(教材)单片机原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

江世明，黄同成著 著

图书标签:

• 单片机
• 原理
• 应用
• 教材
• 电子工程
• 嵌入式系统
• 微控制器
• C51
• 8051
• 教学

店铺： 炫丽之舞图书专营店

出版社： 中国铁道出版社

ISBN：9787113121914

商品编码：29541182750

包装：平装

出版时间：2010-12-01

基本信息

书名：(教材)单片机原理及应用

定价：28.00元

作者：江世明,黄同成著

出版社：中国铁道出版社

出版日期：2010-12-01

ISBN：9787113121914

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.440kg

编辑推荐

---

　　本书根据计算机应用型人才培养的目标与要求选取教材内容，秉持“理论够用”的原则整合教学内容。
　　本书以“原理 应用 设计”为基调，突出社会需要，坚持以应用为目的。强化工程实践，突出实践教学。书中示例丰富且配有解题分析、程序流程及仿真，同时提供仿真源代码下载，以便于初学者自学。
　　本书配套教材《单片机原理及应用实验教程》从实验、课程设计、毕业设计的角度系统而全面地对单片机实验教学进行讲解。

内容提要

---

　　本书遵照应用型人才培养的目标与要求，详细介绍了51单片机的基本结构、单片机功能部件（定时／计数器、中断系统、串行通信）、指令系统、汇编语言程序设计方法、C语言程序设计方法、单片机接口技术、单片机扩展技术、单片机应用系统设计、基于Proteus的单片机仿真技术。另外，还编写了与《单片机原理及应用》配套的《单片机原理及应用实验教程》，可供实验教学、课程设计、毕业设计参考。
　　本书注重在应用中学习单片机的理念，书中示例丰富，且配有解题分析、程序流程及仿真，同时提供仿真源代码下载，以便于初学者自学。
　　本书适合作为本科院校电气、电子、计算机、通信、自动化、智能仪器仪表、机电一体化、机械制造、物联网工程等专业的教材，也可供广大从事单片机应用开发的工程技术人员参考。

