51单片机开发与应用技术详解

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页数:702
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出版时间:2009-1
价格:79.00元
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isbn号码:9787121079207
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  • 51单片机开发与应用
  • 技术
  • 单片机
  • 51单片机
  • 单片机开发
  • 嵌入式系统
  • C51
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  • 实践应用
  • 技术详解
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具体描述

《51单片机开发与应用技术详解(珍藏版)》全面详细地讲述了单片机的原理、编程指南及应用案例,其中51系列单片机的编程部分是《51单片机开发与应用技术详解(珍藏版)》的重点。《51单片机开发与应用技术详解(珍藏版)》分为5篇38章。首先介绍了51系列单片机的开发概述及单片机的基本结构,接着介绍了单片机的汇编程序设计语言,然后介绍了单片机C51语言的程序设计,随后结合单片机的指令系统及各个功能部件详细讲解了单片机的编程操作,以及单片机硬件资源的仿真和程序调试。《51单片机开发与应用技术详解(珍藏版)》最后还给出了在各个领域中常用到的一些典型案例,供读者在学习和工作中参考。

嵌入式系统设计与实践:面向物联网的微控制器应用 作者: 王志强 / 李明华 出版社: 电子工业出版社 出版日期: 2024年5月 页数: 680页 定价: 128.00元 --- 内容简介 本书深入探讨了现代嵌入式系统设计的前沿技术与实践应用,聚焦于高性能、低功耗的微控制器平台及其在物联网(IoT)生态中的部署。它并非简单地介绍某一特定型号的微控制器架构,而是构建了一个通用的、跨平台的嵌入式系统工程方法论。全书结构严谨,从硬件底层驱动到操作系统级抽象,再到网络通信协议栈的实现,为读者提供了一套完整的、可复用的系统级设计蓝图。 第一部分:现代微控制器架构与系统初始化(第1章 - 第3章) 本部分奠定了深入理解现代嵌入式系统的基础。首先,对ARM Cortex-M系列(如M3/M4/M7内核)的流水线、异常处理、特权等级等核心概念进行了详尽的剖析,着重讲解了内存保护单元(MPU)的配置与应用,强调了实时性与安全性的基石。 随后,详细阐述了启动代码(Startup Code)的构建流程,包括中断向量表的初始化、堆栈的设置,以及如何高效地完成时钟树的配置(PLL、分频器、低功耗模式切换)。书中特别对比了不同厂商(如STMicroelectronics, NXP, Nordic Semiconductor)在外设初始化框架上的设计哲学差异,而非仅仅罗列寄存器地址。 第三章专注于低级别硬件驱动的编写艺术。强调使用位操作而非高级API进行直接寄存器操作,以达到最佳的性能和最小的资源占用。内容涵盖了通用异步收发传输器(UART)的高速数据流控制、模数转换器(ADC)的多通道同步采样与DMA集成,以及定时器/脉冲宽度调制(PWM)的精确波形生成。所有驱动示例均以C语言为载体,辅以清晰的状态机描述。 第二部分:实时操作系统(RTOS)与任务管理(第4章 - 第7章) 本部分是本书的重点,全面转向多任务并发处理。我们选择了FreeRTOS和Zephyr RTOS作为核心案例进行深度剖析。 任务管理章节不仅仅是调用`xTaskCreate`,而是深入到内核源码级别,解析任务切换(Context Switching)的机制,包括如何保存和恢复CPU寄存器状态,以及时间片轮转调度算法的实际性能影响。 同步与通信机制的讲解细致入微。对于信号量、互斥锁,本书通过大量实际死锁案例分析,指导读者如何设计优先级继承协议和优先级天花板协议来避免经典的实时性陷阱。此外,对消息队列、事件标志组在处理异步事件流中的优势与劣势进行了量化比较。 内存管理是嵌入式系统稳定性的关键。