单片机典型模块设计实例导航 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:求是科技

出品人:

页数:432

译者:

出版时间:2008-7

价格:45.00元

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isbn号码:9787115181497

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• 计算机
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• 开发经验之谈
• 单片机编程
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《单片机经典项目实践指南》 内容提要 本书旨在为单片机应用开发者、电子工程专业的学生以及对嵌入式系统感兴趣的爱好者提供一套全面、实用的项目实践教程。本书聚焦于单片机在实际工程中的应用，通过一系列经典且具有代表性的项目案例，系统地讲解从硬件选型、软件开发到系统调试的完整流程。我们选取了市面上主流的8位和32位单片机平台，内容涵盖了基础的I/O控制、中断处理、定时器/计数器应用，到更高级的通信协议（如UART、SPI、I2C）、传感器数据采集以及人机交互界面的设计与实现。 本书的结构设计强调理论与实践的紧密结合。每一章都围绕一个具体应用案例展开，首先剖析该应用的工作原理和设计思路，随后深入介绍所涉及的硬件电路设计要点，最后详细阐述配套的软件编程技巧，并提供完整的可运行代码示例。 章节概览 第一部分：基础模块构建与核心技术 第一章：单片机基础系统搭建与入门实践 本章从最基础的单片机最小系统搭建开始，讲解了晶振电路、复位电路、电源管理等关键部分的原理与设计。通过一个简单的“点亮LED流水灯”实例，让读者快速掌握程序的下载与运行流程。在此基础上，深入探讨了通用I/O口的操作模式（输入/输出、上拉/下拉配置）及其在按键输入检测中的应用，重点解析了软件消抖与硬件消抖的设计方法。 第二章：中断系统与高效事件处理 中断是嵌入式系统实现实时响应的关键技术。本章详细介绍了单片机中断系统的结构，包括外部中断、定时器中断和串口中断的配置与优先级管理。通过一个基于定时器中断的高精度方波发生器项目，阐述如何利用中断实现非阻塞式的多任务调度雏形。同时，针对按键输入，重点讲解了外部中断的应用，如何实现“按键中断实时响应”而无需轮询查询，并讨论了中断服务程序（ISR）的书写规范和陷阱规避。 第三章：定时器/计数器的高级应用 定时器和计数器是单片机实现精确延时、波形生成和事件计数的“瑞士军刀”。本章从基础的定时器工作模式入手，逐步深入到脉冲宽度调制（PWM）的应用。通过一个实际的“直流电机速度控制系统”案例，详细讲解了如何配置定时器以生成特定占空比的PWM信号，并结合PID控制理论的简化模型，展示了如何利用软件算法对电机进行闭环调速。此外，本章还涉及如何利用计数器模式实现对外部脉冲信号的精确计数。 第二部分：通信协议与数据交互 第四章：串行通信（UART）在数据透传中的应用 UART是单片机与PC、其他设备进行异步串行通信的基石。本章全面解析了UART的波特率计算、数据帧格式、奇偶校验的原理。通过一个“单片机与PC上位机的数据实时交互系统”，演示了如何利用串口助手进行数据的发送与接收，并实现了基本的错误校验机制。重点讨论了接收缓冲区的设计与溢出处理。 第五章：同步串行总线（SPI）的原理与高速数据传输 SPI以其全双工、高速的特性，成为连接高速外设（如存储器、显示屏）的首选。本章深入剖析了SPI的四种工作模式（CPOL/CPHA组合），主从模式的选择与切换。通过一个“SPI接口的SD卡数据读写模块”项目，详细演示了SPI时序图的捕获与软件模拟，以及如何正确地初始化和操作外部SPI设备。 第六章：多主机多从设备总线（I2C）的应用与总线仲裁 I2C作为两线制的通信协议，广泛应用于连接低速传感器和EEPROM等设备。本章详细解释了I2C的起始/停止条件、地址寻址（7位和10位）、读写操作的时序。通过“I2C接口的温湿度传感器（如DHT11/22）数据采集系统”案例，讲解了如何处理I2C通信中的应答（ACK/NACK）机制，以及在多设备挂载时如何避免总线冲突。 第三部分：人机交互与传感器集成 第七章：数字与字符显示技术 良好的用户界面是嵌入式系统的关键组成部分。本章涵盖了两种主流的显示技术：LED数码管的静态/动态驱动原理，以及LCD字符型显示屏（如1602）的控制方法。通过一个“多功能信息显示面板”项目，详细演示了动态扫描技术如何节省I/O口资源，并讲解了字符缓存的设置与汉字/ASCII字符的显示技巧。 第八章：模拟信号采集与转换（ADC） 单片机与真实世界的交互往往涉及模拟信号。本章聚焦于内部集成ADC的使用，包括采样定理的基本概念、参考电压的选择、通道的扫描配置。通过一个“环境光照强度监测与LED亮度调节系统”，展示了如何利用ADC采集光敏电阻的电压信号，并结合PWM技术实现光照强度的可视化反馈。 第九章：传感器接口与数据预处理 本章将前几章的通信技术应用于实际的传感器接口。除了I2C接口的温湿度传感器，我们还探讨了其他常见传感器的接口方式，如基于UART的GPS模块数据解析，以及如何对采集到的原始数据进行滤波（如滑动平均滤波、卡尔曼滤波的初步应用）和标定，以提高系统的准确性和稳定性。 本书特色 案例驱动，注重实操： 所有理论讲解均围绕实际可操作的项目展开，便于读者理解和复制。 软硬件结合深入： 既讲解了电路图的分析与设计，也详细介绍了寄存器级编程和库函数调用的技巧。 平台兼容性考虑： 案例代码在主流的STC、AVR以及部分Cortex-M系列单片机上均具有参考价值，核心思想通用。 调试技巧分享： 包含了大量的实际工程中遇到的问题排查方法，如示波器抓波形、逻辑分析仪的使用入门等。 本书是您从理论走向实际应用，构建可靠嵌入式系统的理想导航书。

