MCS-51单片机原理及应用技术教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:高洪志 编

出品人:

页数:339

译者:

出版时间:2009-4

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787115196262

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《嵌入式系统开发实战指南》 前言 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，从智能家居、穿戴设备到汽车电子、工业自动化，无处不在。然而，对于许多有志于投身嵌入式开发领域的工程师和学生而言，如何快速掌握核心技术、理论联系实际，并最终独立完成一个完整的嵌入式项目，仍然是一个挑战。本书正是为了弥合这一鸿沟而生。 本书并非一本仅限于理论阐述的教材，而是更侧重于“实战”。我们相信，嵌入式系统的学习与掌握，最有效的方式莫过于在真实的硬件平台上进行深入的实践。因此，本书将以最新的嵌入式技术和主流的开发工具为依托，系统地介绍嵌入式系统的设计、开发、调试及应用的全过程。我们力求从基础概念出发，逐步深入到高级主题，让读者在掌握扎实理论知识的同时，也能获得宝贵的工程实践经验。 本书的目标读者是那些希望掌握嵌入式系统开发技能的初学者，以及希望提升自身嵌入式开发能力的在职工程师。无论您是来自计算机科学、电子工程还是其他相关专业，只要对嵌入式系统充满热情，本书都将是您理想的学习伙伴。 本书内容概览 本书共分为 X 个章节，旨在全面覆盖嵌入式系统开发的关键领域。 第一部分：嵌入式系统基础与硬件选型 第一章：嵌入式系统概述与发展趋势 深入剖析什么是嵌入式系统，其核心组成部分（硬件、软件、中间件）。 探讨嵌入式系统在不同领域的广泛应用，如物联网（IoT）、人工智能（AI）在嵌入式领域的融合。 分析当前嵌入式技术的发展趋势，如低功耗设计、实时操作系统（RTOS）的普及、异构计算架构等。 介绍嵌入式工程师所需的关键技能栈。 第二章：嵌入式微处理器与微控制器选型指南 详细介绍嵌入式系统中常用的处理器架构，如 ARM Cortex-M、RISC-V 等，分析它们的优劣势。 讲解微控制器（MCU）的关键参数，如主频、RAM、Flash、外设接口（ADC, DAC, UART, SPI, I2C, GPIO 等）的选择考量。 提供实际项目需求分析指导，帮助读者根据项目特性选择最合适的 MCU。 介绍当前市场上主流的 MCU 供应商及其代表性产品线，如 STM32 系列、ESP32 系列等。 第三章：嵌入式系统硬件设计基础 讲解电源管理单元（PMU）的设计原则，包括稳压、滤波、功耗优化。 深入分析信号完整性与电磁兼容性（EMC）的基本概念及其在硬件设计中的重要性。 介绍常用外设接口电路的设计，如传感器接口、驱动电路、通信接口电路。 讲解 PCB（Printed Circuit Board）布局布线的基本规则和注意事项。 第二部分：嵌入式软件开发与操作系统 第四章：嵌入式 C 语言编程深度解析 回顾 C 语言核心概念，重点强调在嵌入式开发中的特殊性，如指针、内存管理、位操作。 讲解嵌入式 C 语言的优化技巧，以提高代码效率和减小代码体积。 介绍嵌入式开发中常用的数据结构和算法，并提供 C 语言实现示例。 探讨嵌入式开发中的错误处理与异常机制。 