单片微机原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业

作者:丁元杰 编

出品人:

页数:318

译者:

出版时间:2004-2

价格:26.00元

装帧:

isbn号码:9787111042204

丛书系列:

图书标签:

• 电路
• 电气工程
• 理工&科普
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• 单片机
• 微机原理
• 汇编语言
• 电子技术
• 嵌入式系统
• 数字电路
• 8051
• STC
• 应用开发
• 实践教程

《嵌入式系统设计与实践》 内容简介： 本书深入探讨了嵌入式系统的核心概念、设计流程与实际应用。它不仅仅是一本关于硬件接口和软件编程的工具书，更是一本引导读者全面理解现代嵌入式系统复杂性与工程实践的指南。全书结构严谨，内容覆盖面广，旨在培养读者从系统需求分析到最终产品实现的全方位能力。 第一部分：嵌入式系统基础与架构 本部分奠定了嵌入式系统理解的基石。首先，我们剖析了嵌入式系统的基本定义、特点及其在现代科技中的广泛应用领域，如物联网（IoT）、消费电子、工业控制和汽车电子。随后，重点介绍了嵌入式处理器的演进历程，从早期的微控制器（MCU）到高性能的应用处理器（MPU），详细阐述了精简指令集计算（RISC）和复杂指令集计算（CISC）架构的优缺点及其在不同应用场景下的权衡。 我们对冯·诺依曼结构和哈佛结构进行了深入对比分析，并结合实际芯片手册，解析了CPU、存储器（RAM、ROM、Flash）和各类外设模块的内部组织方式。特别强调了片上系统（SoC）的设计理念，包括系统级集成度对功耗、成本和实时性的影响。 存储器技术与管理： 详细介绍了SRAM、DRAM、NOR/NAND Flash的读写时序、擦写特性及寿命限制。在此基础上，讲解了内存管理单元（MMU）和内存保护单元（MPU）的功能，以及操作系统（如Linux内核）如何有效地管理物理和虚拟地址空间，确保系统的稳定性和安全性。 时钟与复位电路设计： 探讨了晶振电路的选择、PLL（锁相环）的工作原理及其在系统时钟生成中的作用。复位电路的设计，包括上电复位（POR）和看门狗复位，是保证系统可靠启动和运行的关键，本书对此进行了详尽的电路分析和设计规范讲解。 第二部分：处理器接口与底层驱动开发 本部分聚焦于处理器与外部世界的连接机制，这是嵌入式系统实现功能的基础。我们将硬件接口协议分为串行通信和并行通信两大类进行系统阐述。 串行通信接口深度解析： 详细讲解了UART/USART、SPI、I2C等常用异步和同步通信协议的电气特性、时序图和寄存器配置。对于更高速的通信，如CAN（用于车联网和工业控制）和USB（通用串行总线）的设计规范、主机/设备角色转换及端点管理进行了全面覆盖。此外，还引入了以太网MAC接口的原理及其与TCP/IP协议栈的集成方式。 并行与高速接口： 重点剖析了GPIO（通用输入/输出）端口的高级配置，包括推挽/开漏输出、上下拉电阻的选择，以及中断控制器（NVIC/VIC）的编程模型。