51单片机工程应用实例

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出版者:
作者:唐继贤
出品人:
页数:333
译者:
出版时间:2009-1
价格:39.00元
装帧:
isbn号码:9787811244212
丛书系列:博客藏经阁丛书
图书标签:
  • 硬件
  • 嵌入式
  • 技术
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具体描述

《51单片机工程应用实例》是以单片机工程应用实例为重点的技术书,在简述了51单片机的软硬件基础之后,重点通过一系列工程应用实例,详细介绍了单片机的软硬件开发和调试方法,包括自制单片机编程器的方法,单片机的串口通信、定时/计数器、键盘输入、LED和LCD显示器等内外资源的使用和编程,在汇编程序中调用C程序的方法。实例中使用了很多当前流行的单片机智能外围芯片,包括实时钟、数字温度传感器、DDS波形发生器、无线数传模块、FM收音机和USB接口芯片等。书中用一章专题介绍了这些芯片所采用的单总线、IIC总线、SPI总线和USB总线等新型总线技术的原理;两个实例中还详细讲解了单片机与上位机RS232串口通信的高级语言编程方法以及用USB接口通信的方法。

嵌入式系统设计与实践:从理论到应用 本书聚焦于现代嵌入式系统设计的核心概念、主流技术路线以及面向实际工程问题的解决方案。它旨在为有志于深入理解和掌握嵌入式软硬件协同开发的工程师和技术人员提供一套系统、深入且高度实用的学习路径。 第一部分:嵌入式系统基础架构与原理 本部分将系统地梳理嵌入式系统的基本概念、发展历程及其在各个行业的应用现状。重点剖析嵌入式系统的典型硬件架构,包括微处理器(MPU)、微控制器(MCU)的选择依据、存储器层次结构(SRAM, DRAM, Flash)的工作原理及读写时序。我们将深入探讨中断系统、定时器/计数器、模数/数模转换器(ADC/DAC)等关键外设的工作机制,并辅以大量图示和电路框图进行解析,确保读者对底层硬件的理解达到“知其然,更知其所以然”的程度。 第二部分:实时操作系统(RTOS)深度解析与应用 在复杂的嵌入式应用中,实时操作系统的引入是实现任务并发、资源管理的基石。本书将以当前工业界应用最为广泛的RTOS内核(如FreeRTOS、RT-Thread的简化模型)为例,详细阐述任务管理(创建、调度算法如优先级翻转、时间片轮转)、进程间通信(IPC)机制(信号量、互斥锁、消息队列、事件标志组)的内部实现细节。我们将特别关注时间敏感性任务的处理策略,包括如何设计满足严格实时性要求的软件架构,以及如何通过内核服务来优化系统响应延迟和吞吐量。此外,内存管理在RTOS环境下的挑战与对策,如内存池的分配与回收策略,也将被作为核心内容进行深入剖析。 第三部分:驱动程序开发与底层交互 驱动层是连接操作系统/裸机代码与物理硬件的桥梁。本部分专注于如何高效、稳定地编写设备驱动程序。内容涵盖中断服务程序(ISR)的设计规范、DMA(直接内存存取)在数据高速传输中的应用,以及总线协议(如I2C、SPI、UART)在软件层面的实现细节和调试技巧。针对特定传感器、执行器、通信芯片等外部设备的接入,我们将提供一套通用的驱动程序设计框架,强调代码的可移植性、模块化和健壮性。读者将学习到如何利用寄存器操作和特定硬件抽象层(HAL)来精确控制硬件资源。 第四部分:嵌入式网络通信与协议栈 随着物联网(IoT)的兴起,嵌入式设备联网能力变得至关重要。本部分将覆盖嵌入式领域常用的多种网络通信技术。对于有线通信,TCP/IP协议栈的精简实现(如LwIP)及其在资源受限设备上的移植与优化将被详细介绍。对于无线通信,我们将探讨低功耗广域网(LPWAN,如LoRa、NB-IoT)的基本原理,以及局域网协议如Wi-Fi和蓝牙BLE在嵌入式节点中的集成方法。重点分析数据包的封装、传输错误处理和功耗优化策略,确保设备在网络环境下的可靠运行。 第五部分:嵌入式软件工程与质量保障 软件的可靠性是工程应用成功的关键。本部分侧重于嵌入式软件的开发流程、工具链选择和质量控制方法。我们将讨论版本控制(Git)在嵌入式项目中的最佳实践,嵌入式编译和链接过程的原理,以及代码质量分析工具(如静态分析、代码覆盖率测试)的应用。更重要的是,本书将引入嵌入式系统调试的系统化方法,包括使用JTAG/SWD接口进行硬件断点设置、内存查看,以及在无屏幕环境中通过串口或日志系统进行故障定位的实战技巧。针对系统级测试,我们将介绍单元测试框架在嵌入式环境下的适配和使用。 第六部分:前沿技术与应用案例研究 为了使内容紧跟行业发展,本书最后一部分将涉及嵌入式领域的热点技术。我们将探讨边缘计算(Edge Computing)的基本概念,嵌入式机器学习(TinyML)的模型部署流程与优化,以及嵌入式安全(如代码签名、安全启动、数据加密)的基础知识。最后,通过几个典型的工业控制、智能家居或医疗电子产品的综合案例分析,展示如何将前五部分学到的知识融会贯通,设计出满足特定性能、成本和可靠性要求的完整嵌入式产品解决方案。 本书特点: 实践驱动: 理论讲解紧密结合实际工程需求和主流芯片平台的特性。 深度剖析: 对RTOS内核、驱动细节、协议栈的内部机制进行非表面的深入解析。 工具链实用: 侧重于工业界标准工具的使用方法和调试技巧。 架构思维: 引导读者从系统层面而非孤立模块的角度思考嵌入式设计问题。 本书适合具有C语言基础,希望从单片机应用开发进阶到复杂嵌入式系统和物联网产品开发的工程师、高校相关专业的高年级学生及研究生。

