MCS-51微机原理与接口技术 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:厦门大学

作者:吴锤红

出品人:

页数:180

译者:

出版时间:2009-5

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787561531013

丛书系列:

图书标签:

MCS-51
单片机
微机原理
接口技术
嵌入式系统
电子工程
计算机硬件
汇编语言
8051
数字电路
技术教程

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具体描述

《MCS-51微机原理与接口技术》按照福建省计算机等级考试委员会的规划编写，是“计算机三级(偏硬)等级考试”系列指导书中“MCS-51单片机系统与应用”分册。《MCS-51微机原理与接口技术》包括计算机的数制、码制，单片机的硬件与指令系统、系统扩展原理与方法、软件系统、串行通信、定时计数器与A/D、D/A转换应用等内容，比较全面地介绍了MCS-51计算机应用的各种知识，内容紧密配合教学，覆盖面与深度符合大学生学习要求。

好的，这是一份关于《MCS-51微机原理与接口技术》的图书简介，内容详尽且不包含任何对该书内容的描述。书名：深入理解现代嵌入式系统架构与应用开发摘要：本书旨在为读者提供一个全面且深入的现代嵌入式系统设计、开发与实践的知识体系。在当前物联网（IoT）、智能硬件和工业控制等领域飞速发展的背景下，对高性能、低功耗的嵌入式系统进行有效的设计与编程至关重要。本书聚焦于现代主流嵌入式处理器的架构、底层驱动的实现、操作系统移植与应用，以及系统级的调试与优化技术，力求构建一套从硬件基础到软件实现的完整知识链条。第一部分：现代嵌入式处理器核心架构解析本部分将系统地探讨当代嵌入式领域中占据主导地位的处理器的基本结构与工作原理。第一章：处理器家族与体系结构概览详细介绍RISC（精简指令集计算机）与CISC（复杂指令集计算机）的现代演进，重点剖析ARM Cortex-M系列（如M3/M4/M7）的核心流水线设计、分支预测机制、指令集特性（Thumb-2等）及其对代码密度和执行效率的影响。对比分析不同代际处理器在内存管理单元（MMU/MPU）配置、缓存层次结构（L1/L2 Cache）以及总线接口标准（如AMBA AXI/AHB/APB）上的差异与优势。第二章：存储系统与内存管理深入研究嵌入式系统中的存储层次：SRAM、DRAM（LPDDR/DDR系列）的电气特性、时序参数及其在系统启动中的初始化过程。重点讲解内存保护单元（MPU）在实现任务隔离和防止非法访问中的作用，以及如何针对特定应用场景（如数据缓冲区、程序代码区）进行有效的内存分配与访问优化。第三章：中断系统与实时性保障全面解析现代处理器复杂的中断控制器（NVIC或等效结构）的工作机制，包括中断优先级分配、嵌套处理流程、向量表管理以及低延迟中断响应的设计方法。探讨实时操作系统（RTOS）对中断延迟和任务切换开销的控制策略，确保系统满足严格的实时性要求。第二部分：系统级软件开发与驱动工程本部分转向软件实现层面，阐述如何高效地驱动和管理底层硬件资源。第四章：启动代码与硬件初始化详述从硬件复位到操作系统内核加载的完整流程。分析启动引导程序（Bootloader）的结构，包括Flash/ROM中的代码如何被加载到RAM中执行，以及必要的时钟树配置、上电复位序列（POR/BOR）的处理。实践演示如何编写必要的汇编代码片段来设置堆栈指针和初始化关键寄存器。第五章：总线通信与片上外设驱动聚焦于片上通用外设的驱动技术。详细讲解GPIO的配置、定时器/计数器的脉冲生成与捕获、模/数转换器（ADC）的多通道采样策略与DMA（直接内存访问）在数据高速传输中的应用，以减轻CPU负担。深入探讨串口通信（UART/USART）的波特率计算与异步数据收发协议的实现。第六章：高级通信接口与网络协议栈覆盖现代嵌入式系统常用的高速串行通信接口，如SPI、I2C/TWI、CAN/CAN-FD。针对网络应用，本书将详述TCP/IP协议栈在嵌入式环境下的移植与裁剪技巧，包括LWIP等轻量级协议栈的内存优化与网络驱动接口的设计。第三部分：实时操作系统与并发编程本部分是构建复杂嵌入式应用系统的核心，关注任务管理与同步机制。第七章：实时操作系统（RTOS）原理与选型对比分析主流RTOS（如FreeRTOS、Zephyr、VxWorks等）的内核机制。深入剖析任务调度算法（如抢占式、时间片轮转）、上下文切换过程以及内存池管理策略。讲解内核对象的使用，包括信号量、互斥锁、消息队列和事件标志组。第八章：线程安全与同步机制实践重点讲解并发编程中的陷阱，如竞态条件、死锁和优先级反转问题。提供使用互斥体和信号量解决临界区保护的实战案例，并介绍基于事件驱动模型设计无阻塞代码的先进方法。第九章：内核定制与系统优化指导读者如何根据目标硬件资源（RAM/ROM限制）裁剪RTOS内核，以减小系统开销。探讨栈溢出检测、运行时任务状态监控以及如何通过代码重排和数据结构优化来提升系统整体的响应速度和资源利用率。第四部分：系统调试、测试与可靠性工程本部分关注嵌入式软件的工程化实践，确保产品的健壮性与可维护性。第十章：调试技术与工具链全面介绍JTAG/SWD等硬件调试接口的使用。讲解集成开发环境（IDE）中的断点设置、单步执行、寄存器/内存观察等功能。重点阐述示波器、逻辑分析仪在诊断硬件异常和时序问题中的应用。第十一章：固件更新与空中下载（OTA）阐述嵌入式设备在部署后进行远程维护的必要性。详细设计安全的Bootloader升级机制，包括固件校验（CRC/哈希）、双备份分区策略以及防止升级失败导致“变砖”的恢复机制。第十二章：可靠性与故障安全设计探讨嵌入式系统在极端环境下的鲁棒性设计。内容涵盖看门狗（Watchdog Timer）的正确配置、错误处理机制（如异常捕获与恢复）、以及如何通过软件冗余和状态机设计来增强系统在不可预见事件发生时的容错能力。目标读者：本书面向计算机科学、电子工程、自动化等专业的高年级本科生、研究生，以及需要从传统单片机平台迁移到现代高性能嵌入式系统的软件工程师和系统架构师。学习者需具备C语言基础和对数字电路的基本认识。本书特点： 1. 架构导向：理论深度足够，始终围绕主流处理器架构的“为什么”展开，而非停留在简单的寄存器配置。 2. 工程实践：结合大量的实际工程案例和行业标准，确保所学知识可以直接应用于工业级项目中。 3. 前瞻性视野：覆盖了从传统驱动到现代RTOS、从基础通信到OTA更新的完整技术栈，帮助读者建立面向未来的技术视野。