对于数据采集系统，我们深入讲解了ADC/DAC（模数/数模转换器）的采样定理、量化误差分析以及流水线设计对转换速度的影响。PWM（脉冲宽度调制）的生成与反馈控制应用也是本章的重点。 中断与实时性控制： 中断处理是嵌入式系统实现实时响应的核心。本书详细阐述了中断的产生、向量表查找、上下文保护与恢复过程。我们对比了轮询、中断驱动和DMA（直接内存访问）三种数据传输模式的效率差异，并深入解析了DMA控制器的配置，如何解放CPU，实现高效的数据吞吐。 第三部分：实时操作系统（RTOS）原理与应用 理解和使用RTOS是构建复杂嵌入式应用的关键。本书以主流的RTOS内核为例，系统地介绍了其核心机制。 RTOS内核机制： 讲解了任务（Task）的生命周期管理、上下文切换的原理及优化、以及多种调度算法（如固定优先级、轮转、最短剩余时间优先等）的实现细节。 进程间通信（IPC）： 详细阐述了信号量、互斥锁（Mutex）、消息队列、事件标志组和邮箱等IPC机制，并重点分析了死锁的产生条件、检测与避免策略，确保多任务环境下的数据一致性和系统稳定性。 内存管理与时间服务： 剖析了RTOS如何管理其私有堆内存，以及如何应对内存碎片化问题。实时计数器、软件定时器和系统节拍的实现，是保证系统时间精度的关键技术点。 第四部分：嵌入式软件开发实践与调试 本部分关注从代码到硬件的转化过程，强调工程实践和调试技巧。 启动代码与链接脚本： 详细解析了嵌入式程序从加电到进入C语言`main()`函数之前的执行流程，包括初始化堆栈、清除BSS段、复制数据段等步骤。同时，教授读者如何编写和修改链接脚本（Linker Script），以精确控制代码和数据在目标硬件存储器中的布局。 设备驱动程序（Device Driver）开发： 阐述了驱动程序的设计模式，如何将硬件寄存器操作抽象为一套标准化的API接口。针对裸机环境和OS环境下驱动的差异进行了对比，特别是Linux内核驱动框架（如字符设备、块设备驱动模型）的结构和核心函数调用。 调试与验证技术： 涵盖了JTAG/SWD调试接口的使用，如断点设置、单步执行、寄存器查看和内存观察。此外，还介绍了逻辑分析仪和示波器在底层硬件问题排查中的应用，以及软件仿真、硬件在环（HIL）测试的重要性。 第五部分：系统级优化与功耗管理 针对资源受限的嵌入式系统，优化是不可或缺的一环。 性能优化策略： 探讨了代码层面的优化，如循环展开、指令重排、缓存友好的编程技巧。在系统层面，通过分析和调整中断延迟、减少上下文切换开销来提升实时响应速度。 功耗管理技术： 详细介绍了MCU/MPU中的各种低功耗模式（如睡眠、深度睡眠），以及如何通过动态时钟门控、电压调节（DVFS）和外设时钟使能/禁用策略来实现系统级功耗优化。介绍了在电池供电系统中进行功耗预算和实时功耗监测的方法。 本书案例丰富，图文并茂，旨在提供一套完整、实用的嵌入式系统工程方法论，使读者能够独立完成复杂、可靠的嵌入式产品的软硬件协同设计与开发工作。