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目录信息

读后感

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用户评价

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《51单片机工程应用实例》这本书最大的亮点在于它将理论与实践完美地结合在了一起。每一个实例都不仅仅是简单的代码堆砌,而是包含了一个完整的工程设计思路,从硬件选型到软件架构,再到最后的调试和优化。我之前在学习“无线通信模块”的应用时,总是觉得概念很模糊,不知道如何将两个模块连接起来实现数据传输。《51单片机工程应用实例》这本书中的“基于NRF24L01的无线通信”章节,详细讲解了NRF24L01模块的工作原理、接口和通信协议,并提供了完整的通信代码示例,让我能够轻松地搭建起一个无线数据传输系统。这本书的实践性非常强,每一个案例都能够帮助我巩固理论知识,并将其应用到实际的项目中。

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我是一名在校大学生,主修自动化专业,虽然接触过一些PLC和上位机控制,但对于单片机的深入应用一直是个盲点。偶然的机会,我看到了《51单片机工程应用实例》这本书,抱着试一试的心态购入。这本书完全颠覆了我对单片机枯燥乏味的认知。它不像某些教材那样只堆砌代码和理论,而是将复杂的工程问题分解成一个个可执行的单元,并通过生动形象的案例来讲解。我特别喜欢书中的“电子时钟与闹钟”部分,作者从最基础的DS1302实时时钟芯片的使用,到LCD1602显示屏的驱动,再到按键输入的处理,每一个环节都讲解得非常细致。最重要的是,它还介绍了如何将这些模块有机地结合起来,实现闹钟功能,并且有详细的调试过程。我按照书中的步骤,自己动手搭建了一个,当闹钟成功响起的那一刻,我感到了前所未有的成就感,也更加坚定了我在嵌入式领域深入学习的决心。

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这本书的语言风格非常友好,不像一些技术书籍那样生硬和枯燥。作者的讲解充满了热情和耐心,仿佛一位经验丰富的老师在手把手地教你。我最喜欢的是书中关于“数据采集与存储”的章节,它介绍了如何将采集到的数据通过串口发送到电脑,以及如何利用SD卡进行离线存储。这对于我进行一些长期监测或者数据分析的项目非常有帮助。书中的代码不仅完成了基本功能,还考虑到了异常处理和用户交互,让整个程序更加完善。我按照书中的方法,成功地将我采集到的环境数据保存了下来,并进行了初步的分析,这让我对数据处理有了更深入的理解。

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这本书的案例选择非常贴合工业生产和自动化控制的需求。我曾经因为项目需要,要实现一个“液位自动控制系统”,当时在网上找了很多资料,但都觉得不够系统和完整。《51单片机工程应用实例》这本书中的“水泵与液位传感器控制”章节,简直是为我量身定制的。它详细讲解了如何使用超声波传感器或浮球开关来检测液位,如何通过继电器控制水泵的启停,以及如何编写程序来防止水泵空转或溢出。我按照书中的思路,结合我自己的传感器,很快就搭建了一个可以稳定运行的液位自动控制系统,大大降低了人工巡检的频率,节约了成本。这本书的价值在于它的“实例”,这些实例都是经过实践检验过的,可以直接拿来解决实际问题。

