深入理解8051單片機係統 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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[美] 穆罕默德·阿裏·馬齊迪等著，張紅英譯

圖書標籤:

8051單片機
單片機
嵌入式係統
電子工程
微控製器
C51
匯編語言
硬件設計
係統設計
入門教程

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齣版社：機械工業齣版社

ISBN：9787111517979

版次：1

商品編碼：11821024

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名：電子與嵌入式係統設計譯叢

開本：16開

齣版時間：2015-11-01

用紙：膠版紙

頁數：498

具體描述

編輯推薦

使用匯編和C雙語言雙實例解讀8051單片機係統的書籍。
　　本書概念清晰，實例豐富，循序漸進引導讀者邊做邊學。
　　作者係此領域知名作者，是多本暢銷教材的閤著者

內容簡介

　　《深入理解8051單片機係統》介紹瞭應用為廣泛的單片機8051的各種功能。全書共分為18章，主要內容包括8051微控製器、8051匯編語言編程、跳轉指令、循環指令、調用指令、I/O端口編程、8051尋址方式、算術邏輯指令與程序、8051C語言編程、8051硬件接綫、8051定時器匯編及C語言編程、8051串口匯編及C語言編程、中斷的匯編與C語言編程、LCD和鍵盤接口、ADC、DAC、繼電器、光隔離器、步進電機、DS12887RTC接口輸、PWM、SPI等。本書適閤各類硬件愛好者閱讀。另外，本書還可作為各大中專院校相關專業的計算機硬件方麵的教學參考書。

作者簡介

　　穆罕默德·阿裏·馬齊迪（Muhammad Ali Mazidi），畢業於大不裏士大學，擁有南衛理公會大學和得剋薩斯大學的碩士學位。他現是南衛理公會大學電子工程係博士，同時，他也是一些廣泛使用的教材的閤著者，包括《x86　IBM　PC》《PIC微控製器和嵌入式係統》《HCS12微控製器和嵌入式係統》《AVR微控製器和嵌入式係統》等，這些教材均由Prentice Hall齣版社齣版。他在德拉斯大學講授如何設計基於微控製器的係統。他也是網站www.MicroDigitalEd.com的創辦者。

　　詹尼斯·吉利斯皮·馬齊迪（Janice Gillispie Mazidi），擁有北得剋薩斯州立大學的計算機科學碩士學位。作為軟件工程師的她有若乾年的教學經驗。她也是一些廣泛使用的書籍的閤著者，如Prentice Hall齣版社的《x86　PC》。目前，她在得剋薩斯大學講授編程課。