目录

---

章 单片机基础
　1.1 单片机简述
　1.1.1 单片机定义
　1.1.2 单片机发展过程
　1.1.3 单片机发展趋势
　1.1.4 单片机生产厂家
　1.1.5 单片机应用领域
　1.2 单片机引脚功能和内部逻辑结构
　1.2.1 单片机外形和引脚功能
　1.2.2 单片机内部逻辑结构
　1.2.3 单片机端口结构
　1.3 单片机存储器
　1.3.1 单片机存储器结构
　1.3.2 单片机程序存储器
　1.3.3 单片机数据存储器
　1.3.4 单片机特殊功能寄存器
　1.4 单片机小系统
　1.4.1 单片机小系统基本配置
　1.4.2 单片机时钟电路
　1.4.3 单片机复位电路
　1.4.4 单片机工作方式
　小结
　思考与练习
　
第2章 单片机指令系统与程序设计方法
　2.1 单片机寻址方式
　2.1.1 指令格式
　2.1.2 寻址方式
　2.2 单片机指令系统
　2.2.1 数据传送指令
　2.2.2 算术运算指令
　2.2.3 逻辑运算指令
　2.2.4 位操作类指令
　2.2.5 控制转移类指令
　2.3 单片机指令执行过程
　2.3.1 单片机工作时序
　2.3.2 指令执行过程
　2.4 汇编语言程序设计方法
　2.4.1 汇编语言程序设计概述
　2.4.2 程序流程设计
　2.4.3 顺序结构程序设计
　2.4.4 分支结构程序设计
　2.4.5 循环结构程序设计
　2.4.6 子程序设计
　2.5 基于Wave的汇编程序设计实例
　2.5.1 Wave软件简介
　2.5.2 软件安装及设置
　2.5.3 设计实例
　小结
　思考与练习
　
第3章 单片机仿真软件
　3.1 Proteus电子设计仿真软件
　3.1.1 Proteus操作界面
　3.1.2 Proteus资源配置
　3.1.3 Proteus基本操作
　3.2 ProteusISIS参数设置
　3.2.1 编辑环境参数设置
　3.2.2 系统参数设置
　3.3 基于Proteus的电路设计
　3.3.1 设计流程
　3.3.2 设计实例
　3.4 基于Proteus的电路仿真
　3.4.1 交互式仿真
　3.4.2 图表仿真
　小结
　思考与练习
　
第4 章单片机功能部件
　4.1 中断系统
　4.1.1 中断的基本概念
　4.1.2 中断系统结构
　4.1.3 中断处理过程
　4.1.4 与中断相关的特殊功能寄存器
　4.1.5 中断系统程序设计方法
　4.1.6 外部中断应用与仿真
　4.2 单片机定时／计数器
　4.2.1 定时／数器结构与工作原理
　4.2.2 与定时针数相关的特殊功能寄存器
　4.2.3 定时／计数器工作方式
　4.2.4 定时／计数器应用与仿真
　4.3 单片机串行通信
　4.3.1 串行口结构与工作原理
　4.3.2 与串行控制相关的特殊功能寄存器
　4.3.3 串行口工作方式
　4.3.4 串行口应用与仿真
　小结
　思考与练习
　
第5章 单片机接口技术
　5.1 单片机显示接口技术
　5.1.1 LED显示接口技术
　5.1.2 基于单片机LcD字符显示接口技术
　5.1.3 基于单片机的LCD图形显示接口技术
　5.2 单片机键盘接口技术
　5.2.1 独立式键盘与单片机接口技术
　5.2.2 行列式键盘与单片机接口技术
　5.3 单片机转换器接口技术
　5.3.1 A／D转换器接口技术
　5.3.2 D／A转换器接口技术
　小结
　思考与练习
　
第6章 单片机扩展技术
　6.1 单片机存储器扩展技术
　6.1.1 单片机存储器扩展方法
　6.1.2 存储器扩展实例
　6.2 简单I／O接口扩展技术
　6.2.1 基于并行芯片的I／O口扩展
　6.2.2 基于移位寄存器的I／O口扩展
　6.3 I2C串行总线扩展技术
　6.3.1 I2C串行总线
　6.3.2 I2C串行总线操作
　6.3.3 I2C总线串行扩展实例
　小结
　思考与练习
　
第7章 C语言在单片机中的应用
　7.1 C语言程序设计
　7.1.1 C语言程序设计的特点
　7.1.2 C语言程序的结构
　7.1.3 C语言编译环境
　7.2 C语言在单片机中的应用
　7.2.1 C语言在I／O接口控制中的应用
　7.2.2 C语言在定时／计数器中的应用
　7.2.3 C语言在外部中断中的应用
　7.2.4 C语言在串行通信中的应用
　7.3 C语言与汇编语言的混合编程
　7.3.1 混合编程方法
　7.3.2 混合程序的编译
　小结
　思考与练习
　
第8章 单片机应用系统设计
　8.1 单片机应用系统研究方法
　8.1.1 系统方案设计
　8.1.2 电路设计
　8.1.3 程序设计
　8.1.4 系统调试
　8.2 单片机应用系统抗干扰设计
　8.2.1 硬件抗干扰措施
　8.2.2 程序可靠性设计
　8.3 单片机应用系统设计实例
　8.3.1 直流电动机：PWM调速器设计
　8.3.2 基于单片机的温度测量装置设计
　8.3.3 基于单片机的信号发生器设计
　8.3.4 基于单片机的IC卡水表设计
　小结
　思考与练习
附录A 51单片机指令表
附录B Proteus常用元器件
附录C C语言函数