本书深入探讨了RTOS提供的内存池(Memory Pool)和动态内存分配(Heap)机制的底层实现,并提出了基于分区管理的内存分配策略,以抵抗内存碎片化问题。 中断服务程序(ISR)与任务通信的章节,强调了“快速进入,快速退出”的ISR设计原则,并详细说明了如何安全地使用轻量级通知(Lightweight Notification)和软件定时器来高效地将中断事件上报给高层任务,避免在中断中执行耗时的操作。 第三部分:物联网(IoT)通信协议栈与嵌入式网络(第8章 - 第10章) 随着系统智能化需求的提升,网络通信成为核心能力。本部分完全聚焦于如何为资源受限的微控制器构建健壮的网络连接。 嵌入式TCP/IP协议栈的实现原理被拆解分析,重点阐述了LwIP协议栈中PBUF结构体的使用和Netconn API与Raw API的选择标准。书中还包括了以太网MAC/PHY接口的驱动编写要点。 对于无线连接,本书重点覆盖了低功耗广域网(LPWAN)的关键技术。详细介绍了LoRaWAN协议栈的MAC层操作、设备身份认证(OTAA/ABP)流程,以及如何高效管理终端节点的休眠与唤醒周期以优化电池寿命。同时,也涵盖了蓝牙低功耗(BLE)的GATT服务、特性(Characteristics)的定义与状态机管理。 安全通信是现代IoT的刚需。本章详细讲解了TLS/DTLS在嵌入式环境下的资源消耗与优化。内容包括嵌入式加密库(如mbedTLS)的裁剪、握手过程的时序分析,以及硬件安全模块(HSM)在密钥存储和加速计算中的集成方法。 第四部分:系统调试、性能分析与高级专题(第11章 - 第12章) 本书的最后部分关注于如何将理论转化为可靠的产品。 系统调试与追踪不再局限于简单的`printf`。重点介绍了JTAG/SWD接口的高级用法,如实时变量观察和断点设置。更重要的是,深入讲解了事件追踪宏(如SEGGER SystemView, ARM CoreSight ETM)的配置与数据采集,使开发者能够直观地看到任务切换、中断延迟的真实时序图。 性能优化与功耗管理是贯穿全书的主线。本章提供了代码剖析(Profiling)的实践方法,用以定位CPU热点。在功耗方面,详述了时钟门控、电源域管理以及事件驱动的低功耗模式(Stop Mode, Standby Mode)的精确进入与退出策略,并通过实际测量数据展示了不同软件设计对电池寿命的影响。 高级专题部分则拓展了视野,讨论了嵌入式Linux的初步接触(为何在特定场景下选择RTOS而非Linux),以及固件空中升级(OTA)的完整流程和校验机制设计。 --- 读者对象 本书适合具有C语言基础、熟悉基本数字电路和微处理器概念的电子工程、自动化、计算机科学专业的高年级本科生、研究生,以及希望从传统单片机开发转向高性能、网络化嵌入式系统的初、中级嵌入式工程师。本书采用工程实践驱动的教学方式,旨在培养读者独立解决复杂系统级问题的能力。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我不得不说,这本书带给我的失望,远大于它带来的任何启发。当初选择这本书,是因为它声称能“详解”51单片机的开发与应用,我希望能够通过它建立起一套系统性的、深入的知识体系。然而,事实证明,这只是一厢情愿。书中对于硬件部分的讲解,充其量只能算是一个非常基础的“扫盲”,对于单片机的内部结构、时钟系统、复位电路等,都只是泛泛而谈,没有深入到其工作原理和设计细节。我期待能够了解到像片内RAM的存储单元结构、ROM的烧录原理、以及CPU的指令集架构等更深层次的内容,但书中几乎对此只字未提。更让人抓狂的是,关于软件开发的部分,书中充斥着大量基于“延时函数”的“伪代码”,例如“延时1ms”、“延时100ms”之类的函数,而对如何利用定时器/计数器来精确控制时间和实现非阻塞式的任务调度,却几乎没有涉及。这对于任何一个想要进行实际嵌入式开发的工程师来说,都是一种误导。我花了大量的时间去琢磨书中那些基于简单延时的代码,试图理解其背后的逻辑,但最终发现,这些代码的效率和可移植性都非常低。当我想学习如何处理外部中断,如何利用中断提高程序的响应速度时,书中也只是简单地介绍了一下中断向量的概念,却没有深入讲解中断优先级、中断嵌套、以及中断服务程序的编写规范等关键问题。这本书给我的感觉,就像是在教一个学生如何走路,却从不提及如何跑步、跳跃,更不用说攀登高峰。