第五章：实时操作系统（RTOS）原理与实践 详细介绍 RTOS 的核心概念，如任务（Task）、任务调度（Scheduling）、任务间通信（IPC）、信号量、互斥锁、消息队列等。 分析不同 RTOS 的架构和特点，重点介绍 FreeRTOS/RT-Thread 等主流 RTOS。 提供使用 RTOS 进行多任务并发编程的实践案例，例如设备驱动、用户界面、通信模块的独立开发。 讲解 RTOS 在资源管理、实时性保证方面的作用。 第六章：嵌入式 Linux 系统开发入门 介绍嵌入式 Linux 系统的基本概念、架构和组成。 讲解交叉编译环境的搭建与使用。 介绍嵌入式 Linux 的常用工具链（GCC, GDB, Make 等）。 开发第一个嵌入式 Linux 应用，理解用户空间与内核空间的交互。 第三部分：嵌入式系统调试与测试 第七章：嵌入式系统调试技术 讲解硬件调试工具的使用，如 JTAG/SWD 调试器，配合 IDE 进行断点、单步、查看内存等操作。 深入探讨软件调试技术，包括日志输出、断言（Assert）、内存检测工具（如 Valgrind）。 介绍串口调试和网络调试的方法。 讲解常见的嵌入式系统 Bug 产生原因及调试思路。 第八章：嵌入式系统测试方法与策略 介绍单元测试、集成测试、系统测试的概念和方法。 讲解测试用例的设计原则。 介绍自动化测试在嵌入式领域中的应用。 探讨嵌入式系统的性能测试和稳定性测试。 第四部分：嵌入式系统典型应用与项目实战 第九章：嵌入式通信协议与接口技术 详细介绍常见的嵌入式通信协议，如 UART、SPI、I2C、CAN、Ethernet。 讲解无线通信技术，如 Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、LoRa 的原理及应用。 介绍 MQTT、HTTP 等物联网应用层协议。 第十章：传感器接口与数据采集 讲解各类常用传感器的原理和接口方式（模拟、数字）。 介绍 ADC/DAC 的工作原理与应用。 设计数据采集系统，实现对环境参数（温度、湿度、光照等）的实时监测。 第十一章：嵌入式系统电源管理与低功耗设计 深入探讨低功耗嵌入式系统的设计原则。 介绍功耗测量与分析方法。 讲解不同休眠模式（Sleep Modes）的使用与优化。 案例分析：开发一款低功耗无线传感器节点。 第十二章：物联网（IoT）应用开发实战 结合前述章节内容，设计并实现一个完整的物联网应用，例如智能家居控制系统、环境监测平台。 涵盖从传感器数据采集、数据传输、云平台对接、移动端/Web 端控制等全流程。 重点演示如何整合硬件、RTOS、通信协议和云服务。 第十三章：工业自动化与嵌入式控制 介绍嵌入式系统在工业自动化领域的应用，如 PLC（Programmable Logic Controller）、SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）。 讲解工业通信协议（如 Modbus、Profinet）的基本原理。 案例分析：使用嵌入式系统构建一个简单的自动化生产线控制模块。 附录 常用嵌入式开发工具介绍。 嵌入式系统开发常用术语表。 参考资料与资源推荐。 结语 本书旨在为读者提供一条从入门到精通的嵌入式系统开发之路。我们鼓励读者在学习过程中，勤于动手实践，积极探索，不断解决遇到的问题。相信通过本书的学习，您将能够独立设计、开发和调试各类嵌入式系统，在嵌入式开发的广阔天地中取得丰硕的成果。