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作为一名在校学生，我一直在寻找一本能够真正帮助我理解微机原理的书籍，而《单片机微机原理及应用》无疑是我的理想选择。这本书的结构非常清晰，循序渐进，从最基础的概念讲起，一直深入到高级的应用。我认为它最突出的优点在于，它能够将理论知识与实践操作完美地结合起来。书中不仅仅罗列了大量的公式和定义，更重要的是，它会通过大量的实例来阐述这些理论是如何在实际应用中发挥作用的。我喜欢书中关于中断、定时器、计数器等核心功能的讲解，这些都是单片机能够实现复杂功能的关键。作者用了很多实际的硬件连接图和清晰的代码示例，让我能够轻松地将书本上的知识转化为实际的操作。尤其让我印象深刻的是，书中关于外部设备接口设计的讲解，它不仅介绍了通用的接口标准，还详细分析了不同类型外设的连接方式和驱动程序编写。这对于我将来进行课程设计和毕业设计提供了非常宝贵的指导。而且，这本书的语言风格也很严谨，但又不失易读性，不会让初学者望而却步。

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这本书的内容远超我最初的期待！我一直对电子设备内部的“大脑”感到好奇，而《单片微机原理及应用》就好像为我打开了一扇通往这个神奇世界的大门。它不仅仅是简单地介绍单片机的概念，而是循序渐进地，用一种非常易懂的方式，将复杂的硬件知识和编程逻辑呈现在我面前。从最基础的晶体管、逻辑门开始，到CPU的架构、存储器的工作原理，再到输入输出接口的控制，每一个环节都讲解得细致入微。我尤其喜欢书中对于各个章节后面配套的实验案例的描述，它们都非常贴近实际应用，让我能够亲手搭建电路，编写代码，验证理论知识。比如，书中关于LED闪烁的例子，虽然简单，但却让我第一次体会到“控制”的乐趣，从理论到实践的这种衔接，是很多技术书籍难以做到的。而且，它不仅仅停留在理论层面，书中还花了大量篇幅介绍了一些常见的单片机型号，比如STC系列，以及它们在实际项目中的应用，这让我看到了学以致用的可能性。书中的图示和代码示例也非常清晰，我这种初学者也能很快理解。总体来说，这是一本非常扎实、实用，并且极富启蒙意义的书籍，它为我后续深入学习嵌入式开发打下了坚实的基础。

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我是一名业余爱好者，一直对DIY电子项目充满热情，而《单片微机原理及应用》这本书，就像是为我量身定做的。它以一种非常贴近实践的方式，介绍了单片机的核心技术。书中的内容非常实用，我不再需要去翻阅大量的技术文档来寻找一个简单的解决方案。从基础的端口控制，到复杂的数据采集和通信，这本书几乎涵盖了我所有可能遇到的问题。我尤其喜欢书中对于不同应用场景的分析，比如如何利用单片机实现智能家居的控制，如何设计一个简单的自动化生产线。这些案例让我看到了单片机技术的巨大潜力和广阔前景。而且，书中还分享了一些优化代码和提高系统稳定性的技巧，这对于我这种追求完美主义的学习者来说，是非常有价值的。这本书的语言风格也比较轻松，不像有些技术书籍那样生硬，读起来不会觉得枯燥。我真的觉得，这本书能够帮助像我一样的爱好者，将脑海中的创意转化为现实中的产品。

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这本书的深度和广度都令人惊叹，它不仅仅是一本关于单片机原理的书，更像是一本关于微控制器系统开发的百科全书。《单片机微机原理及应用》在讲解基本原理的同时，也深入探讨了如何将这些原理应用于实际工程中。我特别欣赏书中对于各种外设模块的详细解析，例如ADC、DAC、SPI、I2C等，这些都是构建复杂嵌入式系统的关键组成部分。作者不仅解释了它们的工作原理，还给出了如何进行硬件连接和软件配置的详细步骤，这对于我这样需要快速上手项目的开发者来说，非常有帮助。书中还涉及了一些关于操作系统和实时系统的概念，虽然只是初步介绍，但已经为我打开了了解更高级技术的窗口。而且，我注意到书中在讨论某些技术问题时，会引入一些行业内的最佳实践和设计模式，这让我能够学习到更加成熟和可靠的开发方法。总的来说，这是一本内容丰富、逻辑严谨、实操性强的著作，无论是初学者还是有一定经验的开发者，都能从中获益匪浅。

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我抱着尝试的心态翻开了《单片机微机原理及应用》，结果发现这是一本让我“停不下来”的书！它的叙述方式非常独特，不像一些教科书那样枯燥乏味，而是充满了故事性和场景感。作者仿佛是一位经验丰富的工程师，在娓娓道来他多年来的工作心得和技术积累。他会用生动的比喻来解释那些抽象的概念，比如将CPU比作大脑，将存储器比作记忆，将总线比作信息高速公路。这种形象化的讲解方式，让我这个对电子技术涉猎不深的人也能轻松理解。书中对于硬件结构和指令系统的讲解，细致到了每一个时序和信号的状态，这对于真正理解单片机的工作流程至关重要。我特别赞赏的是，书中并没有回避那些容易出错的细节，反而会详细分析可能出现的问题，并给出相应的调试技巧。这对于我这种容易“卡壳”的学习者来说，简直是福音。而且，书中的案例分析也非常精彩，从简单的交通灯控制到复杂的电机调速，每一个项目都包含了详细的设计思路、电路图和源代码，让我能够一步步跟着学习，获得成就感。我甚至觉得，这本书不仅仅是关于单片机的，它还蕴含着一种严谨的工程思维和解决问题的能力。

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看的一头雾水，感觉要换一本教材了

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