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张溪 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040256437

商品编码：29692422353

包装：平装

出版时间：2008-12-01

基本信息

书名:单片机电子产品设计(应用电子技术专业)

：21.20元

售价：14.4元,便宜6.8元,折扣67

作者:张溪

出版社：高等教育出版社

出版日期：2008-12-01

ISBN：9787040256437

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.400kg

编辑推荐

内容提要

　　本书以目前应用广泛的MCS-51系列单片机应用技术为主线，系统介绍了其内部结构、功能、指令系统、定时器/计数器、中断系统等相关基础知识。本书结合单片机应用项目，从单片机典型单元电路分析和外围设备的应用入手，到后应用项目设计的完成，每步都精心设计，内容从易到难。本书根据高职高专教育的特点，融入了大量源自生产实践的综合项目设计实例，注重“做中学、学中做”，其目的在于拓宽学生的知识面和提高学生综合开发单片机产品的能力，为后续课程的学习、毕业设计及毕业后工作提供良好的模拟训练。本书适用于高职高专、成人教育及在职工程技术人员学习和参考，也可供大学生参加电子设计竞赛时参考或自学。

目录

章 MCS-51系列单片机基本知识
1.1 什么是单片机
1.2 单片微型计算机及单片微型计算机系统
1.2.1 微型计算机
1.2.2 微型计算机系统
1.2.3 单片微型计算机
1.2.4 单片机应用系统及组成
1.3 MCS-51系列单片机分类
1.4 MCS-51系列单片机的内部结构及引脚
1.4.1 MCS-51系列单片机的内部组成
1.4.2 MCS-51系列单片机的引脚
1.5 MCS-51系列单片机的内部数据存储器
1.5.1 内部数据存储器低128单元
1.5.2 内部数据存储器高128单元
1.6 MCS-51系列单片机的内部程序存储器
第2章 MCS-51系列单片机的I/O接口部件
2.1 P0口
2.2 P1口
2.3 P2口
2.4 P3口
2.5 P0、P1、P2、P3口作为I/O接口使用实例
2.5.1 驱动LED实例
2.5.2 驱动继电器实例
2.5.3 光电耦合器件的接口电路
2.6 单片机小系统
2.7 系统的扩展
2.7.1 RAM扩展
2.7.2 I/O接口扩展
2.8 MCS-51系列单片机教学实验电路板
2.8.1 实验电路板简介
2.8.2 实验项目
第3章 MCS-51系列单片机指令系统
3.1 指令系统的基本概念
3.1.1 指令的基本格式
3.1.2 MCS-51系列单片机指令系统中的常用符号说明
3.1.3 MCS-51系列单片机指令系统的分类
3.1.4 寻址方式
3.2 MCS-51系列单片机指令系统
3.2.1 数据传送类指令
3.2.2 算术运算类指令
3.2.3 逻辑运算及移位指令
3.2.4 位操作类指令
3.2.5 控制转移类指令
第4章 汇编语言程序设计与仿真
4.1 伪指令
4.2 汇编语言程序设计
4.2.1 简单程序设计
4.2.2 分支程序设计
4.2.3 循环程序设计
4.2.4 查表程序设计
4.2.5 散转程序设计
4.2.6 子程序设计
4.3 汇编语言程序的仿真与调试
4.4 汇编语言程序的结构
第5章 中断系统及定时器/计数器
5.1 8051单片机的中断系统
5.1.1 中断概述
5.1.2 中断源和中断控制器
5.1.3 中断处理流程
5.1.4 中断优先控制和中断嵌套
5.1.5 中断系统的应用
5.2 8051单片机的定时器/计数器
5.2.1 定时方法概述
5.2.2 8051单片机的定时器/计数器的结构和工作原理
5.2.3 定时器/计数器的控制寄存器
5.2.4 定时器/计数器工作方式
5.2.5 定时器/计数器的应用
第6章 串行接口与通信基础
6.1 串行通信基本知识
6.1.1 数据通信的基本概念
6.1.2 串行通信的方向
6.1.3 串行通信的同步方式
6.1.4 串行通信硬件电路
6.1.5 串行通信主要寄存器与设置
6.2 串行通信的应用
第7章 STC89C52单片机主要扩展部件的应用
7.1 STC89C52单片机定时器/计数器2的操作
7.1.1 捕获模式
7.1.2 自动重装模式(递增/递减计数器)
7.1.3 波特率发生器模式
7.1.4 波特率公式汇总
7.1.5 定时器/计数器2的设置