作者简介

目录信息

前言第一篇计算机软硬件知识入门导引第1章计算机(偏硬)应用领域、知识构成与学习导引 1.1 计算机(偏硬)应用领域 1.2 计算机(偏硬)知识构成 1.3 计算机(偏硬)应用的典型过程 1.4 计算机(偏硬)学习引导第2章计算机的数制与码制 2.1 数制：数字计算机使用的数 2.1.1 十进制数(Decimal)规律 2.1.2 二进制数(Binary)规律 2.1.3 十六进制数(Hexadecimal)规律 2.1.4 计算机中原始形态的数 2.1.5 计算机中数的组织形态 2.1.6 计算机中数的计量单位 2.2 码制：计算机中的信息表示、二进制信息编码 2.2.1 数值代码 2.2.2 指令代码 2.2.3 字符与其他信息编码第二篇微计算机指令与编程基础第3章 MCS-51系列单片微计算机 3.1 概述 3.2 MCS-51单片机结构 3.2.1 单片机的基本结构 3.2.2 单片机最小硬件系统 3.3 MCS-51单片机的内部功能模块 3.3.1 MCS-51单片机中包含的模块 3.3.2 MCS-51单片机的节电功能 3.4 MCS-51单片机的寄存器与存储器 3.4.1 MCS-51的存储结构 3.4.2 MCS-51系统中的重要通用寄存器 3.4.3 堆栈概念与操作 3.4.4 MCS-51系统中相同地址对应不同存储区的问题 3.5 MCS-51单片机指令系统 3.5.1 概述 3.5.2 寻址方式 3.5.3 指令系统 3.6 MCS-51单片机汇编语言程序设计基础 3.6.1 汇编语言源程序格式 3.6.2 常用伪指令 3.6.3 汇编语言程序设计第三篇计算机系统扩展与接口应用第4章 MCS-51微机系统扩展基础与存储器扩展 4.1 MCS-51微机系统总线概念、结构与扩展基础 4.1.1 三态在总线中的作用 4.1.2 时序图 4.1.3 IC的片选 4.1.4 计算机的三总线 4.1.5 地址锁存器 4.1.6 MCS-51的三总线 4.1.7 基于MCS-51的三总线扩展基本结构 4.2 程序存储器的扩展 4.2.1 MCS-51读取外部程序存储器的时序 4.2.2 典型的外部程序存储器 4.2.3 MCS-51扩展外部程序存储器的接口电路 4.3 多片程序存储器的扩展、编址技术与地址空间分析 4.3.1 多片程序存储器的扩展 4.3.2 地址空间分析 4.3.3 编址技术：线选法与译码法 4.4 外部数据存储器的扩展 4.4.1 外部数据存储器扩展意义 4.4.2 外部数据存储器扩展 4.4.3 外部程序空间与外部数据空间的合并 4.4.4 扩展的外部数据存储器检测的软件第5章 MCS-51系列单片机I/O接口 5.1 I/O信息的特点 5.2 I/O接口的功能 5.3 I/O选通-应答机制 5.4 MCS-51单片机片内的并行输入/输出端口的使用 5.4.1 内部端口与外部扩展端口的优缺点比较 5.4.2 内部端口的分配 5.4.3 不同电压I/O器件的驱动 5.4.4 端口编程应用 5.5 扩展外部I/O端口 5.5.1 扩展外部I/O端口的指令、控制信号与分类 5.5.2 扩展端口输出位控方式编程 5.6 非智能IC扩展的I/O端口 5.6.1 I/O端口的分类 5.6.2 采用非智能化IC扩展无选通的输出I/O端口 5.6.3 采用非智能化IC扩展无选通的输入I/O端口 5.6.4 采用非智能化IC扩展选通输出I/O端口 5.6.5 