51系列单片机丛书 AT89S51 单片机原理、开发与应用实例

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页数:280
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出版时间:2008-7
价格:29.80元
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isbn号码:9787508372389
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  • 单片机
  • 单片机
  • AT89S51
  • 嵌入式系统
  • 原理与应用
  • 开发实例
  • 电子工程
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具体描述

《51系列单片机丛书•AT89S51:单片机原理、开发与应用实例》以目前中、小规模单片机应用系统普遍采用的AT89S51单片机为对象,系统地介绍了AT89S51的内部结构、开发环境、指令系统、汇编语言程序设计、中断与定时,计数器、串行口、显示与键盘接口、A/D与D/A转换接口、系统扩展、单片机应用系统的开发、实例应用以及单片机C语言编程等内容。

《51系列单片机丛书•AT89S51:单片机原理、开发与应用实例》以系统设计为主线,深入浅出、实例丰富,注重先进性、科学性和实用性,紧扣重点,由易到难。结合国外教材的特点,精选实例,做到“学一点、用一点、巩固一点”,把小粒度的众多知识点融化在应用实例中,力求言简意赅、易教、易学。

现代嵌入式系统设计与实践:基于STM32微控制器的高级应用 本书简介 随着信息技术的飞速发展,嵌入式系统已成为电子工程领域的核心驱动力。本书《现代嵌入式系统设计与实践:基于STM32微控制器的高级应用》旨在为电子工程、自动化、计算机科学及相关专业的学生、工程师和技术爱好者提供一套全面、深入且高度实用的STM32微控制器应用开发指南。它侧重于当前工业界广泛采用的、性能卓越的Cortex-M系列内核芯片,特别是STMicroelectronics(意法半导体)的STM32系列,以区别于传统的MCS-51架构,带领读者进入更广阔、更高效的32位微控制器世界。 本书内容架构清晰,理论与实践紧密结合,力求在介绍基础知识的同时,深入探讨高级应用技巧和现代设计方法论。全书共分为五大部分,二十个章节,旨在构建一个从硬件选型、底层驱动到复杂算法实现的完整技术栈。 --- 第一部分:32位微控制器基础与STM32生态概览 本部分首先为读者建立坚实的32位微控制器认知基础,并详细介绍STM32生态的独特优势。 第一章:从8位到32位:嵌入式系统演进的必然 本章对比了8位(如8051系列)和32位微控制器在架构、指令集效率、性能瓶颈和存储器管理上的根本差异。重点阐述了Cortex-M内核(M0/M3/M4/M7)的特点,包括流水线深度、寄存器数量、中断响应机制(NVIC),以及32位数据处理带来的速度提升。 第二章:STM32微控制器系列概览与选型策略 详细介绍了STM32F0、F1、F3、F4、L4等主流系列的特性对比,包括时钟速度、片上资源(SRAM/Flash大小)、外设集合和功耗等级。本章指导读者根据项目需求(如实时性、功耗敏感度、模拟精度)进行合理的芯片选型。 第三章:STM32开发环境的搭建与初始化 详述当前主流的开发工具链配置,包括IDE的选择(如Keil MDK, STM32CubeIDE),交叉编译器的安装与配置。重点介绍STM32CubeMX图形化配置工具的使用,包括时钟树的配置、引脚分配及初步的外设初始化代码生成流程,强调“配置先行”的现代开发范式。 --- 第二部分:核心外设驱动与底层编程深入 本部分聚焦于STM32最基础、最常用的硬件接口,并深入探讨其寄存器级操作和库函数(HAL/LL)的使用方法。 第四章:时钟系统与复位机制的精细控制 深入解析STM32的RCC(复位与时钟控制)模块。详细讲解HSE/HSI、PLL倍频锁相环的工作原理,以及如何实现高速与低功耗模式下的时钟切换。本章包含如何精确控制系统总线频率,以满足特定外设的时序要求。 第五章:GPIO:高性能I/O端口的配置与应用 超越简单的输入输出,本章讲解GPIO的高级特性,包括推挽/开漏输出配置、上下拉电阻、输入/输出速度的设置。重点演示如何配置复用功能(Alternate Function)以连接片上UART、SPI、I2C等通信接口。 