7.1.6 可编程时钟输出
7.2 STC89C52单片机的ISP/IAP应用
第8章 串行RAM接口技术
第9章 MCS-51系列单片机人机交互设计
9.1 键盘接口技术
9.1.1 按键的机械特性
9.1.2 按键电路与程序设计
9.2 显示器接口技术
9.2.1 LED数码管显示技术
9.2.2 LCD液晶显示技术
0章 城市交道口交通灯控制系统
10.1 交通灯控制规则
10.1.1 4种通行方式
10.1.2 功能要求
10.1.3 控制状态分解
10.2 项目要求
10.3 方案设计
10.3.1 方案一的实现
10.3.2 方案二的实现
10.4 设计总结报告
10.5 项目完成评价标准
1章 水温控制系统的设计
11.1 项目要求
11.2 设计方案
11.2.1 传感器检测电路设计
11.2.2 A/D转换器电路设计
11.2.3 单片机控制电路设计
11.2.4 加热控制电路设计
11.2.5 电源电路设计
11.3 设计方案二
11.3.1 传感器检测电路设计
11.3.2 单片机控制与显示电路设计
11.3.3 加热控制电路设计
11.3.4 电源电路设计
11.4 设计总结报告
11.5 项目完成评价标准
2章 汽车倒车雷达系统的设计
12.1 项目要求
12.2 方案论证
12.3 超声波传感器检测电路
12.3.1 T/R-40-××系列通用型超声波发射/接收传感器
12.3.2 超声波发射电路
12.3.3 超声波检测接收电路
12.4 单片机控制电路
12.5 电源电路
12.6 控制程序设计
12.7 设计总结报告及项目评价标准
3章 万年历的设计
13.1 项目要求
13.2 方案论证
13.3 系统硬件电路的设计
13.3.1 时钟电路设计
13.3.2 显示电路设计
13.4 程序设计
13.4.1 系统主程序
13.4.2 时间调整程序
13.5 调试及性能分析
13.6 控制源程序清单
13.7 设计总结报告及项目评价标准
附录1 MCS-51系列单片机汇编指令表
附录2 ASCII编码表
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《单片机嵌入式系统开发实战》 一、本书概览： 本书并非一本浅尝辄止的入门读物，而是面向已具备一定电子技术基础，渴望深入掌握单片机嵌入式系统开发核心技能的读者。我们摒弃了枯燥的理论堆砌，将重点聚焦于“实战”，旨在通过系统化的知识体系和贴近实际项目需求的案例，帮助读者构建扎实的嵌入式开发能力。本书内容紧扣当下嵌入式技术发展脉络，从基础原理到高级应用，再到实际项目中的常见挑战与解决方案，力求为读者提供一条清晰、高效的学习路径。 二、本书特色与亮点： 1. 体系化、循序渐进的学习架构： 本书遵循从易到难、由浅入深的原则，确保读者能够逐步建立起对单片机嵌入式系统的全面认知。我们从最核心的单片机硬件选型、基本架构讲解入手，逐步深入到指令集、存储器访问、中断系统、定时器/计数器等底层机制。随后，将视野拓展至外围接口（GPIO、UART、SPI、I2C）、ADC/DAC、EEPROM等常见模块的应用。最终，将这些基础知识融会贯通，讲解RTOS（实时操作系统）的应用、嵌入式通信协议、嵌入式GUI设计，以及更复杂的项目开发流程和调试技巧。 2. “理论与实践”的深度融合： 我们深知“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。本书在每一章节都力求将理论知识与实际操作紧密结合。大量的代码示例、详细的实验步骤、清晰的电路图、以及对实验现象的深入剖析，都将帮助读者在动手实践中加深理解。我们精选了行业内广泛使用的开发板和传感器，确保读者能够基于真实硬件环境进行学习和验证。 3. 精选实用案例，直击项目痛点： 本书并非罗列零散的知识点，而是通过一系列精心设计的实战案例，引导读者完成具有实际意义的嵌入式项目。这些案例涵盖了智能家居控制、数据采集与传输、工业自动化监控、嵌入式人机交互等多个领域，充分展现了单片机在不同场景下的应用潜力。在案例分析中，我们将深入探讨项目需求分析、硬件选型、软件设计、代码实现、调试测试等关键环节，帮助读者掌握解决实际项目开发中常见问题的能力。 4. 深入讲解核心技术，洞察底层机制： 对于嵌入式开发而言，理解底层机制是提升开发效率和解决复杂问题的关键。本书将花费大量篇幅深入剖析单片机的中断响应机制、寄存器的工作原理、内存管理策略、以及RTOS的任务调度、进程间通信等核心技术。只有真正理解了这些“为什么”，才能写出更高效、更健壮的代码，才能在遇到疑难杂症时，迅速定位并解决问题。 5. 