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初次翻阅时，我最深的感受是作者在系统性构建知识体系方面的功力。这本书的章节逻辑非常清晰，从MCS-51的体系结构、指令集，到存储器组织，再到各种外设模块的详细剖析，层层递进，构建了一个非常稳固的学习框架。它不像市面上很多教材那样零散地介绍各个知识点，而是将它们有机地串联起来，让人能清晰地看到一个完整的微控制器是如何协同工作的。尤其值得称赞的是，作者对8051的指令集的分类和讲解非常透彻，每一个指令的执行时钟周期和对寄存器的影响都被描述得一清二楚。这对于编写高效、资源受限的嵌入式代码至关重要。当然，这种严谨的学术风格也带来了阅读上的挑战，它更像是一本教科书而非轻松的读物，对于希望快速掌握基础操作的读者来说，可能需要一定的毅力去啃下这些硬骨头。

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这本书对于现代微控制器背景下如何理解传统MCS-51架构的讨论，给我留下了深刻的印象。作者没有将51系列视为过时的古董，而是巧妙地将其置于当代嵌入式系统的发展脉络中进行对比和分析。例如，书中对比了传统51与现代ARM内核在流水线和存储器管理上的差异，这不仅拓宽了我的视野，也让我更深刻地理解了为什么早期的8位机性能受限，以及其设计思想是如何影响后续更高性能处理器的。在讲解串行通信（UART）时，作者不仅给出了基础的波特率计算方法，还深入探讨了RS-232协议的物理层特性，这使得我对数据通信的理解从软件层面上升到了硬件接口层面。当然，如果书中能增加一些关于如何将51与现代总线（如SPI或I2C）进行桥接的案例分析，那就更加完美了，目前的内容更侧重于独立系统的构建。

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作为一本技术教程，这本书在术语的准确性和概念的严谨性上做得近乎苛刻，这对于追求精确性的工程师来说是极大的福音。我对比了书中关于定时器/计数器工作模式的描述与几份官方数据手册，发现其转述和引用的准确率非常高，基本可以做到“零误差”的知识传递。例如，对于TMOD寄存器的每一个位定义的阐述，都精确到了操作的具体硬件行为。然而，这种过度侧重“准确性”的风格，在某些需要更直观解释的场景下，反而显得有些生硬。比如，在解释中断的优先级和嵌套机制时，纯文字的描述和晦涩的流程图结合，初学者很容易在逻辑上打结。我期待能有更多生动、形象的比喻或流程图来辅助理解这些复杂的时序和逻辑关系，让理论知识能更顺畅地转化为实际的编程思维，而不是仅仅停留在对寄存器定义的死记硬背上。

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这本书的排版和装帧实在让人眼前一亮，封面设计充满了复古的科技感，让人一拿到手就有一种想深入研究的冲动。内页纸张的质量也相当不错，阅读起来非常舒适，长时间看也不会觉得眼睛疲劳。不过，内容方面嘛，我得说，对于一个初学者来说，前几章的理论铺垫稍显晦涩了些。作者似乎默认读者已经具备一定的数字电路基础，导致我在理解一些基础概念时需要反复查阅其他资料。虽然这有助于加深理解，但对于想快速入门的读者来说，可能门槛稍高了一些。尤其是关于中断系统的讲解，虽然图文并茂，但对于像我这种对汇编语言还比较生疏的人来说，理解其工作流程还是需要花费不少时间和精力去消化的。总的来说，这本书在视觉呈现和硬件细节的描述上做得相当到位，是工具书里难得的佳作，但学习曲线略微陡峭，需要学习者有一定的耐心和一定的预备知识。

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这本书的实用性绝对是它最大的亮点。我特别欣赏作者在每一个章节后都设置的实践案例，这些案例都是从实际工业控制项目中提炼出来的，非常贴近工程实际。我按照书中的步骤搭建了一个简单的温度采集与控制系统，不仅成功运行了，而且对MCS-51的I/O端口控制、定时器和A/D转换模块的理解也达到了一个全新的高度。作者没有仅仅停留在理论公式的堆砌上，而是非常注重“动手去做”的过程。比如，书中对Proteus仿真软件的使用指南非常详尽，从电路搭建到程序烧录的每一步都配有清晰的截图说明，这对于自学爱好者来说简直是福音。唯一的遗憾是，书中涉及到的C语言部分，尤其是位操作和特殊功能寄存器的映射，讲解得略显保守，如果能加入更多高级的C51编程技巧和资源优化方法，这本书的价值会更高。

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作者高鸿志是我大学系主任.........

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作者高鸿志是我大学系主任.........

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作者高鸿志是我大学系主任.........

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作者高鸿志是我大学系主任.........