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我必须坦诚地说,阅读这本书的过程,对我而言,更像是一场“寻宝”之旅,只不过,我手中的地图,实在是太模糊了。我本期望通过它,能够解锁51单片机开发的“宝藏”,掌握其核心技术,但最终,我找到的,只是一些零散的“线索”,而真正有价值的“宝藏”,却隐藏得太深,甚至可以说,根本就没有被标记出来。书中对于“汇编语言”的应用,简直可以说是少得可怜,我期待能看到一些关于汇编指令的讲解,或者至少是C语言与汇编语言混合编程的实例,以便我能更深入地理解单片机的底层运作。然而,书中通篇充斥着C语言代码,而且很多代码都显得非常“啰嗦”,缺乏效率。例如,在处理一些需要位操作的任务时,书中往往会使用一系列的逻辑运算来模拟,而没有直接使用高效的位操作指令。这让我不禁怀疑,作者是否对51单片机的汇编指令集有深入的了解。同样,在“存储器访问”方面,书中也只是简单提到了“片内RAM”和“片外RAM”,却没有详细阐述它们之间的区别,以及在实际应用中如何选择合适的存储器空间,如何处理存储器寻址,以及如何利用特殊的存储器区域(如SFR)来实现对硬件的控制。我期待的是能够学习到如何巧妙地利用有限的RAM空间,如何高效地访问片外存储器,甚至是如何进行内存管理。然而,这本书在这方面,给我的感觉,更像是一片“空白”。我花费了大量的时间去理解那些含糊不清的代码和描述,试图从中找到一条通往精通的道路,但最终,我感到更加迷茫。

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这本书绝对是我近期读过的最令人头疼的读物之一。我当初抱着学习单片机开发的热情而来,渴望深入理解51系列微控制器的工作原理以及如何在实际项目中应用。然而,这本书给我的感觉更像是在一本泛泛而谈的介绍性教材上,随意堆砌了一些与主题似是而非的内容,却丝毫没有触及到我真正想了解的核心。例如,书中反复提及了“系统集成”和“模块化设计”这类非常宽泛的概念,却没有给出任何具体的实例来阐述如何在51单片机的硬件和软件层面实现它们。当我试图寻找一些关于总线接口、中断向量表、定时器/计数器模式配置等关键技术细节时,却发现它们仅仅被一笔带过,甚至被一些无关紧要的、关于“项目管理”或者“团队协作”的陈词滥调所淹没。更让我失望的是,书中关于“实际应用”的篇幅,充斥着一些非常老旧、甚至早已被淘汰的案例,比如简单的LED闪烁、按键扫描等,这些内容别说在现在的嵌入式开发领域,就算在十年前也显得非常基础。我期待的是能够学习到如何利用51单片机去解决更复杂的问题,例如数据采集、通信协议的实现、甚至是简单的嵌入式GUI设计。然而,这本书给我的印象是,作者似乎对单片机的底层硬件了解不深,对实际开发流程也缺乏深刻的理解,只是将一些碎片化的信息拼凑在一起,企图蒙混过关。我花了大量的时间试图从这些冗余和空泛的描述中提炼出有价值的信息,但收效甚微,最终只能放弃,感觉像是浪费了宝贵的学习时间。

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坦白说,这本书的阅读体验,我只能用“一言难尽”来形容。我带着学习51单片机开发的热切期望,却得到了一个让我倍感困惑的“结果”。书名中的“详解”二字,我实在找不到它对应的内容。例如,在介绍GPIO口时,书中只是简单地提及了“输入模式”和“输出模式”,却没有深入解释推挽输出、开漏输出的区别,以及它们在实际电路设计中的应用场景。当我试图去理解如何通过GPIO口驱动一些中等功率的器件时,书中给出的例子也显得非常简陋,完全没有考虑到电流驱动能力和外部电路的匹配问题。更让我感到不解的是,书中对于“通信协议”的讲解,也仅仅是停留在概念层面,例如,在谈到RS-485通信时,书中只是提及了“差分信号”和“半双工模式”,却没有给出具体的通信帧格式、校验方式,以及在实际应用中如何处理通信冲突和数据丢失等问题。我期待的是能够学习到如何使用51单片机构建一个简单的分布式传感器网络,或者如何与其他微控制器进行高效的数据交换,但这本书显然无法提供这样的指导。甚至在一些看似基础的章节,例如“数据类型和运算符”,书中也只是简单罗列了C语言中常见的数据类型,却忽略了在嵌入式开发中,数据类型的选择对于内存占用和运算效率的重要性,也没有强调无符号整型和有符号整型在特定场景下的使用注意事项。整体而言,这本书给我的感觉,更像是一本“催眠读物”,它用大量平淡无奇、缺乏深度的内容,将我引入了一个知识的“死胡同”,让我难以找到前进的方向。