　　羅蘭 D. 麥金利（Rolin D. Mckinlay），擁有德瑞大學電子工程技術博士學位。現是德拉斯公司的嵌入式係統工程師和FPGA設計顧問。

前言/序言

　　前　　言　　8051微控製器的生産商眾多，架構簡單，因此得到瞭廣泛的應用。本書適用於大學微控製器課程和嵌入式係統課程教學。它不僅可以奠定匯編語言程序設計的基礎，而且可以為工程專業的學生設計8051接口提供綜閤解決方案。以此為基礎，可以進一步探索基於微控製器的嵌入式係統的設計技術和接口技術。技術人員、硬件工程師、計算機科學傢和業餘愛好者都可使用本書。本書不僅可以為獨立係統及采集數據到PC的係統提供設計思想，還可以為聯網的分布式係統提供理想的參照。　　必備條件　　讀者需學習過入門級的數字係統課程。匯編語言知識對閱讀本教程有幫助，但非必需。雖然本書為無匯編語言背景的讀者設計，但對有匯編語言經驗的學生來說，更能快速掌握 8051架構，並立即啓動項目。對於本書的 8051 C 編程部分，需掌握 C語言編程的基礎知識。　　本書結構　　本書運用係統且循序漸進的方法覆蓋8051 C和匯編語言編程以及接口編程的各個方麵。給齣瞭許多例程和示例以澄清概念，並為學生提供邊做邊學的機會。每節末尾提供瞭習題以加強對要點的理解。　　第0章涵蓋瞭數製(二進製、十進製、十六進製)，並介紹瞭基本邏輯門和存儲器的術語。該章還探討瞭存儲器的概念和I/O地址解碼。　　第1章論述瞭8051的曆史以及8031、8751、89C51、DS5000和DS89C4x0等其他8051係列成員的特性。該章還提供瞭8051芯片生産商的列錶。　　第2章論述瞭8051的內部架構，解釋瞭如何使用8051匯編器創建可執行程序。該章還探討瞭棧和標記寄存器，討論瞭RISC的概念和CISC架構。　　第3章探討瞭循環、跳轉和調用指令，並附有許多編程實例。　　第4章探討瞭I/O端口。通過學習，參與項目的學生可以開始使用8051 I/O接口，快速啓動項目。　　第5章涵蓋瞭8051的尋址方式，解釋瞭如何使用8051的代碼空間來存儲數據，以及如何訪問數據。　　第6章重點介紹瞭運算、邏輯指令和程序。　　第7章涵蓋瞭8051的C語言編程。　　第8章探討瞭8051芯片的硬件接綫。　　第9章描述瞭8051定時器，以及如何將其用作事件計數器。　　第10章著重介紹8051的串行數據通信及其與RS232的接口。該章還展示瞭8051與x86計算機COM端口的通信。此外，該章還涵蓋瞭DS89C4x0的第二個串口的使用。　　第11章詳細介紹瞭8051的中斷以及中斷處理程序的編程。　　第12章展示瞭8051與外設的接口，如LCD和鍵盤。　　第13章展示瞭8051與其他器件的接口，如DAC芯片、ADC芯片及傳感器。　　第14章涵蓋瞭8031/8051與外部存儲器的接口，包含ROM和RAM。　　第15章討論瞭光隔離器、繼電器和步進電機。　　第16章展示瞭如何連接DS12887實時時鍾芯片以及如何對其編程。　　第17章展示瞭直流電機的基本接口以及使用PWM的基礎知識。　　第18章展示瞭I2C和SPI協議的基本概念。　　附錄用於提供本書中涉及的知識點所需的各種參考資料。附錄A詳細介紹瞭每個8051指令並舉例，也提供瞭指令的時鍾數、8051寄存器圖及RAM存儲器映射。附錄B介紹瞭繞綫的基礎。附錄C涵蓋瞭IC技術以及邏輯係列，包括8051的I/O端口和扇齣，請確保你在學習這些之前已將8051與外部裝置連接到瞭一起。附錄D探討瞭流程圖和僞代碼的使用。附錄E針對那些熟悉x86架構並且想快速過渡到8051架構的讀者。附錄F提供瞭ASCII字符錶。附錄G列齣瞭匯編器軟件以及電子器件的資源。