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

《嵌入式系统设计与实践》 内容简介： 本书旨在全面介绍嵌入式系统的设计、开发与应用，为读者提供坚实的理论基础和丰富的实践经验。嵌入式系统作为当今信息技术领域的核心驱动力之一，广泛应用于工业控制、消费电子、医疗设备、通信系统、汽车电子等各个方面。理解并掌握嵌入式系统的设计与开发，是投身这些热门领域，尤其是物联网（IoT）和人工智能（AI）等前沿技术研究与开发的关键。 本书结构严谨，内容丰富，从基础概念出发，逐步深入到复杂的系统设计与实现。我们力求语言精炼，概念清晰，并辅以大量的实例和图示，帮助读者构建直观的理解。本书特别注重理论与实践的结合，通过详实的案例分析和代码示例，引导读者将所学知识应用于实际项目中。 第一部分：嵌入式系统基础 本部分将带领读者进入嵌入式系统的世界，构建对该领域的基本认知。 第一章：嵌入式系统概述 1.1 什么是嵌入式系统？ 定义与特征：深入解析嵌入式系统的本质，强调其“嵌入”于大型系统中的特点，以及专用性、实时性、可靠性、功耗低等关键属性。 与通用计算机系统的区别：通过对比，凸显嵌入式系统在设计目标、硬件组成、软件架构、开发流程等方面的独特性。 发展历程与趋势：回顾嵌入式系统从早期到现代的发展脉络，展望其在智能化、网络化、微型化等方面的未来发展方向。 1.2 嵌入式系统的组成 硬件核心：详细介绍嵌入式微处理器（CPU）或微控制器（MCU）的结构与工作原理，包括指令集、流水线、中断机制等。 存储器：阐述嵌入式系统中常用的存储器类型，如RAM（DRAM、SRAM）、ROM（Flash ROM、EEPROM）、Cache等的特点、功能及在系统中的作用。 输入/输出（I/O）设备：介绍各种嵌入式I/O接口，包括通用I/O（GPIO）、串行通信接口（UART、SPI、I2C）、并行接口、ADC/DAC、定时器/计数器等，以及它们如何实现系统与外部世界的交互。 外围设备：列举并说明常见的嵌入式系统外围设备，如显示屏、键盘、传感器、执行器、网络接口等。 1.3 嵌入式系统应用领域 工业自动化：介绍在生产线控制、机器人、测量仪器等方面的应用。 消费电子：探讨智能家电、穿戴设备、数码相机、多媒体播放器等产品。 通信系统：阐述在基站、路由器、交换机、移动终端等设备中的作用。 汽车电子：分析车载娱乐系统、发动机控制单元（ECU）、安全气囊系统、ADAS（高级驾驶辅助系统）等。 医疗健康：展示在监护仪、诊断设备、药物输送泵、可穿戴健康监测设备等领域的应用。 物联网（IoT）与智能家居：深入探讨嵌入式系统如何支撑万物互联，实现设备的智能化与自动化。 第二章：嵌入式微处理器与微控制器 2.1 微处理器（MPU）与微控制器（MCU）的区别与联系 架构对比：从集成度、功能集、应用场景等方面分析两者差异。 选择考量：指导读者如何根据项目需求选择合适的MPU或MCU。 2.2 典型嵌入式处理器架构 ARM架构：详细介绍ARM家族处理器的特点、指令集（Thumb/ARM）、工作模式、存储管理单元（MMU）、缓存体系结构等，并以某款主流ARM Cortex-M系列MCU为例进行深入剖析。 RISC-V架构（可选）：介绍RISC-V的开放性和模块化设计，以及其在嵌入式领域的潜力。 2.3 MCU内部资源详解 CPU核心：CPU的工作原理、寄存器、指令执行流程。 存储器组织：Flash存储器、SRAM的映射和使用。 定时器/计数器：介绍各种定时器模式（PWM、延时、捕获等）及其应用。 中断控制器：中断源、优先级、中断向量表、中断服务程序（ISR）的设计。 通信接口：UART、SPI、I2C、CAN、USB等接口的原理、配置与通信协议。 模拟/数字转换（ADC/DAC）：ADC的采样、量化、编码过程，DAC的输出原理，以及在传感器数据采集和信号输出中的应用。 DMA（直接内存访问）：DMA的原理、工作模式，以及如何提升数据传输效率。 第二部分：嵌入式软件开发 本部分聚焦于嵌入式软件的设计、编写、调试与优化，是实现嵌入式系统功能的关键。 第三章：嵌入式开发环境与工具链 3.1 集成开发环境（IDE） IDE的作用与组成：介绍IDE在代码编辑、编译、链接、调试等方面的便利性。 主流IDE介绍：以Keil MDK、IAR Embedded Workbench、GCC for ARM等为例，介绍其特点、安装配置及基本操作。 