LED滚动显示、简单的定时器应用，以及最基础的串口通信上。虽然这些是构建一切复杂应用的基础砖石，但对于我这种希望快速验证某种传感器接口协议或实现一个小型控制算法的人来说，深度略显不足。比如，如果能增加一些关于实时操作系统（RTOS）在资源受限的单片机上如何裁剪和移植的章节，或者加入一些关于CAN总线、以太网等常见现场总线协议的底层驱动实现分析，那这本书的价值会立刻提升一个档次。目前的篇幅更像是为一门大学基础实验课量身定制的教程，而不是面向快速原型开发的工程师参考手册。它的结构清晰，逻辑严密，但缺乏那种“野路子”或“工程优化”的实战经验分享，这使得我在试图将书中学到的知识应用于实际项目中的“最后一公里”时，还是需要查阅大量的外部资料来填补这个经验上的空白。

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这本书的排版和语言风格给我带来了一种非常稳定和信赖的感觉，就好像翻阅一本老牌出版社出版的专业辞典。作者的遣词造句非常严谨，每一个技术术语的使用都精确无误，没有那种为了追求“酷炫”或“网络化”而使用模糊不清的俚语或比喻，这对于需要长期参考和查阅的工具书性质的书籍来说，是极其重要的品质。图表的绘制也相当专业，电路图、时序图的线条清晰、标识明确，即便是涉及到复杂的逻辑门组合或总线操作，配合文字描述也能很快在脑海中重构出信号流动的过程。我尤其欣赏它在关键概念总结处的处理方式，通常会在一个小方框内用加粗的字体再次强调核心要点，这种设计非常有利于在短时间内回顾和巩固学习效果。唯一的遗憾可能在于，这种过于严肃和学术化的风格，偶尔会让初次接触数字电路的读者感到一丝枯燥，缺乏一些活泼的元素来调剂阅读体验，但从专业度上讲，它无疑是达到了极高的水准。

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这本关于单片机原理及应用的教材，对于初学者来说，无疑是一份扎实的入门指南。我从头到尾仔细研读了一遍，最让我印象深刻的是它对底层硬件概念的阐述，那种由浅入深、层层递进的讲解方式，仿佛一位经验丰富的老师在耳边细细道来。书里并没有一上来就堆砌复杂的汇编指令或者晦涩难懂的时序图，而是先把8051这类经典内核的架构、存储器组织，以及I/O端口的工作原理讲解得清晰透彻。特别是对寄存器组的讲解，作者似乎很懂得读者的困惑点，总能用最直观的例子来解释每个寄存器中不同位域的作用，比如如何通过设置某个特定的标志位来控制中断的开启或关闭，这种细节的把控，极大地降低了初学者对硬件抽象概念的理解门槛。此外，书中对开发工具链的介绍也做得相当到位，从早期的汇编器配置到现代IDE的使用，都有相应的图文说明，让我在跟着书上的例子敲代码实践时，能够顺利地搭建起自己的实验环境，而不是被环境配置这一关卡住。总而言之，它成功地为我构建了一个坚实的理论基础，让我对“单片机是如何思考和执行指令”有了非常清晰的画面感。

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我必须指出，这本书在系统架构和高级特性方面的覆盖深度，与市面上一些侧重于ARM Cortex-M系列的新型微控制器的书籍相比，显得有些陈旧和局限。它将大量的篇幅投入到对MCS-51系列单片机的深入解析中，这无疑对于理解经典架构非常有帮助，毕竟那是我们学习单片机历史的起点。然而，在讲解中断系统时，虽然详尽地阐述了向量中断和查询中断的机制，但对于现代MCU中常见的嵌套中断、优先级仲裁逻辑，以及如何利用硬件中断控制器（NVIC）进行高效的任务切换和管理，介绍得较为简略，更像是“点到为止”。我希望看到更多关于低功耗设计、看门狗定时器的高级应用场景，以及如何利用DMA控制器来解放CPU的详细案例。这本书更像是一部关于“如何让CPU高效地做重复性工作”的教科书，而不是关于“如何构建一个现代化、低功耗、高可靠性嵌入式系统”的参考书。对于那些目标是抢占当前主流市场应用（如物联网节点、便携式设备）的读者来说，可能需要对内容进行取舍，或者将它作为理解基本原理的垫脚石，而非终极指南。

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从数据手册解读的角度来看，这本书的价值是无可替代的。它成功地将那些原本散落在芯片制造商晦涩难懂的“Datasheet”中的信息，系统化、逻辑化地整合到了一个易于消化的知识体系中。我曾经花了好几天时间试图理解某个特定型号单片机的ADC模块的工作模式，官方手册的描述令我头疼不已，但对照书中的章节，特别是它如何解释SAR（逐次逼近寄存器）的工作流程，并结合中断服务程序（ISR）的编写来完成数据采集的整个闭环，我茅塞顿开。这本书教给我的不仅仅是“怎么写代码”，更是“代码背后的硬件如何响应”。例如，它详细区分了在不同工作模式下，定时器溢出标志位（TIF）的清除时机，这对于编写精确延时或波形发生器至关重要。这种深入到“位操作层面”的教学，使得读者在未来面对任何新的、未曾见过的单片机系列时，也能凭借对基础原理的深刻理解，迅速掌握新芯片的关键特性，避免了对特定型号手册的过度依赖，这才是真正意义上的能力迁移。

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张洪润等编著的《单片机原理及应用》有90个实例、20个上机实验、110个练习，是非常好的一本书。

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张洪润等编著的《单片机原理及应用》有90个实例、20个上机实验、110个练习，是非常好的一本书。

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