关注前沿技术与发展趋势： 嵌入式技术日新月异，本书在内容设计上，也积极融入了当前热门的技术和发展趋势，例如低功耗设计、物联网（IoT）通信技术（如MQTT、CoAP）、嵌入式Linux基础、以及一些新兴的传感器和通信模块的应用。通过本书的学习，读者不仅能掌握现有的核心技能，还能对未来的发展方向有所洞察，为个人的职业发展奠定坚实基础。 6. 详细的调试与故障排除指南： 嵌入式开发过程中，调试是必不可少且充满挑战的环节。本书将提供一套系统性的调试方法论，包括使用仿真器、逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具，以及代码调试技巧（如断点设置、变量监控、单步执行）。同时，本书还将总结大量的常见嵌入式系统故障现象及其根源分析，帮助读者快速有效地排除软硬件故障。 三、目标读者： 高等院校电子信息类、自动化类、计算机类专业的在校学生： 本书可以作为课程的配套教材或课外拓展读物，帮助学生巩固理论知识，掌握实际开发技能，为未来的实习和就业打下坚实基础。 电子产品开发工程师、嵌入式系统工程师： 对于希望系统性学习单片机嵌入式技术，提升项目开发能力，或者转岗到嵌入式领域的工程师，本书将提供宝贵的知识和实战经验。 电子爱好者、创客： 对于有志于自己动手设计和制作电子产品，对嵌入式技术充满好奇的爱好者，本书将提供一条清晰的学习路径，帮助您将创意变为现实。 技术管理者： 对于需要了解嵌入式技术概况，评估项目技术可行性的技术管理者，本书也能提供一个全面的技术视角。 四、本书内容结构（章节概览）： 第一部分：嵌入式系统基础 第一章：嵌入式系统导论与开发环境搭建 什么是嵌入式系统？ 嵌入式系统的发展历程与应用领域 主流单片机微控制器家族介绍（如STM32、AVR、PIC等，重点侧重一种主流系列） 嵌入式开发流程概述 集成开发环境（IDE）的安装与配置（如Keil MDK、IAR Embedded Workbench） 交叉编译工具链与链接脚本概念 嵌入式程序的烧录与下载方法 实战： 搭建第一个开发环境，点亮LED灯 第二章：单片机核心原理与架构 微处理器的基本工作原理 单片机的指令集与寻址方式 存储器体系结构：ROM、RAM、Flash I/O端口（GPIO）的输入/输出配置与操作 时钟系统与复位电路 实战： 编写程序控制LED闪烁、读取按键状态 第三章：中断系统详解与应用 中断的概念、原理与优势 外部中断的触发方式与配置 中断服务程序的编写与注意事项 中断优先级与嵌套 定时器/计数器中断 实战： 利用外部中断实现按键控制LED，利用定时器中断实现精确延时 第二部分：单片机外围接口与模块开发 第四章：定时器/计数器的高级应用 定时器/计数器的工作模式（定时、计数、PWM生成） PWM（脉冲宽度调制）原理与应用 捕捉模式与测量频率/脉冲数 实战： 利用PWM控制舵机角度，利用定时器实现精确的时钟输出 第五章：串行通信接口（UART/USART） UART（通用异步收发传输器）通信原理 波特率、数据位、停止位、校验位设置 多机通信（主从模式） 实战： 单片机与PC机的串口通信，实现数据交互和调试信息输出 第六章：同步串行通信（SPI/I2C） SPI（串行外设接口）通信协议 SPI的主从模式、时钟极性与相位 I2C（集成电路互联）通信协议 I2C的总线仲裁、寻址机制 实战： 通过SPI接口驱动LCD显示屏，通过I2C接口读取温湿度传感器数据 第七章：模数转换（ADC）与数模转换（DAC） ADC（模数转换器）的工作原理 采样率、量化位数、参考电压 ADC的应用：读取模拟传感器信号（如光敏电阻、电位器） DAC（数模转换器）的工作原理与应用 实战： 利用ADC测量光照强度并进行显示，利用DAC输出不同幅度的模拟信号 第八章：外部存储器与数据存储 EEPROM（电可擦写可编程只读存储器）的读写操作 Flash存储器的基本特性与应用 外部RAM扩展（如SRAM） 实战： 将配置参数或重要数据存储在EEPROM中，实现断电不丢失 第三部分：嵌入式软件设计与高级应用 第九章：实时操作系统（RTOS）基础与应用 什么是RTOS？为什么需要RTOS？ RTOS的核心概念：任务、调度器、信号量、互斥锁、消息队列 FreeRTOS（或其他主流RTOS）的基本使用 任务的创建、删除、优先级设置 任务间的通信与同步机制 实战： 使用RTOS重构之前的项目，实现多任务并发执行 第十章：嵌入式通信协议与网络通信 TCP/IP协议栈概述 MQTT协议在物联网中的应用 HTTP协议在嵌入式设备中的应用 Wi-Fi/Ethernet模块的驱动与配置 实战： 将单片机连接到互联网，实现数据上传或远程控制 十一章：嵌入式图形用户界面（GUI）设计 嵌入式GUI的基本原理 常用的嵌入式GUI库介绍（如LVGL、uCGUI） GUI元素的创建与布局 触摸屏的驱动与事件处理 实战： 为嵌入式设备设计一个简单的图形化用户界面 十二章：嵌入式软件开发流程与项目管理 嵌入式项目的需求分析与系统设计 软件架构设计原则（模块化、分层化） 版本控制工具（如Git）在嵌入式开发中的应用 单元测试与集成测试 代码优化与性能调优 实战： 针对一个中型项目，进行完整的开发流程演练 第四部分：实战项目案例集锦 第十三章：智能家居温湿度监控与远程报警系统 硬件选型：温湿度传感器、单片机、Wi-Fi模块 软件设计：数据采集、MQTT通信、云平台接入 开发重点： 传感器数据读取精度、网络连接稳定性、低功耗设计 第十四章：工业数据采集与显示屏展示系统 硬件选型：多种工业传感器（如电压、电流、压力）、LCD显示屏 软件设计：多传感器数据同步采集、数据处理、LCM显示、RS485通信 开发重点： 数据采集的实时性、抗干扰能力、工业通信协议应用 第十五章：便携式数据记录仪开发 硬件选型：RTC（实时时钟）、SD卡存储模块、低功耗单片机 软件设计：定时唤醒、数据记录、文件系统管理 开发重点： 电池续航优化、SD卡读写效率、数据存储格式 第五部分：嵌入式开发进阶与展望 第十六章：嵌入式系统调试技术与故障排除 硬件调试工具：示波器、逻辑分析仪、信号发生器 软件调试技巧：断点、观察、跟踪 常见嵌入式系统故障分析与解决策略 实战： 针对复杂问题进行多工具联合调试 第十七章：嵌入式Linux基础与跨平台开发 嵌入式Linux概述 嵌入式Linux开发环境搭建（如Buildroot, Yocto） ARM架构与Linux内核 交叉编译与远程调试 展望： 嵌入式Linux在高端嵌入式设备中的应用 第十八章：嵌入式技术未来发展趋势 人工智能（AI）在嵌入式领域的应用 边缘计算与端侧智能 安全与可靠性在嵌入式系统中的重要性 新一代通信技术（如5G）对嵌入式的影响 五、总结： 《单片机嵌入式系统开发实战》是一本凝聚了丰富实践经验和深入技术理解的书籍。它不仅仅是知识的传授，更是能力的培养，是思维的启迪。我们相信，通过本书的学习，读者将能够从容应对各种嵌入式项目开发挑战，逐步成长为一名优秀的嵌入式系统工程师，在日新月异的科技领域中，用自己的双手创造更多的价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格对我来说是既熟悉又陌生的，熟悉是因为它保留了传统工程文档的严谨性，陌生则是因为它在严谨中又流露出一丝对技术的热爱和幽默感。我发现，它在讲解中断服务程序（ISR）的编写规范时，特别强调了“原子性”和“快速返回”的原则。作者用了一个生动的比喻来形容在ISR中执行耗时操作的危害，说这就像是“一个重要的快递员在送货途中停下来打一通冗长的私人电话”，导致所有后续的包裹都堆积起来。这个形象的比喻，比任何教科书上的定义都更能让人牢牢记住这个关键的编程禁忌。此外，书中对不同类型定时器的应用场景分析得非常透彻，比如，什么时候该用普通定时器，什么时候必须依赖系统节拍器，以及如何避免定时器溢出造成的“抖动”。这种对细节的关注，体现了作者深厚的实践经验。我甚至发现，书中的一些代码片段似乎是直接从某个真实运行的产品中抽象出来的，充满了那种经过无数次实战检验的“黄金法则”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴实，散发着一种老派的工匠精神，那种没有太多花哨装饰，直奔主题的气息。我最初翻开它的时候，是带着一种寻找“秘籍”的心态的。毕竟，现在市面上的电子设计书籍，要么过度理论化到让人望而却步，要么又过于浅尝辄止，只教皮毛。我希望能找到一本能真正把理论和实践捏合起来的工具书。这本书的章节编排很有条理，从基础的单片机架构讲起，循序渐进地过渡到外设驱动，再到实际的应用案例。我尤其欣赏它在讲解复杂概念时所采用的类比方式，比如将寄存器比作房间的抽屉，将中断比作紧急电话，这种接地气的描述一下子拉近了与读者的距离。尽管内容详实，但作者似乎并不满足于罗列枯燥的参数，而是努力在字里行间传达一种“动手去做”的激情。我注意到，书中很多例程的注释都写得非常详尽，甚至连一些细微的逻辑判断和时序要求都没有放过，这对于初学者来说简直是救命稻草，避免了无数次在调试板上抓耳挠腮的窘境。它给我的感觉是，作者不是在“教”你知识，而是在“带”你进入一个实际解决问题的过程，这才是真正的工程思维的培养。这本书的排版也比较舒服，图文混排的比例拿捏得恰到好处，既保证了视觉的放松，又不牺牲信息的密度。