3.2 编译器、汇编器与链接器 编译过程：源代码到汇编代码、目标代码的生成。 链接过程：目标文件与库文件的合并，生成可执行文件。 链接脚本：理解链接脚本的作用，如何控制代码和数据在内存中的分布。 3.3 调试技术与工具 仿真器与调试器：JTAG/SWD接口、硬件断点、单步执行、观察变量、内存查看等。 printf调试法：利用串口打印信息进行调试的技巧与注意事项。 内存映像与栈/堆分析。 第四章：嵌入式C语言编程 4.1 C语言在嵌入式开发中的应用 指针与内存管理：强调指针在直接访问硬件寄存器、管理内存的重要性，以及野指针、内存泄漏等常见问题。 位操作：讲解位域、位掩码、位移等操作，用于精细控制硬件寄存器。 结构体与联合体：如何利用它们来映射硬件寄存器，提高代码的可读性和可维护性。 宏定义与预处理器：用于代码配置、条件编译和简化表达式。 4.2 嵌入式C语言编程规范与技巧 代码风格与可读性：命名规范、缩进、注释的重要性。 模块化设计：如何将复杂系统分解为可管理的函数和模块。 错误处理与异常机制：在嵌入式环境中如何设计健壮的错误处理。 低功耗编程技巧：如何通过硬件和软件手段降低系统功耗。 第五章：嵌入式实时操作系统（RTOS） 5.1 RTOS的概念与必要性 任务（线程）与调度：多任务并发执行的原理，进程与线程的区别。 任务状态与切换：就绪、运行、阻塞、挂起等状态，以及任务切换的开销。 同步与通信机制：信号量、互斥锁、消息队列、事件标志组等，用于解决多任务间的协作问题。 RTOS的优势：提高系统响应速度、简化复杂任务管理、资源有效利用。 5.2 典型RTOS剖析 FreeRTOS：介绍FreeRTOS的任务管理、队列、信号量、内存管理等核心组件，并通过实例演示其使用。 RT-Thread（可选）：介绍RT-Thread的内核、组件、设备驱动模型等。 其他RTOS（如uC/OS、VxWorks等）：简要介绍其特点和应用领域。 5.3 RTOS在项目中的应用 基于RTOS的任务划分与设计：如何将应用需求分解为独立的任务。 使用RTOS进行系统资源管理：内存、定时器、通信端口等。 RTOS中断处理：如何安全高效地处理中断。 第三部分：嵌入式系统硬件接口与通信 本部分深入探讨嵌入式系统与外部硬件的交互方式，以及各种通信协议的应用。 第六章：嵌入式系统硬件接口设计 6.1 GPIO接口应用 配置与读写：如何配置GPIO为输入或输出，以及如何读取和设置GPIO的状态。 外部中断：配置GPIO触发中断，实现事件驱动的响应。 应用实例：LED控制、按键扫描、简单IO设备驱动。 6.2 定时器与 PWM 应用 定时器模式：输入捕获、输出比较、PWM生成等。 PWM在电机控制、LED亮度调节、DAC输出等方面的应用。 6.3 ADC与 DAC 应用 ADC采样原理与配置：采样率、分辨率、触发模式。 ADC在传感器数据采集中的应用：温度、压力、光照强度等。 DAC原理与应用：产生模拟信号，用于音频输出、波形生成等。 第七章：嵌入式系统通信协议 7.1 串行通信接口 UART（通用异步收发器）：工作原理、波特率、数据格式、校验位。 RS-232、RS-485接口标准：物理层区别与应用场景。 UART在设备调试、模块间通信中的应用。 7.2 同步通信接口 SPI（串行外设接口）：主从模式、时钟极性与相位、通信流程。 SPI在驱动ADC/DAC、Flash存储器、显示屏等设备中的应用。 I2C（集成电路互联总线）：主从模式、地址机制、数据传输流程。 I2C在传感器、EEPROM、实时时钟（RTC）等设备中的应用。 7.3 总线通信协议 CAN（控制器局域网）：特点、帧格式、仲裁机制。 CAN在汽车电子、工业控制等实时性要求高的领域的应用。 USB（通用串行总线）：概述、主机与设备模式、枚举过程。 USB在数据传输、设备连接中的应用。 7.4 无线通信协议（可选） Bluetooth（蓝牙）：BLE（低功耗蓝牙）在物联网设备中的应用。 Wi-Fi：嵌入式设备连接互联网的常用方式。 LoRa/NB-IoT：低功耗广域网技术在物联网领域的应用。 第四部分：嵌入式系统高级主题与实践 本部分将探讨更复杂的系统设计、性能优化以及实际项目开发中的关键问题。 第八章：嵌入式系统软件工程 8.1 软件架构设计 分层设计：硬件抽象层（HAL）、驱动层、中间件层、应用层。 事件驱动模型：基于事件的处理机制。 状态机设计：用于处理复杂逻辑和状态转换。 