《嵌入式係統硬件設計：原理、實踐與案例解析》內容簡介本書旨在為讀者提供一套全麵、深入且實踐性強的嵌入式係統硬件設計指導。它不僅涵蓋瞭嵌入式係統硬件設計的核心理論知識，更強調理論與實踐的緊密結閤，通過豐富的案例分析和工程實踐經驗，幫助讀者掌握從概念到成品的設計流程。本書的目標讀者是具備一定電子技術基礎，希望係統學習嵌入式係統硬件設計，並能獨立完成相關項目開發的學生、工程師及技術愛好者。第一部分：嵌入式係統硬件設計基礎第一章：嵌入式係統概述與硬件選型嵌入式係統定義與特徵：深入剖析嵌入式係統的內涵，包括其專用性、實時性、低功耗、小型化等關鍵特徵。通過與通用計算機係統的對比，明確嵌入式係統的獨特性。嵌入式係統硬件架構：詳細介紹嵌入式係統的基本硬件構成，包括微處理器/微控製器（MPU/MCU）、存儲器（RAM, ROM, Flash）、輸入/輸齣接口、時鍾電路、電源管理單元等。硬件選型原則與策略：處理器選型：基於應用需求（性能、功耗、成本、接口等）分析ARM Cortex-M係列、RISC-V、DSP等主流處理器架構的優劣勢。存儲器選型：不同類型存儲器的特性（SRAM, DRAM, NAND Flash, NOR Flash, EEPROM）及其在嵌入式係統中的應用場景。外圍器件選型： ADC/DAC、定時器、PWM控製器、通信接口（UART, SPI, I2C, USB, Ethernet）、人機交互組件（LED, 鍵盤, 顯示屏）等的選型考量。電源與功耗管理：電池供電、AC/DC轉換、低功耗設計策略（如睡眠模式、動態電壓頻率調整）。典型嵌入式硬件平颱介紹：簡要介紹 Raspberry Pi, Arduino, BeagleBone 等開源硬件平颱，分析其硬件構成與應用潛力，為讀者建立直觀認識。第二章：電路基礎與信號完整性模擬電路基礎：復習必要的基礎模擬電路知識，包括電阻、電容、電感、二極管、三極管、MOSFET等基本元件特性。重點講解濾波器（低通、高通、帶通）在信號處理中的作用。數字電路基礎：梳理邏輯門、觸發器、寄存器、計數器等基本數字邏輯單元。介紹組閤邏輯和序邏輯電路的設計思想。電源電路設計：綫性穩壓器與開關穩壓器：比較兩類穩壓器的效率、輸齣噪聲、封裝等特點，根據不同應用場景進行選擇。濾波與去耦：詳細講解電容在電源去耦中的作用，以及如何根據頻率特性選擇閤適的去耦電容。PCB布局中電源濾波設計的重要性。信號完整性（SI）基礎：信號傳輸模型：理解信號在傳輸綫上的反射、衰減、串擾等現象。時域與頻域分析：信號上升沿、時鍾頻率與傳輸綫阻抗匹配的關係。 PCB布綫原則：差分信號、單端信號的布綫規範，長度匹配、等長綫設計。電源完整性（PI）概念：保證電源網絡穩定性的重要性。第三章：微控製器（MCU）架構與接口技術 MCU內部結構解析： CPU核心：流水綫、指令集、中斷機製。存儲器組織：程序存儲器（Flash）、數據存儲器（RAM）、EEPROM。外圍模塊： GPIO（通用輸入輸齣）、定時器/計數器、PWM（脈衝寬度調製）、ADC（模數轉換器）、DAC（數模轉換器）、通信接口（UART, SPI, I2C）。 GPIO接口詳解：輸入/輸齣配置：推挽輸齣、開漏輸齣、上拉/下拉電阻的作用。中斷觸發：邊沿觸發、電平觸發，中斷優先級管理。通信接口技術： UART（通用異步收發傳輸器）：波特率、起始位、停止位、校驗位。 SPI（串行外設接口）：主從模式、時鍾極性與相位（CPOL/CPHA）。 I2C（集成電路互連總綫）：主從模式、地址機製、ACK/NACK。 CAN（控製器局域網）：幀格式、仲裁機製、在汽車電子中的應用。 USB（通用串行總綫）：協議層級、設備類型、數據傳輸方式。 ADC與DAC接口： ADC：分辨率、采樣率、轉換模式（單次、連續）。 DAC：分辨率、輸齣範圍、轉換模式。低功耗模式： MCU的各種低功耗模式（空閑、停止、待機）及其喚醒機製。第二部分：嵌入式係統硬件設計流程與工具第四章：原理圖設計原理圖繪製軟件介紹： Altium Designer, Eagle, KiCad 等主流EDA工具的界麵與基本操作。元器件庫的建立與管理：如何創建、導入和管理元器件庫，包括符號、封裝、模型等。原理圖設計規範：層次化設計：將復雜係統分解為模塊化子係統。命名規則：信號綫、電源、地、元器件的命名規範。電源與地規劃：閤理分配電源域，保證信號接地良好。信號連接：避免交叉、清晰的走綫。注釋與說明：增加原理圖的可讀性。電源與復位電路設計：詳細設計穩壓、濾波、看門狗、上電復位（POR）等電路。時鍾電路設計：晶振選型、匹配電路、時鍾分配。接口電路設計：針對不同外設（傳感器、執行器、通信模塊）設計匹配的接口電路。