评分☆☆☆☆☆

对我这个已经有一些电子基础，但想深入理解微控制器底层运作机制的读者来说，这本书的价值在于它成功地架起了一座从高级语言抽象到硬件寄存器操作的桥梁。我一直对“为什么”这个问题感到好奇，而不是仅仅满足于“怎么做”。例如，在介绍I/O端口配置时，它没有仅仅停留在设置“高/低电平”的简单指令上，而是深入剖析了寄存器中方向位、推挽/开漏配置位的底层含义，以及它们对驱动能力和上拉/下拉电阻选择的影响。这种“刨根问底”式的讲解，让我对硬件的物理特性有了更深刻的理解。它迫使我必须去查看对应芯片的数据手册，并将书中的逻辑与手册中的位域图进行对照，从而形成了一个完整的学习闭环。这本书不是那种“你只要复制粘贴我的代码就能运行”的书籍，它更像是一位严厉但公正的导师，要求你理解每一行代码背后的电平变化和时钟周期消耗。正是这种对底层逻辑的坚持，使得这本书经久不衰，因为它传授的知识是跨越具体芯片型号限制的通用能力。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，我就预感这可能不是那种能让你一夜之间成为“嵌入式大神”的速成宝典，它更像是一部需要耐心和时间去消化的专业参考手册。我特别关注了书中关于数据采集和信号处理的部分，因为这正是我目前工作和学习中遇到的瓶颈。坦白说，我对书中关于模数转换器（ADC）的讲解印象最为深刻。它没有停留在标准库函数的使用上，而是深入挖掘了采样定理、量化误差以及如何通过软件算法来优化信噪比的细节。很多教科书在这一块往往一笔带过，只给出最理想化的模型，但这本就残酷地展示了真实世界中噪声和漂移的干扰。作者在案例中展示了如何针对特定的工控环境（比如强电磁干扰区）来调整采样窗口和滤波参数，这对于我们这些在实际产品线上摸爬滚打的人来说，价值简直是不可估量的。翻阅过程中，我发现书中的电路图绘制得非常清晰，元件选型也都是目前市场上容易获取的主流型号，这大大降低了复现实验的门槛。总的来说，它不是一本用来快速“炫技”的书，而是用来“磨砺”你基本功的硬核教材，每一页的知识点都沉甸甸的，需要你投入思考才能真正吸收。

评分☆☆☆☆☆

我是一个比较偏爱从项目角度切入学习电子技术的人，所以我会重点考察一本书在系统集成和项目管理方面的体现。这本书在这方面做得相当出色，它提供了一套完整的、从概念到成品（哪怕是样机级别）的流程指导。我注意到，书中有一个关于“智能温控系统”的综合项目，它不仅包含了硬件选型、PCB布局的建议（虽然是概念性的，但很有启发性），更重要的是，它花了大量的篇幅来讨论软件架构和状态机的设计。这一点我非常赞赏，因为很多初级书籍只关注单点功能实现，却忽略了系统作为一个整体如何稳定、可靠地运行。书中关于看门狗（Watchdog Timer）的配置和软件复位策略的讨论，非常细致入微，直接点出了在嵌入式系统中，系统的“健壮性”远比“功能完备性”更重要。阅读完这部分内容，我感觉自己对构建一个真正可以“拿出去用”的产品，而不是一个只能在面包板上跑Demo的玩具，有了更清晰的认识。它教会我如何预见潜在的失败点，并提前设计应对方案，这是一种从“编码员”向“系统架构师”转变的关键一步。