8.2 代码优化与性能调优 算法优化：选择高效的算法。 内存优化：减小内存占用，避免内存碎片。 代码效率优化：指令集选择，避免低效的C语言写法。 功耗优化：硬件和软件结合，实现低功耗设计。 8.3 嵌入式系统安全 安全威胁与漏洞：固件安全、通信安全、数据安全。 安全设计原则：最小权限、纵深防御。 加密与认证机制：SSL/TLS、安全启动（Secure Boot）。 第九章：嵌入式系统开发实例 9.1 实例一：智能家居温度监测与控制系统 系统需求分析：采集温度、湿度，通过Wi-Fi上传数据，并根据设定值控制风扇。 硬件选型：选择合适的MCU（如ESP32或STM32+Wi-Fi模块）、温湿度传感器、继电器。 软件设计：使用RTOS管理任务，实现传感器数据采集、Wi-Fi通信、控制逻辑。 代码实现与调试。 9.2 实例二：工业数据采集与上传系统 系统需求分析：采集多路模拟信号，通过CAN总线传输，并定期通过RS485或Ethernet上传到上位机。 硬件选型：高性能MCU，ADC模块，CAN控制器，RS485/Ethernet芯片。 软件设计：多任务并发处理，CAN通信驱动，数据存储与发送。 实时性与可靠性设计。 9.3 实例三：基于嵌入式系统的传感器网络节点（可选） 系统需求分析：低功耗、长距离通信的传感器节点。 硬件选型：低功耗MCU，LoRa/NB-IoT模块。 软件设计：睡眠模式管理，数据采集与打包，无线通信协议栈。 第五部分：嵌入式系统发展前沿（选修） 第十章：人工智能在嵌入式系统中的应用 10.1 边缘计算与嵌入式AI 定义与优势：在设备端直接进行AI推理，降低延迟，保护隐私。 硬件加速：NPU（神经网络处理单元）、DSP（数字信号处理器）的作用。 10.2 嵌入式深度学习框架 TensorFlow Lite, PyTorch Mobile, NNCASE等。 模型量化与裁剪：减小模型体积，提高推理速度。 10.3 应用案例：智能语音助手、图像识别、预测性维护。 附录 附录A：常用嵌入式开发板介绍 附录B：嵌入式系统常见问题解答 本书致力于为读者提供一个全面、系统、实用的嵌入式系统学习路径。通过理论知识的学习和大量实践案例的演练，读者将能够独立设计、开发和调试各类嵌入式系统，为未来的技术探索和职业发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本关于古典小说鉴赏的册子，最让我欣赏的是它细腻的文字功底。作者的笔触极其考究，对清代文人的生活细节和情感脉络的捕捉入木三分，读起来简直就是一场穿越时空的文化漫步。每一段分析都饱含着作者深厚的文学修养，对人物性格的复杂性、叙事结构的精妙安排，都有独到的见解，让人不禁感叹文字的力量。但美中不足的是，这本书似乎更侧重于“赞美”而非“批判性分析”。大量的篇幅都用于展示和肯定文本中的美感，对于一些在现代视角看来存在争议的社会观念或叙事上的瑕疵，几乎没有进行深入的探讨或反思。例如，对于其中某几位女性角色的定位，书中只是一味地赞美她们的顺从与贤德，却鲜有提及这种塑造在当时语境下可能带来的局限性。这使得整本书的视角略显单一，缺乏一种多维度的审视。我期待的鉴赏，是既能领略到古典文学的璀璨，也能看到其历史局限性的一面，这本书在后者的呈现上略显保守了。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我抱着极大的期待买下这本关于现代网络架构的书，结果阅读体验有些出乎意料的“学术化”。它对TCP/IP协议栈的底层机制剖析得非常深入，数据包的封装、解封装过程描绘得一丝不苟，甚至连各种错误校验算法都有详尽的数学推导。对于那些目标是成为网络工程师、需要深入理解协议栈细节的专业人士来说，这无疑是一座宝库，提供了大量可供引用的权威参考资料。然而，对于我这样主要关注如何快速搭建和部署云原生应用的人来说，书中的内容显得过于沉重和冗余。我更需要的是对Docker容器化、Kubernetes编排工作原理的直观理解和实际操作指南，而不是花大量篇幅去讨论IPSec VPN在特定网络环境下的性能瓶颈。书中关于新兴的SDN和NFV技术的讨论也比较浅尝辄止，像是草草提及，没有提供足够多的实践案例或架构蓝图来指导读者如何将这些前沿概念应用到实际项目中。总而言之，如果你想在学术会议上引用标准，这本书很棒；如果你想在周一早上解决生产环境的延迟问题，这本书可能帮不上太多忙。