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说实话，我原本对这类主题的书籍抱有保守的期望，因为市面上很多同类作品往往是简单地将Datasheet的内容重新组织一遍。然而，这本书完全颠覆了我的固有印象。它的重点似乎放在了“设计决策背后的权衡艺术”上。比如，在选择定时器模式和中断优先级时，作者详细对比了不同选择在资源占用、响应速度和代码复杂度上的优劣，并给出了明确的推荐场景。这种深入的剖析，对于提升一个工程师的“工程直觉”至关重要。书中对软件架构的讨论也十分精彩，特别是对状态机的建模和实现，提供了几种不同复杂度的范例，这使得无论初学者还是资深开发者都能从中找到适合自己的切入点。这本书的知识密度非常高，但得益于清晰的逻辑结构和恰当的图示辅助，阅读体验依然保持在非常流畅的水平，不会让人感到窒息。

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对于一个长期在嵌入式领域摸爬滚打的人来说，找到一本真正能够带来“顿悟”的书籍是相当困难的。这本书成功地做到了这一点，它不炫技，但处处体现着深厚的功底。我特别想提一下书中关于故障诊断和可测试性设计的章节，这往往是初级设计中容易被忽略的环节。作者通过增加必要的诊断端口和日志机制，展示了如何将一个“黑盒”设计转化为一个易于维护的“白盒”系统。这种前瞻性的思维，是区分普通实现者和优秀系统架构师的关键所在。书中的案例不仅展示了如何“做”，更重要的是展示了如何“做好”和“易于维护”。阅读完后，我感觉自己对整个嵌入式系统的生命周期管理都有了更全面、更负责任的认知。这本书的价值，在于它塑造的是一种严谨、务实、面向未来的工程思维模式，而非仅仅是零散的技术点集合。

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我花费了相当长的时间来研读这本技术读物，发现它在架构设计层面的阐述尤为深刻。这本书并没有仅仅停留在“如何实现某个功能”的层面，而是深入探讨了“为什么这样设计是最佳实践”。作者在描述系统模块化和接口定义时，展现出了极高的专业素养，很多看似简单的模块，其内部的耦合度控制和错误处理机制都经过了精心的权衡。我特别关注了书中关于低功耗设计的部分，那几章的内容简直是宝藏。作者没有使用那种空泛的口号式描述，而是列举了不同睡眠模式下寄存器的具体配置序列，以及如何通过软件手段来最小化不必要的唤醒事件，这些都是我在以往阅读的资料中难以找到的细致指导。对于那些已经有一定基础，希望将自己的产品推向商业化、追求极致性能和可靠性的开发者来说，这本书提供的设计哲学和经验总结是无价之宝。它让我重新审视了自己过去的一些设计习惯，并在后续的项目中进行了显著的优化，带来的性能提升是立竿见影的。

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最近购入的这本关于嵌入式系统设计的书籍，虽然书名听起来像是专注于某一特定类型的微控制器，但它实际涵盖的内容广度和深度都远远超出了我的预期。这本书并没有过多纠缠于晦涩难懂的底层硬件细节，而是非常务实地将理论知识与实际应用紧密结合。特别是其中关于数据采集和信号处理的章节，作者用清晰的流程图和详尽的代码示例，为我们这些希望快速将设计投入实践的工程师提供了一份极佳的“工具箱”。我特别欣赏作者在讲解复杂算法时所采用的类比方式，比如将PID控制比作驾驶中的精确修正，这使得即便是初次接触这些概念的读者也能迅速把握其精髓。此外，书中的项目案例都选取得非常贴合当前工业界的需求，比如智能家居中的环境监测模块，这无疑大大提升了这本书的实用价值。总的来说，它不是一本纯粹的教科书，更像是一位经验丰富的工程师手把手的带教，让人在阅读过程中感到非常受用，也激发了许多新的设计灵感。这本书的排版和插图设计也相当用心，使得长篇的文字阅读起来也不会感到枯燥乏味，这一点对于技术书籍来说非常重要。

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这本书的叙事风格非常具有启发性，它更像是一系列精心策划的技术沙龙记录，而不是冰冷的技术文档。作者在介绍每一个设计实例时，都会先描绘一个实际面临的工程挑战，然后逐步引导读者剖析问题的各个维度，最后提出解决方案。这种“问题导向”的学习路径极大地增强了读者的代入感和解决问题的能力。我尤其喜欢其中关于通信协议栈简化的讨论，在资源受限的环境下如何用最少的代码实现可靠的数据交换，作者给出的那套裁剪方案非常巧妙，既保证了效率，又避免了过度工程化带来的负担。虽然书中涉及的硬件平台具有一定的通用性，但其所传授的设计思想是完全可以迁移到其他体系架构上的，这是这本书超越普通应用指南的价值所在。此外，书中对开发工具链的使用技巧也有不少介绍，那些提高编译速度和调试效率的小窍门，对于日常工作效率的提升有着不可忽视的作用。

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很好的设计指导。

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