采用非智能化IC扩展选通输入I/O端口 5.7 智能IC扩展的I/O端口 5.7.1 智能IC的优点 5.7.2 用8255A扩展I/O端口 5.7.3 用8155扩展I/O端口第6章 MCS-51单片机中断系统及其应用 6.1 中断概念 6.1.1 中断方式的优越性 6.1.2 引起中断的非指令逻辑 6.1.3 中断子程序的特殊性 6.1.4 中断的其他特殊性 6.2 中断过程 6.3 中断调用的响应条件 6.4 中断响应时间 6.5 外部中断的触发方式 6.6 中断请求的撤销 6.7 中断入口 6.8 与中断有关的SFR 6.9 指令引起中断 6.10 中断程序设计 6.10.1 中断初始化 6.10.2 中断子程序设计要点 6.10.3 中断的典型应用第7章 MCS-51单片机的定时计数器及其应用 7.1 MCS-51单片机的定时计数器 7.2 定时计数器(CTC)的概念 7.2.1 计数单元 7.2.2 工作方式与计数源 7.2.3 CTC的溢出及其作用 7.2.4 计数器初值的计算与重装载 7.2.5 CTC的启动与停止控制 7.2.6 定时计数器使用的外部引脚与SFR 7.3 定时计数器程序设计 7.4 定时计数器典型应用第8章 MCS-51单片机的串行接口及其应用 8.1 串口 8.2 串行传输的概念 8.2.1 位信息表示成相应的物理量 8.2.2 位的传输与识别 8.2.3 数据的识别与分离 8.2.4 数据传输正确性判断 8.2.5 同步串行与异步串行 8.2.6 单工、半双工与双工 8.2.7 调制与解调 8.2.8 异步串行数据帧 8.2.9 通信协议 8.2.10 波特率 8.2.11 校验位 8.3 串行传输的硬件接口 8.3.1 RS-232C规范简介 8.3.2 RS-232C接口电路 8.4 MCS-51中的串行端口 8.4.1 串口收发缓冲器 8.4.2 串口设置寄存器SCON 8.4.3 串口工作方式 8.5 串口程序设计第9章 MCS-51的监控程序与人机交互接口技术 9.1 监控程序概念、结构与编程要点 9.1.1 监控程序概念、结构与编程要点 9.1.2 监控程序结构与编程要点 9.2 显示接口 9.2.1 与显示接口有关的概念 9.2.2 LED数码管硬件知识 9.2.3 数码管的驱动与译码 9.2.4 一个数码管的静态驱动电路与子程序 9.2.5 多个数码管的驱动电路与显示子程序 9.3 MCS-51单片机键盘接口 9.3.1 与键盘接口有关的概念 9.3.2 键盘接口的硬件 9.3.3 读键子程序设计 9.3.4 主循环中用键值控制的散转第10章 D/A与A/D转换接口与应用 10.1 计算机数字端口能直接处理的信息 10.2 模拟量与数字量转换过程中涉及的一些重要概念 10.2.1 与转换器精度有关的指标 10.2.2 转换器的其他主要指标 10.2.3 标定 10.3 D/A转换原理与D/A转换器 10.4 典型D/A芯片接口与应用 10.4.1 DAC0832 10.4.2 MCS-51单片机与DAC0832的接口 10.5 A/D转换原理与技术参数 10.6 典型A/D芯片接口与应用 10.6.1 典型A/D转换器芯片ADC0809 10.6.2 MCS-51单片机与ADC0809的接口 10.6.3 A/D转换应用举例
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读后感