第六章:中断与异常处理:NVIC的深度解析 详尽介绍嵌套向量中断控制器(NVIC)的结构。讲解中断优先级分组、抢占优先级与子优先级设置的原理,并演示如何通过中断向量表和中断服务程序(ISR)实现高效、低延迟的事件响应。 第七章:定时器/计数器的全面应用 系统介绍通用定时器、基本定时器、PWM高级定时器。不仅涵盖基于定时器的周期性中断,更着重于输入捕获在测量脉冲宽度、实现编码器接口中的应用,以及输出比较在电机控制中的实现。 --- 第三部分:高效数据通信与接口技术 本部分涵盖嵌入式系统中至关重要的串行通信协议栈,并引入现代高速总线概念。 第八章:UART/USART:异步串行通信的优化 讲解波特率的计算与设置,DMA(直接内存访问)在UART数据收发中的应用,以实现无需CPU干预的大量数据流处理,显著提高系统吞吐量。 第九章:SPI与I2C:片内和片外设备互联 详细对比SPI(全双工、高速)和I2C(半双工、多主多从)的协议细节。通过实际案例演示如何驱动外部EEPROM(I2C)和高速ADC(SPI)。特别强调时序控制的正确性。 第十章:CAN总线:车载与工业控制网络实践 针对需要可靠远距离通信的场景,深入解析Controller Area Network (CAN) 协议的基本帧结构、仲裁机制和错误检测。演示STM32的CAN模块配置与报文的发送/接收流程。 第十一章:USB设备与主机模式基础 介绍STM32内置的USB OTG FS/HS功能。本章侧重于如何利用标准库或CubeMX配置STM32作为CDC(虚拟串口)设备,实现与PC之间的高速数据交换。 --- 第四部分:模拟前端与嵌入式控制 本部分聚焦于STM32在信号采集和精确控制方面的应用,这是许多实时系统(如自动化、医疗设备)的核心要求。 第十二章:ADC:高精度模数转换的技术细节 深入探讨片上ADC的结构,包括采样时间、分辨率(12位/16位)、转换模式(单次/连续/扫描模式)。重点讲解DMA配合多通道扫描采集数据的方法,以及如何处理欠采样和过采样带来的精度影响。 第十三章:DAC与波形生成 介绍数模转换器(DAC)的原理及其在生成模拟信号中的应用。演示如何利用DAC结合定时器实现可编程的函数发生器,输出正弦波、三角波等标准波形。 第十四章:电机控制基础:基于F4/F7系列的PWM驱动 针对中高端应用,本章详细讲解如何使用高级定时器生成互补的PWM信号,以驱动三相无刷直流电机(BLDC)。涉及死区时间(Dead Time)的设置,确保功率器件的安全运行。 第十五章:高级中断与实时性保障 本章回归系统实时性。探讨如何使用SysTick定时器配合高优先级中断实现精确的任务调度框架,为后续的实时操作系统(RTOS)打下基础。 --- 第五部分:系统级软件架构与高级主题 本部分将开发提升到系统级维护和复杂软件架构的层面,引入RTOS和内存管理概念。 第十六章:内存管理与Flash存储操作 详细解析STM32的内部存储器映射(SRAM, Flash, CCM)。演示如何安全地进行Flash的读/写/擦除操作,以实现用户参数的非易失性存储和固件在线升级(OTA)的基础逻辑。 第十七章:引入FreeRTOS:实时操作系统的应用入门 系统介绍RTOS的基本概念(任务、调度器、队列、信号量、互斥锁)。本章指导读者如何在STM32CubeIDE环境中集成FreeRTOS,并创建多个并行运行的任务,解决复杂的并发问题。 第十八章:任务间通信与同步机制 深入探讨FreeRTOS中关键的IPC(进程间通信)机制:消息队列(Queue)用于数据传递,信号量(Semaphore)用于资源同步,互斥锁(Mutex)用于保护共享资源,避免竞态条件。 第十九章:功耗管理与低功耗模式(LPM) 针对电池供电和物联网设备,本章详述STM32的休眠(Sleep)、停止(Stop)和待机(Standby)模式。讲解如何通过精确控制外设时钟门控和唤醒源(如EXTI、RTC),实现超低功耗运行。 第二十章:调试技术与故障排除 介绍使用JTAG/SWD接口进行硬件调试的技巧,包括断点设置、变量观察、内存查看和逻辑分析仪辅助调试。强调代码覆盖率和单元测试在嵌入式软件质量保障中的重要性。 --- 本书特色 本书的开发平台主要基于主流的STM32F4系列,代码示例丰富,全部采用C语言编写,并提供大量的寄存器操作代码片段,辅以完善的HAL库应用实例,确保读者不仅知其然,更能知其所以然。所有实验均配备详细的电路连接图和软件配置流程,是一本面向实践的32位嵌入式系统工程师的必备参考书。