原理圖審核與檢查：避免低級錯誤，確保設計邏輯正確。第五章：PCB布局與布綫 PCB設計軟件介紹：以 Altium Designer 為例，講解 PCB 設計流程。 PCB封裝的創建與管理：元器件封裝與原理圖符號的對應關係，3D模型的導入。 PCB布局原則：模塊化布局：將相關功能模塊集中放置。信號流嚮：盡量遵循單嚮信號流，避免信號繞行。電源與地規劃：劃分電源平麵、接地平麵，低阻抗路徑。散熱考慮：大功率器件的散熱布局。高頻信號：敏感信號的隔離與屏蔽。人機交互：按鍵、指示燈、接口的閤理布局。 PCB布綫技術：綫寬與間距：根據電流大小、信號類型確定。過孔（Via）的使用：阻抗匹配、多層闆布綫。差分對布綫：長度匹配、等距。蛇行綫：用於長度補償。避免尖角：減少阻抗不連續性。信號完整性在布綫中的體現：終端匹配、參考平麵。電源完整性在布綫中的體現：電源去耦電容的放置。製造工藝考慮： PCB層數、闆材、錶麵處理等。 DRC（設計規則檢查）：運行並解決 DRC 報告中的錯誤。第六章：EDA工具使用技巧與高級功能原理圖高級功能：參數化設計、總綫使用、ERCS（Electrical Rules Check）。 PCB高級功能： Allegro 導入/導齣、Shape（扇區）、Polygon（多邊形）的使用、差分對自動布綫。 3D模型集成與渲染：驗證物理尺寸與裝配。 PCB協同設計：團隊協作的設計流程。其他EDA工具介紹： Eagle, KiCad 的特點與常用操作。第三部分：嵌入式係統硬件設計實踐與案例第七章：傳感器與執行器接口設計常見傳感器接口：模擬傳感器：溫度傳感器（NTC, LM35）、光敏電阻、壓力傳感器等，ADC采樣與信號調理。數字傳感器： I2C/SPI接口的溫濕度傳感器（DHT11/22, SHT係列）、加速度傳感器（MPU6050）、光照傳感器。脈衝信號傳感器：流量計、編碼器，定時器/計數器捕獲。常見執行器接口： LED驅動：限流電阻、PWM調光。電機驅動： H橋、PWM控製（直流電機、步進電機）。繼電器與MOSFET驅動：隔離、驅動能力。顯示屏接口： LCD（字符型、圖形點陣）、OLED。案例分析：基於MCU與特定傳感器（如溫濕度傳感器）的接口設計實踐。第八章：通信模塊接口與互聯無綫通信模塊接口：藍牙模塊（HC-05/06, BLE）： UART/SPI接口，配對與連接。 Wi-Fi模塊（ESP8266, ESP32）： UART/SPI接口，AT命令，TCP/UDP通信。 LoRa模塊： UART接口，低功耗遠距離通信。有綫通信模塊接口： Ethernet模塊（W5500, ENC28J60）： SPI接口，TCP/IP協議棧。 RS485模塊：差分信號，多節點通信。案例分析：設計一個通過Wi-Fi模塊上傳傳感器數據的嵌入式設備。第九章：電源管理與低功耗設計低功耗MCU特性分析：不同功耗模式的功耗指標。電源優化策略：選用低漏電流器件。最小化外部上拉/下拉電阻。關閉不使用的外設。智能喚醒機製。案例分析：為一個電池供電的便攜式設備設計低功耗硬件方案。第十章：硬件調試與測試硬件調試工具：萬用錶、示波器（數字示波器、邏輯分析儀）、信號發生器。常用調試技巧：電源檢測：關鍵電壓點的測量。時鍾信號檢測：確認時鍾是否正常。信號綫信號驗證：使用示波器或邏輯分析儀觀察通信信號、GPIO狀態。 LED閃爍與指示：硬件自檢指示。模塊化測試：分彆測試各個硬件模塊的功能。係統集成測試：將各個模塊整閤後進行整體測試。 EMC/EMI（電磁兼容性）基礎：常見乾擾源分析與基本防護措施。第四部分：嵌入式係統硬件設計的工程化思考第十一章：嵌入式硬件設計中的可靠性與安全性硬件可靠性設計：元器件選型：工業級、車規級元器件的選用。裕量設計：電壓、電流、溫度的裕量控製。失效模式與影響分析（FMEA）初步。硬件安全性設計：物理防護：防水、防塵、防震設計。防篡改設計：簡單的防拆卸保護。敏感數據保護：對關鍵信息進行硬件加密或保護。第十二章：嵌入式硬件設計的成本控製與優化 BOM（物料清單）成本分析：主要成本項識彆。成本優化策略：同類器件的成本比較。集成度高的方案。 PCB工藝優化。批量采購。供應鏈管理基礎。附錄：常用嵌入式MCU（如STM32, ESP32）數據手冊導讀。常用通信協議（如Modbus, MQTT）簡介。電路設計常用速查錶。本書通過嚴謹的理論講解、詳實的操作指導以及豐富的工程案例，旨在幫助讀者構建堅實的嵌入式係統硬件設計知識體係，提升實際項目開發能力，為投身於蓬勃發展的嵌入式技術領域打下堅實的基礎。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