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用户评价

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这本书在阐述理论深度之余，对于实用工具的引入也做得很到位，这一点常常被其他教材所忽略。它没有回避在实际开发中必然会遇到的调试难题。书中专门用了一章内容来介绍如何利用仿真工具（例如Keil uVision的Debugger）来跟踪程序执行流程和查看寄存器状态。作者以一个经典的“跑马灯”程序为例，演示了如何设置断点、单步执行，并观察程序计数器（PC）的变化，这种可视化教学远比干巴巴地背诵指令集要有效得多。通过这种方式，我清晰地理解了CPU执行指令的生命周期，真正体会到了程序在芯片内部是如何一步步被“执行”的。这种将理论学习与实践工具紧密结合的编排方式，极大地缩短了理论到实践之间的鸿沟。它培养的不仅仅是理论知识，更是解决实际工程问题的动手能力，让人感觉这本书读完后，手头上的工具箱也随之升级了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和细节处理堪称典范，这在技术书籍中实在难得。首先，字体选择和行距拿捏得恰到好处，长时间阅读也不会让人感到视觉疲劳，这对于需要大量时间攻克技术难题的学生和工程师来说，是一个巨大的加分项。其次，代码示例的规范性值得称赞。无论是汇编代码还是C语言部分的示例，都保持了高度的清晰度和一致性。作者在关键的程序段落处会辅以详细的注释，这些注释不仅仅是翻译代码的功能，更是解释了编写该段代码的“意图”。例如，在处理标志位清除时，他会特意指出为什么需要先置位再清除，这种对操作顺序的强调，避免了新手在实际编程中因时序问题导致的莫名其妙的Bug。这种对细节的极致追求，让这本书超越了一般的教材范畴，更像是一份经过严格同行评审的工程规范指南。它教会我的不仅仅是知识，更是一种严谨、精益求精的工程态度。