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我是一名业余的机器人爱好者,一直想将我的机器人做得更智能一些。《51单片机工程应用实例》这本书为我提供了很多灵感和技术支持。我特别喜欢“基于PWM的舵机控制”和“直流电机速度调节”的章节。通过学习PWM的原理,我不仅能够精确地控制舵机的角度,实现更复杂的机器人动作,还能通过调节PWM的占空比,实现对直流电机速度的精细控制,让我的机器人能够更平稳地移动。书中提供的代码示例都非常规范,而且讲解清晰,很容易理解。我现在已经可以用51单片机控制我的机器人进行避障、循迹等更高级的动作了,这都是拜这本书所赐。

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这本《51单片机工程应用实例》对我来说,简直是开启了嵌入式世界的一扇大门,之前我对单片机仅停留在理论层面,了解一些基础的指令和架构,但对于如何将其转化为实际可用的工程项目,一直感到无从下手。书中的案例设计得非常贴合实际工业生产和生活中的需求,从简单的LED闪烁控制,到复杂的温度监测、数据采集、电机驱动,再到最后的智能家居控制系统,每一个实例都循序渐进,清晰明了。让我印象最深刻的是关于“交通信号灯控制系统”的章节,作者不仅仅是给出了代码,更详细地阐述了设计思路、状态机的构建、硬件连接的注意事项,以及如何通过软件优化来提高系统的稳定性和响应速度。读完这个章节,我仿佛亲手搭建了一个真实的交通信号灯,深刻理解了状态迁移在嵌入式系统设计中的重要性。

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作为一个多年的业余电子爱好者,我一直对DIY项目充满热情,但总感觉缺少一些能够将想法落地的方法。以前我尝试过一些网上零散的资料,但往往因为缺乏系统性而半途而废。《51单片机工程应用实例》这本书就像是一个宝藏,它提供了大量经过验证的、实用的工程案例。我特别喜欢其中关于“基于红外遥控的家电控制”的章节,它不仅教我如何驱动红外发射和接收模块,如何解析红外协议,更重要的是,它教会了我如何根据实际需求,灵活地运用这些技术来解决生活中的问题。我根据书中的思路,改造了我家里的电视遥控器,让它能够控制更多的家电,比如空调和电风扇,这让我觉得无比满足。这本书的作者显然是经验非常丰富的工程师,他的讲解深入浅出,充满了实践的智慧,让我受益匪浅。

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坦白说,我之前对单片机的感觉就是“学起来难,用起来更难”。网上的教程大多是碎片化的,而且很多都过于理论化,很难直接应用到实际项目中。《51单片机工程应用实例》这本书的出现,彻底改变了我的看法。它以“实例”为核心,每一个章节都围绕一个具体的应用场景展开,从需求分析到方案设计,再到硬件选型、软件编程和系统调试,都有详细的指导。我尤其对“步进电机精准控制”这一章印象深刻。过去我尝试过驱动步进电机,但总是控制不好速度和方向,经常出现丢步的现象。这本书通过详细讲解步进电机的驱动原理、ULN2003驱动芯片的使用,以及不同的驱动方式(全步、半步、微步),并结合代码实例,让我彻底掌握了步进电机的控制技巧。我现在可以非常精确地控制步进电机的转速和角度,这在很多自动化设备中都非常有价值。

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《51单片机工程应用实例》这本书给我带来的不仅仅是技术上的提升,更是一种工程思维的启迪。作者在编写每一个案例时,都非常注重从实际应用的角度出发,考虑到了成本、功耗、稳定性和易用性等多个方面。比如在“智能门禁系统”的章节中,他不仅介绍了如何使用矩阵键盘输入密码,如何驱动继电器开锁,还考虑了非法输入的处理和安全性问题,甚至提到了如何通过EEPROM保存用户数据。这种全方位的考量,是我在其他资料中很少看到的。通过学习这本书,我逐渐养成了在设计之初就考虑周全的习惯,不再仅仅是“把功能实现了”就满足,而是会思考如何让整个系统更加健壮、可靠。

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我是一名刚入职的嵌入式工程师,在工作中经常需要接触各种单片机应用。《51单片机工程应用实例》这本书对我来说,简直是一本“随身携带的参考手册”。它里面的案例涵盖了非常广泛的领域,而且代码质量很高,注释清晰,非常适合作为学习和借鉴的范本。我最近在做一个关于“温湿度采集与显示”的项目,书中关于DS18B20温度传感器和DHT11温湿度传感器的数据采集方式,以及如何通过LCD1602显示中文信息,都给了我非常有价值的参考。我甚至可以直接借鉴书中的部分代码,再稍加修改,就很快完成了我的项目。这本书最大的优点在于它的实用性和落地性,它能帮助我快速地理解和掌握各种常用传感器的接口和驱动方法,大大提高了我的工作效率。

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