這本書的優點是顯而易見的，它係統性地梳理瞭8051單片機的方方麵麵。我尤其喜歡書中關於時序的講解。以前我對時序的概念比較模糊，隻知道 datasheet 上那些密密麻麻的時序圖，看瞭也似懂非懂。這本書用通俗易懂的語言，配閤精心繪製的示意圖，將各種時序關係，比如讀寫時序、時鍾周期、指令執行周期等，描繪得淋灕盡緻。作者通過實例，比如如何正確配置時鍾，如何理解不同晶振頻率對係統速度的影響，以及如何避免因時序錯誤導緻的數據丟失或誤操作，讓我對硬件的運行節奏有瞭更深刻的體會。而且，書中並沒有止步於基礎的時序，還涉及到瞭一些進階的應用，比如如何通過精確的時序控製來驅動某些特殊的外部設備，或者如何利用時序的微調來優化程序的性能。這對於我這種希望將單片機應用做得更精細、更專業的讀者來說，無疑是寶貴的財富。另外，書中對一些常見問題的剖析也相當到位，例如在串口通信中，如何處理波特率誤差，如何保證數據的可靠傳輸，這些都是實際項目中經常遇到的難點，而這本書給齣瞭清晰的解答思路和調試方法。

評分☆☆☆☆☆

說實話，之前接觸過不少單片機相關的書籍，很多都是“一上來就講高級用法”，要麼就是“代碼堆砌，原理模糊”。《深入理解8051單片機係統》這本書，在這一點上做得非常齣色。它從最底層的原理講起，像剝洋蔥一樣，一層一層地揭示8051的內部奧秘。我最欣賞的是作者在講解一些看似枯燥的概念時，能夠巧妙地結閤實際的硬件平颱和開發工具。比如，在講解匯編語言指令時，作者並不是簡單地羅列指令功能，而是會給齣對應的C語言實現，並對比分析兩者的效率和適用場景，這對於我這種習慣瞭C語言編程的人來說，極大地降低瞭學習匯編的門檻，也讓我對底層硬件的控製有瞭更直觀的認識。此外，書中關於存儲器擴展的章節也給我留下瞭深刻印象。很多時候，8051的片內RAM和ROM容量是有限的，學習如何高效地擴展外部存儲器，以及如何理解其尋址方式和讀寫控製，對於開發更復雜的應用至關重要。這本書在這方麵的內容非常詳實，不僅介紹瞭外接RAM和ROM的電路連接，還深入講解瞭如何通過P0、P2、P0E等引腳來實現地址和數據的多路復用，以及如何設計相應的匯編或C代碼來訪問這些外部存儲空間。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，在閱讀《深入理解8051單片機係統》之前，我對單片機，尤其是8051，的理解還停留在非常錶麵的層次。總覺得它就是一個微型的計算機，能跑點小程序就不錯瞭。但這本書徹底顛覆瞭我的認知。它不僅僅是在介紹8051的指令集或者寄存器，更是在教我如何“思考”單片機，如何理解它在硬件層麵的運作方式。比如，書中關於數電基礎與單片機接口的融閤講解，就讓我茅塞頓開。作者沒有把數電和單片機割裂開來，而是非常自然地將二者聯係起來，講解瞭數電電路（如邏輯門、觸發器、編碼器、譯碼器）如何與8051的I/O口進行交互，以及如何利用單片機去控製和驅動這些數電電路，從而實現更復雜的邏輯功能。我特彆喜歡書中關於ADC（模數轉換器）和DAC（數模轉換器）接口的講解，這部分內容非常實用，不僅給齣瞭詳細的電路連接圖，還講解瞭如何通過8051的I/O口去控製ADC/DAC芯片的工作模式，如何讀取轉換數據，以及如何生成模擬信號。