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这本书带给我的感受,是一种“沉闷的重复”。我怀揣着学习51单片机开发技术的期望,却发现书中充斥着大量重复、平淡、且缺乏深度的内容。例如,在介绍“外部中断”时,书中反复强调了“中断发生时,CPU会跳转到中断向量表执行中断服务程序”,但对于如何编写高效、简洁、且不影响主程序运行的中断服务程序,却鲜少提及。我期待的是能够看到一些关于中断嵌套、中断优先级以及中断向量表地址的详细解析,并辅以一些实际应用场景下的中断处理示例,例如如何利用外部中断来检测脉冲信号,或者如何利用定时器中断来周期性地执行某些任务。然而,书中给出的例子,大多是简单的“标志位翻转”,缺乏实际意义。同样,在“ADC模数转换”的部分,书中也只是简单地提及了“配置ADC通道”和“读取转换结果”,但对于如何进行硬件滤波、如何选择合适的采样率、以及如何将采集到的模拟信号转换为有意义的物理量,却语焉不详。我期待的是能够学习到如何利用ADC来完成一些实际的数据采集任务,例如温度、湿度、光照强度等,并能给出相应的软件和硬件设计思路。然而,这本书在这方面,显得非常“苍白无力”。整体而言,这本书给我的印象,就像是在完成一份“例行公事”的任务,将一些已知的信息,以一种非常机械的方式呈现出来,而没有注入任何热情和深度,让我感到难以从中学到真正有价值的东西。

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我对这本书的评价,只能用“名不副实”来概括。书名中的“开发与应用技术详解”,给了我极大的期待,以为能够借此深入理解51单片机的方方面面,然而,阅读下来,却发现其内容,实在难以匹配“详解”二字。例如,在介绍“I/O口配置”时,书中只是简单地提及了“P0口是开漏输出,需要外部上拉电阻”,然后就给出了一些非常简单的LED闪烁程序,却完全没有深入解释开漏输出的原理,以及为什么需要外部上拉电阻,也没有探讨不同工作模式下I/O口的驱动能力和漏电流等关键参数。这对于一个想要进行实际硬件设计的工程师来说,是远远不够的。同样,在“数码管显示”的章节,书中只是给出了一个简单的动态扫描的显示程序,却忽略了数码管驱动电路的设计,例如如何选择合适的限流电阻,如何处理共阳极和共阴极数码管的区别,以及如何通过软件来优化扫描速度,以减少闪烁感。我期待的是能够学习到如何根据具体的数码管型号和显示需求,来设计出高效、可靠的驱动电路和显示程序。然而,这本书在这方面,给我的感觉,更像是在“浅尝辄止”,没有提供任何真正有价值的“干货”。整体而言,这本书给我的印象,就是一份非常基础、非常表面化的“入门指南”,而对于“开发与应用技术”的“详解”,则显得力不从心,甚至有些“心有余而力不足”。

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这本书的阅读体验,让我感到有些“啼笑皆非”。我本来希望通过它,能够获得一些关于51单片机开发的“秘籍”,能够让我事半功倍,但结果,我却陷入了一些“低级陷阱”。例如,书中在讲解“串行通信(UART)”时,给出的代码示例,都是基于“软件延时”来实现发送和接收,这种方式效率极低,而且容易受到其他任务的干扰。我期待的是能够学习到如何利用51单片机的UART硬件来实现更高效、更可靠的通信,例如如何配置波特率,如何处理发送/接收缓冲区,以及如何利用中断来提高通信效率。然而,书中对此几乎只字未提。更让我感到困惑的是,在关于“片内RAM”的讲解中,书中只是简单地提及了“低128字节”和“高128字节”的概念,却忽略了它们在访问方式上的差异(直接寻址、间接寻址、位寻址),以及在实际应用中,如何根据数据访问的频率和需求来选择合适的RAM区域,以优化程序的执行效率。我希望能够学到如何更精细地管理片内RAM,如何避免因不当的内存访问而导致的程序错误。然而,这本书在这方面,显得异常“沉默”。整体而言,这本书给我的感觉,就像是在教一个孩子玩积木,但只告诉他“怎么堆”,却没告诉他“为什么这么堆”,也没有告诉他“还可以怎么堆”。这种缺乏深度和启发性的讲解,让我很难从中获得真正的成长。