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我是一个喜欢钻研细节的人,在学习任何技术的时候,都希望能够彻底理解其背后的原理。对于《51系列单片机丛书 AT89S51 单片机原理、开发与应用实例》中的“原理”部分,我希望它能够做到深入且透彻。我希望能够看到对AT89S51微处理器核心的详细剖析,不仅仅是停留在指令集层面,而是能够理解指令的执行过程,包括取指、译码、执行、写回等各个阶段。我期望能够看到它如何与片内的RAM、ROM、SFR(特殊功能寄存器)进行交互,理解不同区域内存的用途和访问方式。对于I/O端口,我希望能够深入了解其内部的电气特性,例如是推挽输出还是开漏输出,它们分别适用于哪些场景,以及如何进行配置和优化。在讲解定时器/计数器时,我希望能够看到它在各种工作模式下的详细工作原理,不仅仅是讲解如何设置寄存器,更重要的是能够理解其内部的时钟源、计数方式以及溢出中断的产生机制。对于中断系统,我希望能够看到其中断向量表的结构,中断优先级是如何分配的,以及如何实现中断嵌套。如果书中能够提供一些关于AT89S51内部时序的详细分析,或者与其他硬件模块(如外部存储器)进行交互时的时序图,那将极大地帮助我理解其工作机制。

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坦白说,市面上关于单片机原理的书籍,很多都存在一个共同的问题:理论过于枯燥,公式推导过多,让初学者望而却步。我个人更倾向于那种能够将复杂的原理以一种直观、形象的方式呈现出来的书籍。因此,对于《51系列单片机丛书 AT89S51 单片机原理、开发与应用实例》中的“原理”部分,我有着非常高的期待。我希望它能够不仅仅停留在对AT89S51寄存器和指令集的罗列,而是能够深入剖析其内部的工作机制。例如,在讲解CPU的执行流程时,我希望能够看到它如何处理指令、如何进行寻址、如何与内存和外设进行交互。在讲解中断系统时,我希望能够看到它如何响应外部中断、内部中断,以及中断优先级和向量的设置。对于定时器/计数器,我希望能够看到它在不同工作模式下的具体表现,以及如何利用它们实现定时、计数、脉冲测量等功能。另外,对于I/O端口,我希望不仅仅是讲解其输入输出模式,还能深入到推挽输出、开漏输出的区别,以及它们在不同应用场景下的选择。此外,我非常看重书籍的图示化讲解能力。如果能够配有清晰的框图、流程图、时序图等,能够直观地展现单片机的内部结构和工作流程,那将大大降低学习的难度,也能帮助我更好地理解和记忆。我不希望看到过于简化的图,而是能够有足够的信息量,能够让我根据图来推断出相应的原理。