评分☆☆☆☆☆

我购买的这本关于市场营销策略的指南，内容倒是挺新颖，聚焦于当下非常流行的“体验式营销”和“社群运营”。作者似乎紧跟时代潮流，提到了很多最新的社交媒体平台的使用技巧，以及如何通过数据分析来精准定位目标用户。书中列举了不少近年来成功的品牌案例，分析它们的活动策划和用户互动模式，这部分内容阅读起来令人感到振奋，确实能激发不少新的创意。然而，这些案例似乎都建立在一个前提之上：那就是企业拥有充足的预算和庞大的用户基础。对于中小型企业或者初创公司，他们可能连聘请专业的数据分析师都是一种奢望，书中所描述的那些复杂的用户旅程映射（Customer Journey Mapping）和A/B测试策略，在实际操作层面显得过于“高配”。它更像是一本写给大型跨国公司的“营销白皮书”，缺乏一套针对资源有限团队的“可落地”的简化版本。读完之后，我感觉自己拥有了很宏大的战略蓝图，但却找不到那块最适合自己搬运的砖头。

评分☆☆☆☆☆

这本编程入门书籍，实在让人又爱又恨。刚翻开目录时，那些关于变量、循环和函数的基础概念，读起来还算顺畅，作者的讲解方式比较循序渐进，对于完全没有接触过编程的新手来说，打下一个还算扎实的理论基础。但是，一旦进入到实际的算法设计部分，书中的案例就开始显得力不从心了。很多关键步骤的推导过程一带而过，需要读者自己去填补大量的空白，对于思维定式尚未形成的初学者来说，光靠这本书，想要真正“会”编程，恐怕要多费一番功夫。我记得有一个关于数据结构排序的章节，示例代码写得非常简洁，初看之下好像什么都懂了，可一旦试着自己动手修改参数或者扩展功能，就立刻陷入迷茫。这感觉就像是学做饭，书上告诉你把盐和糖按比例放，但没告诉你火候该怎么控制，食材的新鲜度如何判断。总而言之，它更像是一个知识点的罗列清单，而非一本能带你实操上手的工具书，适合那些已经有一些编程基础，希望系统梳理概念的人，但对纯粹的新人可能不太友好，需要配合大量的外部资源才能真正消化吸收。

评分☆☆☆☆☆

关于这个历史断代史的研究专著，首先必须承认它的史料搜集工作是极其扎实的。作者显然花费了数十年时间在各大档案馆和图书馆中穿梭，引用了大量的原始文献和第一手资料，这使得书中的论证具有极强的说服力和学术严谨性。他对某一特定历史事件的考证达到了吹毛求疵的程度，每一个时间点、每一个关键人物的行动轨迹，都有详尽的旁证来交叉验证。但问题在于，这种对细节的过度迷恋，极大地牺牲了阅读的流畅性和宏观叙事的连贯性。全书充斥着长句和复杂的从句结构，大量的注释和尾注打断了正常的阅读节奏，经常需要跳来跳去对照参考，让人很难沉浸在历史故事的洪流中。与其说它是一本“历史读物”，不如说它是一部“史料汇编的论述集”。对于想了解那个时代背景和整体脉络的普通历史爱好者来说，这本书的门槛太高，阅读过程更像是在进行一场艰苦的学术攻关，而不是一次愉快的知识探索之旅。