具体描述
本书是高职高专计算机系列教材之一。由于以前出版的《单片机原理及应用》（第2版）内容较为陈旧，本书根据近5年来单片机的发展，在保持原教材结构特点的基础上，更新了内容，以80C51系列新型单片机和技术取代MCS-51系列，同时增加了SPI和I2C串行总线接口的扩展方法以及目前比较流行的应用实例，成为一本新编教材。
本书以80C51系列中的89系列单片机为例介绍单片机的硬件结构、工作原理、指令系统、汇编语言程序设计、接口技术、中断系统及单片机应用等内容。在各章中对关键性内容都结合实例予以说明，同时还安排了大量思考题和习题，以利于读者对所述内容的理解、掌握、巩固和应用。
本书的特点是深入浅出、阐述清晰、编排合理、例题丰富，适于自学。
本书既可作为高职、高专和非计算机专业的本科院校单片机课程教材，也可作为科技人员学习开发单片机的参考书。
好的，下面为您呈现一份关于《单片机原理及应用》之外的图书简介，旨在详细介绍其他技术领域的书籍内容，确保内容充实、自然流畅，不包含任何关于“单片机原理及应用”的相关信息。 --- 图书名称：《现代嵌入式系统设计与实践：基于ARM Cortex-M系列微控制器》 图书简介 本书深入剖析了当代嵌入式系统设计的核心技术与前沿趋势，专注于当前工业界和消费电子领域广泛应用的ARM Cortex-M系列微控制器。全书内容架构严谨，从基础理论到高级应用，旨在为读者构建一个全面、实用的嵌入式系统开发知识体系。 第一部分：嵌入式系统基础与Cortex-M架构解析 本部分是理解现代嵌入式系统的基石。首先，我们对嵌入式系统进行了宏观的界定，阐述了其在物联网（IoT）、工业控制、汽车电子等领域的核心作用与发展脉络。随后，我们详细介绍了ARM Cortex-M内核的微架构，包括M3、M4以及M7的核心特性。重点解析了流水线机制、中断向量表（NVIC）、特权等级（Privilege Levels）以及存储映射单元（MPU/MMU）的配置与管理。 章节内容涵盖了指令集（Thumb-2）的特点，分析了如何通过编译器优化代码，以实现更高的执行效率和更小的代码体积。此外，我们还探讨了各种低功耗模式（如Sleep, Deep Sleep）的实现原理，以及如何根据应用场景选择合适的功耗策略，这对于电池供电的便携式设备至关重要。 第二部分：底层驱动与硬件交互编程 驱动层面的开发是嵌入式系统稳定运行的关键。本部分将重点放在如何高效地操作片上外设。我们将系统地讲解时钟管理、复位机制的初始化流程。 在GPIO（通用输入输出）章节中，我们不仅介绍基本的输入输出配置，更深入探讨了其高级功能，如图形刷新引脚的配置、可编程上拉/下拉电阻的设置，以及如何实现去抖动算法。 定时器模块是嵌入式开发中的“瑞士军刀”，我们将详细介绍不同工作模式下的应用，如脉冲宽度调制（PWM）在电机控制中的精确实现、输入捕获用于测量外部信号的频率与占空比，以及如何利用系统定时器实现精确的周期性任务调度。 对于ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器），本书提供了丰富的实践指导，包括采样率的确定、多通道扫描模式的配置、以及DMA（直接内存访问）在数据传输中的优化应用，确保数据采集的实时性和完整性。 通信接口是嵌入式系统互联的桥梁。我们详尽解析了UART（通用异步收发传输）、SPI（串行外设接口）和I2C（集成电路间总线）的协议细节与寄存器级操作。特别针对SPI和I2C，本书通过实际案例展示了如何实现主从模式的切换、数据冲突的仲裁，以及如何在多设备总线上进行地址识别和数据帧的构建。 第三部分：实时操作系统（RTOS）与任务管理 在复杂的嵌入式应用中，裸机编程难以管理并发任务和资源竞争。本部分引入了实时操作系统（RTOS）的概念，选择FreeRTOS作为主要的教学案例。 我们详细讲解了RTOS的核心机制：任务的创建、就绪、阻塞与删除的生命周期管理。重点在于任务优先级分配的原则（如静态优先级与动态优先级），以及如何避免优先级反转问题。 信号量（Semaphore）和互斥锁（Mutex）是实现资源互斥访问的关键工具。本书通过大量代码示例，清晰区分了二值信号量、计数信号量和互斥锁的使用场景，强调了死锁的预防和检测。事件标志组（Event Groups）和消息队列（Message Queues）则被用于实现任务间的异步通信和数据缓冲，确保系统调度的确定性和高效性。 第四部分：高级应用与系统调试 本部分面向实际工程挑战，探讨了系统集成与性能优化。 内存管理与堆栈分析： 深入探讨了嵌入式系统中的内存布局（Flash, SRAM, 外部存储），分析了栈溢出、堆碎片化等常见问题。我们介绍如何使用链接脚本（Linker Script）精确控制程序段的加载位置，并教授使用调试工具进行堆栈实时监测。 调试技术与故障排除： 调试是嵌入式开发不可或缺的一环。本书系统介绍了硬件调试工具（如J-Link, ST-Link）的使用，重点讲解了断点设置、寄存器观察、内存查看、以及硬件/软件单步执行。对于复杂的系统级错误，我们提供了JTAG/SWD接口的协同工作流程，以及如何利用示波器和逻辑分析仪进行外设时序验证。 网络连接与协议栈： 针对现代IoT需求，本部分介绍了TCP/IP协议栈的移植与应用。我们详细分析了LwIP协议栈的初始化过程，并提供了MQTT、HTTP等应用层协议在嵌入式平台上的实现范例，展示了如何构建一个可靠的云端数据上传模块。 总结与展望 《现代嵌入式系统设计与实践》旨在培养读者从零开始构建、调试和优化复杂嵌入式应用的能力。本书的特点在于理论与实践的紧密结合，所有代码示例均可在主流ARM开发板上编译运行。通过对Cortex-M系列微控制器的透彻理解，读者将能够迅速适应新的硬件平台，并应对未来嵌入式领域不断涌现的新挑战。 ---
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