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我一直在寻找一本能够帮助我更深入地理解单片机“底层”运作的书籍,而不是仅仅停留在API调用的层面。《51系列单片机丛书 AT89S51 单片机原理、开发与应用实例》中的“原理”部分,是我重点关注的对象。我希望它能够帮助我理解AT89S51芯片是如何工作的,它的内部结构是怎样的,以及各种指令是如何被CPU执行的。我希望能够看到对AT89S51内部总线结构的介绍,理解数据如何在CPU、存储器和外设之间传输。对于特殊功能寄存器(SFR),我期望能够看到它们在内存地址空间中的具体位置,以及每个寄存器的具体功能和位定义,并且能够理解它们是如何影响单片机工作状态的。例如,P0、P1、P2、P3端口的读写操作,以及它们在不同模式下的行为差异。对于时钟电路,我希望能看到它如何产生时钟信号,以及如何通过设置寄存器来控制时钟频率。在讲解定时器/计数器时,我希望能够看到它内部计数器的位宽,以及溢出标志位的产生机制。对于中断系统,我希望能够看到中断向量表是如何形成的,以及中断响应的具体流程。我希望书中能够提供一些关于AT89S51的内部时序图,能够清晰地展现数据传输、指令执行等过程中的时间关系。

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在接触电子技术领域一段时间后,我越来越体会到“实际应用”的重要性。理论知识固然是基础,但如果脱离了实际的应用场景,这些知识就如同空中楼阁,缺乏生命力。因此,当看到《51系列单片机丛书 AT89S51 单片机原理、开发与应用实例》中包含“应用实例”这个部分时,我便对其产生了浓厚的兴趣。我希望这本书的“应用实例”并非那种停留在“点亮一个LED”或者“闪烁几个LED”的简单演示,而是能够真正展现AT89S51在一些更具实际意义的场景中的应用。例如,我特别想了解它如何在一些简单的仪器仪表中实现数据采集和显示,或者如何在一些自动化控制系统中扮演核心角色。我设想的“应用实例”应该是能够让我看到,如何将AT89S51与其他传感器(如温度传感器、光敏电阻、红外传感器等)进行接口连接,如何读取和处理传感器采集到的数据,然后将处理后的信息通过LCD、数码管等显示设备呈现出来,甚至如何通过执行机构(如继电器、电机驱动电路等)实现简单的控制功能。我期望这些实例能够包含完整的硬件设计思路,以及详细的软件编程指导。对于软件部分,我希望不仅仅是提供可运行的代码,更重要的是能够深入讲解代码的设计逻辑、关键算法的实现,以及如何进行优化和调试。同时,我也希望这些实例能够涉及一些常用的通信协议,比如UART串口通信,甚至是一些简单的外部存储器的扩展,以便于存储更多的数据。如果书中能够提供一些针对特定应用场景的选型建议、设计流程和注意事项,那就更能体现其价值了。

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作为一个对嵌入式开发充满热情的初学者,我深知“动手实践”是学习单片机最有效的途径。因此,对于《51系列单片机丛书 AT89S51 单片机原理、开发与应用实例》的“开发”部分,我抱有极大的期望。我希望这本书不仅仅是理论的讲解,更能提供一条清晰、可行的开发路径。首先,我期待它能够详细介绍AT89S51开发环境的搭建,包括常用的集成开发环境(IDE),如Keil C或者SDCC,以及相关的编译、链接、调试工具的使用方法。我希望这些介绍是详细而易于操作的,能够帮助我快速地配置好自己的开发环境,避免在入门阶段就被繁琐的环境配置所困扰。其次,我希望书中能够提供一系列由浅入深的编程示例,覆盖51单片机最核心的功能。例如,从最基础的IO口控制(如LED的闪烁、按键的识别),到定时器的使用(如实现精确延时、定时器中断),再到中断系统的应用(如外部中断响应),以及串口通信(如与PC或其他单片机进行数据交互)。对于每一个示例,我希望不仅仅是提供源代码,更重要的是能够详细地讲解代码的逻辑、关键函数的实现、以及相关的寄存器操作。我希望能够理解“为什么”要这样写代码,而不是仅仅停留在“怎么”写代码的层面。同时,如果书中能够对代码进行详细的注释,并解释每一步的含义,那将大大提高我的学习效率。