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这本书给我的总体感受,可以用“隔靴搔痒”来概括。我怀揣着深入学习51单片机开发技术的愿望,却发现这本书的内容,始终未能触及到我真正想要了解的“痒处”。例如,书中在讲解“定时器/计数器”时,只是简单地介绍了P1.0口可以作为定时器T0的外部时钟输入,或者P3.5口是定时器T1的外部时钟输入,却完全没有深入剖析不同工作模式下定时器的计数值如何产生,如何利用溢出中断来触发事件,以及如何通过设置初值来精确控制定时时间。我更希望看到的是关于定时器配置寄存器(TMOD、TCON)的详细解析,以及如何根据具体需求选择合适的定时器模式,并用C语言编写出高效的定时器中断服务程序。同样,在“中断系统”的部分,书中只是提及了“外部中断0”和“外部中断1”的存在,却没有详细说明中断触发方式(上升沿/下降沿)、中断优先级设置(PX0、PX1位)、以及中断向量表的具体地址和工作原理。我期待的是能够学习到如何利用多级中断来处理不同优先级的事件,或者如何通过中断来优化程序的执行效率,避免阻塞式的延时等待。此外,书中对于“片内外设”的介绍,也普遍停留在“是什么”的层面,而缺乏“为什么”和“如何用”的深入分析。例如,在介绍ADC时,书中只是说“可以进行模数转换”,却从未提及ADC的转换精度、采样速度、输入信号的范围等关键参数,更没有给出如何根据实际应用场景来选择合适的ADC通道和配置。这种浅尝辄止的态度,让我感到非常失望,感觉这本书更像是在“点到为止”,而不是真正的“详解”。

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我对这本书的整体感受可以用“意犹未尽”来形容,但并非是那种“内容精彩,还想继续”的意犹未尽,而是“还没说到点子上,我就得停下来”的无奈。书名中“详解”二字,着实让我充满了期待,以为会像一本武林秘籍一样,深入剖析51单片机的每一个奥秘。然而,实际翻阅下来,却发现大部分内容都停留在“知其然,不知其所以然”的层面。例如,书中花了很多篇幅来介绍各种开发工具的界面和基本操作,例如如何新建工程、如何编译链接、如何下载程序等。这些内容对于一个初学者来说,或许有那么一点点帮助,但对于已经接触过嵌入式开发,或者至少对C语言有一定了解的人来说,这些基本的操作简直是浪费生命。我更希望看到的是关于编译器优化、链接脚本的理解、调试器的进阶使用技巧,甚至是汇编与C语言混合编程的详细讲解。此外,关于片内资源利用的部分,比如RAM和ROM的划分、SFR的地址映射、位操作的效率等等,书中也只是蜻蜓点水,没有深入探讨其背后的原理和实际应用中的优化方法。当我翻到关于“功耗管理”的章节时,我本以为会学到如何利用51单片机的低功耗模式来延长电池寿命,或者如何通过精细控制外设来降低整体功耗,但书中寥寥数语,只是简单提及了“进入休眠模式”这一概念,却没有任何关于如何配置、如何唤醒、以及不同休眠模式的优劣对比的分析。这种浅尝辄止的态度,让我对这本书的“详解”二字产生了严重的质疑,感觉作者更像是在做一份流水账式的开发指南,而不是一本真正能够引领读者深入理解技术的参考书。

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这本书给我的感觉,更像是一份“万金油”式的教材,试图涵盖一切,但结果却是“什么都有一点,但什么都不深入”。我本来期待的是能够在这个领域获得扎实的知识基础,能够独立解决实际开发中的问题,但这本书显然没有达到这个目标。书中关于“接口技术”的介绍,例如UART、SPI、I2C等,仅仅是简单地列举了这些接口的名称,并简单描述了它们的基本功能,却几乎没有涉及具体的通信时序、协议细节、以及在实际电路设计中的注意事项。例如,在讲解SPI接口时,书中只是提到了“主从模式”和“时钟极性/相位”,但并没有详细说明如何根据具体的外设芯片来配置SPI的主从模式,也没有给出实际的读写数据的C语言代码示例,更没有深入探讨SPI通信中的时序问题和数据校验。当我试图寻找关于如何高效地使用51单片机的ADC进行模拟信号采集时,书中也只是非常简略地提及了“配置ADC通道”和“读取转换结果”,却完全忽略了采样率的选择、输入阻抗的匹配、抗混叠滤波器的设计等关键问题。更令人沮丧的是,书中关于“嵌入式系统设计”的章节,更多的是在探讨一些与技术本身关系不大的“软技能”,比如“需求分析”、“系统集成”等,这些内容或许对项目管理有帮助,但对于希望深入学习单片机技术本身的我来说,却显得格格不入,甚至有些“跑题”。我感觉我花了大量的时间去阅读那些“边角料”信息,而真正核心的技术知识,却如同空中楼阁,遥不可及。

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很不错的书,我既当课本又当实验参考书用。

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很不错的书,我既当课本又当实验参考书用。

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