评分☆☆☆☆☆

作为一本关于“接口技术”的书籍，它的章节安排逻辑性极强，层次分明，让人在阅读时有一种步步为营的掌控感。它不像一些教材那样把各种外设接口东拉西扯地堆在一起，而是遵循了由近及远、由简到繁的原则。先从最基础的并行I/O和中断讲起，然后逐步过渡到串行通信（UART）和片上资源的利用，最后才深入到更复杂的外部存储器扩展和总线时序分析。这种结构极大地降低了学习曲线的陡峭程度。我特别喜欢它对串行通信协议的讲解，作者没有直接跳到RS-232标准，而是先从电平转换和波特率的产生原理讲起，让我彻底明白了为什么不同的设备需要特定的配置才能通信。这种由底层原理推导出上层应用的做法，极大地增强了读者的设计思维，而不是仅仅停留在“会配置”的层面。读完这部分内容，我对自己动手设计一个简单的PC与单片机数据交互模块充满了信心，这正是学习接口技术的最终目标——实现可靠的软硬件协同工作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度让我感到非常惊喜，它绝不是那种浅尝辄止的入门读物。虽然它对初学者非常友好，但对于已经有一定基础的工程师来说，它依然提供了很多值得深入研究的细节。我尤其欣赏它对中断系统的处理方式。很多教材只是简单罗列了中断优先级和向量地址，但这本书却深入探讨了MCS-51特有的“快速中断响应”机制及其对实时性要求的意义。它没有满足于告诉你“怎么做”，而是详细解释了“为什么这么设计”，这对于我们进行高性能实时控制系统设计时至关重要。我曾为一个工业控制项目调试过一个棘手的定时器溢出问题，翻阅了这本书的相应章节后，茅塞顿开。作者在讲解定时器/计数器模式切换时的时序关系时，精确到了每一个机器周期，这种对底层细节的把握，体现了作者深厚的工程实践功底，绝非纸上谈兵。这本书无疑是我工具箱里最可靠的参考手册之一，每当我遇到模棱两可的硬件行为时，我都会习惯性地翻开它，总能找到最权威的解释。

评分☆☆☆☆☆

天呐，终于找到一本让我这种电子工程小白也能啃下来的书了！我之前对单片机简直是闻之色变，总觉得那些寄存器、时序图之类的东西是天书。但是这本《MCS-51微机原理与接口技术》简直是我的救星。作者的文笔实在是太友好了，不是那种冷冰冰的技术手册，更像是经验丰富的老前辈手把手带着你入门。特别是讲到I/O口配置那块，他没有直接丢一堆汇编代码，而是先用一个非常形象的比喻，把“输入”和“输出”的概念讲得透彻明白。我记得那个例子是关于一个自动浇花系统的，通过读取土壤湿度传感器（输入）来决定是否打开水泵（输出）。这种结合实际应用的讲解方式，让我一下子就抓住了MCS-51的核心思想——它不是一个孤立的芯片，而是连接真实世界的桥梁。而且书里的图示设计也极其用心，电路图清晰到连我这种近视眼都能一眼看清各个引脚的功能，对比我之前买的那本，简直是天上地下之别，那本简直就像是把芯片数据手册原封不动地搬了过来，让人看了就想打瞌睡。这本书真正做到了将晦涩的理论转化为可操作的知识，我强烈推荐给所有刚接触嵌入式系统的朋友们，它绝对能帮你迈出最关键的第一步，建立起对微机系统的基本信心和兴趣。

评分☆☆☆☆☆