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作为一名正在积极寻求职业发展的人,我深知掌握一门实用的技术对于找工作的重要性。因此,在选择技术书籍时,我非常看重书籍的“实战能力”培养。对于《51系列单片机丛书 AT89S51 单片机原理、开发与应用实例》的“开发”和“应用实例”部分,我有着非常高的期待。我希望这本书能够教会我如何从零开始,一步步地完成一个实际的单片机项目。这不仅仅包括如何编写代码,更包括如何进行系统设计、硬件选型、电路连接、程序调试以及最终的成品实现。我期望它能够提供一些经典的、具有代表性的项目案例,比如一个简易的智能交通信号灯控制器,或者一个基于单片机的温湿度监控报警系统。这些项目应该能够涵盖AT89S51的多种核心功能,比如定时器、中断、IO口、串口通信等,并且能够让我在实践中学习到如何将这些功能有机地结合起来。对于每一个项目,我希望能够看到详细的硬件设计图,包括元器件的选型、电路的连接方式,以及PCB设计的注意事项(如果可能的话)。同时,我也希望能够看到完整的软件代码,并且有详细的注释,解释每一段代码的功能和实现思路。更重要的是,我期望书中能够讲解一些常用的调试技巧和故障排除方法,帮助我快速定位和解决开发过程中遇到的问题。

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对于市面上众多的单片机书籍,我通常会忽略那些过于简化的入门教程,而是倾向于那些能够提供更深层次理解和更丰富实践经验的书籍。《51系列单片机丛书 AT89S51 单片机原理、开发与应用实例》中的“开发”和“应用实例”部分,正是我所需要的。我希望这本书能够帮助我从一个基础的单片机爱好者,成长为一个能够独立完成复杂项目的开发者。我期望它能够提供一些具有代表性的、能够体现AT89S51特点的应用案例。例如,我希望能看到如何利用AT89S51构建一个简单的数据记录仪,能够采集传感器数据并存储到外部EEPROM中,或者如何实现一个简易的电机驱动控制器,能够根据输入信号控制电机的转速和方向。这些案例最好能够涉及到一些关键的技术点,比如如何进行ADC采样(如果AT89S51有集成或者需要外接ADC)、如何处理PWM信号、如何实现RS-485等通信接口。对于每一个案例,我希望能够看到详细的硬件设计方案,包括原理图、元器件清单,以及PCB布局的建议。同时,我期望能够看到完整、可运行的源代码,并且有详细的注释,解释代码的逻辑和实现细节。最重要的是,我希望书中能够提供一些关于项目优化、功耗管理、以及如何应对实际工程中可能出现的各种问题的经验和建议。

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我购买这本书的主要目的是希望能够快速上手AT89S51的开发,解决我目前在毕业设计中遇到的一个难题。我需要实现一个基于单片机的简易数据采集系统,涉及到传感器接口、数据存储以及基本的显示功能。在以往的学习过程中,我发现理论知识的学习和实际动手能力之间存在着巨大的鸿沟。很多时候,书本上的理论讲得再好,一旦到了实际的开发板上,面对着无数的跳线、各种烧写器和调试工具,就如同丈二和尚摸不着头脑。因此,这本书的“开发”和“应用实例”部分对我来说至关重要。我期望它能提供清晰、完整的开发流程指导,从开发环境的搭建(如Keil C、SDCC等),到代码的编写、调试,再到程序的烧录。更重要的是,我希望它能提供一些贴近实际应用的实例,这些实例最好能够涵盖一些常见的应用场景,比如LED点阵显示、数码管显示、按键输入处理、定时器中断的应用、串口通信等。这些实例不仅要提供完整的代码,更需要详细地讲解代码的实现思路、关键技术点以及可能遇到的问题和解决方法。我希望这些实例的难度循序渐进,能够让我在掌握基本操作后,逐步挑战更复杂的项目。如果书中能提供详细的硬件电路图,并对电路中的关键元件和连接进行说明,那将大大提高我理解和复现实验的效率。同时,对于每个实例,如果能有配套的硬件实验板,或者至少提供详细的实验步骤和注意事项,那就更完美了。我很看重这一点,因为只有通过实践,才能真正将书本上的知识内化为自己的能力。