這讓我第一次真正體會到，單片機不僅僅是執行邏輯運算，更是連接數字世界和模擬世界的橋梁，能夠實現對物理世界的感知和控製。總而言之，這本書為我打開瞭一個新的視角，讓我對單片機及其在實際應用中的潛力有瞭更深的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本《深入理解8051單片機係統》的書，說實話，拿到手的時候，我其實是抱著一種半信半疑的心態。市麵上關於單片機的書確實不少，很多都講得天花亂墜，但實際操作起來卻是一塌糊塗，或者就是過於理論化，對初學者極不友好。然而，翻開這本書，我立刻被它嚴謹的結構和清晰的邏輯吸引瞭。作者在開篇就奠定瞭堅實的基礎，沒有急於深入那些“高大上”的章節，而是花瞭相當篇幅講解瞭8051的基本架構，從數據手冊背後的含義，到指令集的執行流程，再到各種寄存器的作用，都進行瞭非常細緻的剖析。我特彆欣賞作者在講解 SFR（特殊功能寄存器）時，並沒有簡單羅列，而是結閤實際應用場景，比如定時器、中斷、串口的配置，去說明這些寄存器如何協同工作，解決實際問題。這種“由淺入深，由錶及裏”的講解方式，讓我對8051的內部工作原理有瞭前所未有的清晰認識。我之前總覺得單片機編程很像是在和一塊“黑箱”打交道，很多時候隻能靠死記硬背，但這本書徹底改變瞭我的看法。它讓我明白，每一個操作，每一次寄存器的設置，背後都有其必然的邏輯和原理。即使是那些看似基礎的I/O口控製，作者也深入到端口結構、上拉下拉電阻的原理，甚至引齣瞭電平轉換和驅動能力的概念，這對於我理解後續更復雜的硬件接口設計非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我之前對單片機一直停留在“會點C語言，能點亮LED”的階段，總覺得要往上深造就得去啃厚厚的英文手冊，或者參加昂貴的培訓班。偶然間看到瞭《深入理解8051單片機係統》，抱著試試看的心態入手瞭。這本書給我的最大驚喜在於，它真的把“深入”二字做到瞭實處，而且是以一種非常易於接受的方式。比如說，書中關於中斷係統的講解，我之前看過很多資料，都隻是簡單提一句“中斷嚮量”、“中斷優先級”，然後就沒瞭。但這本書，花瞭整整一個章節，詳細解讀瞭中斷的産生、響應、嵌套以及中斷嚮量錶的結構。作者甚至畫瞭很多流程圖，一步一步地展示CPU是如何響應一個外部中斷請求的，包括中斷判優、中斷嚮量查詢、中斷服務程序的跳轉和返迴。這讓我第一次真正理解瞭中斷機製的精妙之處，也讓我能夠更自信地去設計需要處理實時事件的程序。更重要的是，書中在講解每個核心概念時，都會配以大量的小型實驗和代碼示例，這些代碼並非那種“hello world”式的簡單演示，而是真正能夠體現概念精髓的實用片段。比如，在講定時器時，作者就展示瞭如何用不同的定時器模式實現精確延時、方波生成，甚至是如何利用定時器中斷來實現一個簡單的多任務調度雛形。這讓我能夠立刻將理論知識轉化為實踐，並且在實踐中進一步鞏固理解。

評分☆☆☆☆☆

很喜歡，很不錯！

評分☆☆☆☆☆

很好很棒

評分☆☆☆☆☆

很喜歡，很不錯！

評分☆☆☆☆☆

很喜歡，很不錯！

評分☆☆☆☆☆

講解比較係統，不過不深奧

評分☆☆☆☆☆

講解比較係統，不過不深奧