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在学习技术书籍时,我个人非常看重书籍的“实用性”。也就是说,书中所讲授的内容,是否能够真正地应用于实际的工程项目,是否能够解决实际工作中遇到的问题。因此,对于《51系列单片机丛书 AT89S51 单片机原理、开发与应用实例》中的“应用实例”部分,我有着非常高的期待。我希望这些实例能够覆盖一些常见但又具有一定挑战性的应用领域。例如,我希望能看到如何利用AT89S51实现一个简单的智能家居控制系统,比如控制灯光的开关、监测室内温湿度等。或者,我希望能看到它如何在一些基础的工业自动化设备中应用,比如实现简单的电机速度控制、温度反馈调节等。更重要的是,我希望这些实例能够提供完整的解决方案,而不仅仅是局限于某个单一的功能模块。这意味着,它应该包含硬件电路的设计,例如如何选择合适的传感器、执行器,以及如何进行接口电路的设计;同时,也应该包含软件的开发,例如如何编写高效的代码来驱动硬件,如何实现数据处理和控制逻辑。我期望这些实例能够有清晰的电路图和详细的元器件清单,并且对关键的设计思路和技术难点进行深入的分析和讲解。如果书中能够提供一些关于如何进行系统优化、功耗管理、或者错误处理的建议,那将进一步提升其实用价值。

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拿到这本《51系列单片机丛书 AT89S51 单片机原理、开发与应用实例》的时候,说实话,我并没有立刻抱有多大的期望。市面上关于单片机的书籍实在太多了,很多都是陈词滥调,理论讲得天花乱坠,但实际操作起来却是一塌糊涂,要么是代码写得晦涩难懂,要么就是实验例程根本跑不通,最后只能把书束之高阁。然而,这本书带给我的惊喜却远超预期。一开始,我被它朴实无华的封面吸引了。没有那些花哨的设计,直观地标明了“AT89S51”、“原理、开发与应用实例”这些关键词,让我觉得它是一本真正专注于内容的硬核技术书籍。我是一名在校的电子工程专业的学生,虽然学过一些基础的数字电路和微机原理,但对于单片机的实际开发,还处于摸索阶段。学校的课程虽然有涉及,但往往是蜻蜓点水,无法深入。特别是像AT89S51这样的经典型号,虽然可能在一些新的应用中不如ARM等芯片流行,但其基础性、通用性依然不可忽视,很多教材和实际项目中仍然会用到。我尤其关心的是,这本书在原理讲解上是否能够做到深入浅出。我曾经翻阅过一些讲解51系列单片机的书籍,有些过于理论化,各种寄存器、位操作的讲解让人望而生畏;有些则又过于简化,仅仅罗列了几个常用指令,对于理解单片机的内部工作机制毫无帮助。这本书的开篇,我希望能看到作者对AT89S51的架构、指令集、中断系统、定时器/计数器、I/O端口等核心概念进行清晰而系统的梳理。我希望它不仅仅是简单地复制粘贴数据手册的内容,而是能够结合实际的理解,用更加易于接受的方式来解释这些概念。特别是对于新手来说,理解这些底层的原理至关重要,这决定了他们能否真正掌握单片机,而不是仅仅停留在“调包侠”的层面。如果这本书能够在这方面做到出色,那它就已经成功了一半。

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