具体描述
《51单片机原理及应用:基于Keil C与Proteus》以Proteus电子仿真设计软件为核心，通过丰富的实例详细叙述了其在51单片机课程教学和产品开发过程中的应用。全书共分14章，主要介绍51单片机基础知识、Keil和Proteus相关软件的使用、Proteus原理图绘制、仿真及其在单片机硬件电路设计中的应用；另外，介绍了多种外部设备的使用方法，如LCD、电机、D／A、A／D转换器等。
《51单片机原理及应用:基于Keil C与Proteus》所有章节编写的实例都有详细说明、程序设计和电路设计，并在Proteus软件中仿真成功。每章既独立成篇，又相互联系，具有明显的工程应用特色。
《51单片机原理及应用:基于Keil C与Proteus》可作为高等院校单片机课程的教材，还可作为广大从事单片机系统开发应用的工程技术人员参考用书。
《嵌入式系统设计与实践：从理论到代码实现》 图书简介 一、全景式覆盖现代嵌入式系统的核心技术栈 本书旨在为读者构建一个全面、深入且具有高度实践指导意义的嵌入式系统知识体系。我们避开了特定微控制器系列的冗余细节，转而聚焦于跨平台、通用且前沿的嵌入式系统设计原理、软件架构和工程实践。全书内容围绕“如何设计、开发和部署稳定、高效、安全的嵌入式产品”这一核心目标展开。 内容结构强调三大支柱：硬件底层交互、实时操作系统与中间件、以及系统级应用开发。 （一） 硬件抽象与底层驱动开发（Low-Level Foundation） 本部分深入剖析现代嵌入式处理器（如Cortex-M/R系列通用架构）的核心概念，而非特定型号寄存器操作。 1. 处理器架构深度解析： 详细讲解流水线、异常和中断处理机制（中断向量表设计、上下文切换的底层原理）、内存保护单元（MPU）的配置与使用，以及低功耗模式的管理策略。这部分内容侧重于理解指令集对软件性能的影响，而非简单的汇编指令罗列。 2. 系统总线与外设接口： 重点阐述AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）的AHB和APB总线结构，讲解DMA（直接内存存取）的传输模式（如散点-收集DMA）和效率优化。深入探讨时钟树的同步、分频与相噪控制在系统稳定性中的关键作用。 3. 驱动模型与硬件抽象层（HAL）： 介绍构建健壮的HAL层的重要性，如何通过标准化接口实现软件的可移植性。内容涵盖通用串行通信（UART, SPI, I2C）的错误检测与重传机制、高速数据采集中的同步与异步模式设计，以及模数转换器（ADC/DAC）的采样定理应用与噪声抑制技术。 （二） 实时操作系统（RTOS）与并发控制的艺术 本章是本书的理论核心，深入探讨嵌入式系统软件的骨架——实时操作系统。 1. RTOS内核机制精讲： 细致剖析任务调度算法（如固定优先级抢占式、轮转调度、优先级继承/天花板协议等），以及它们对系统最坏执行时间（WCET）的影响。重点讲解任务间通信（IPC）的各种同步原语（信号量、互斥锁、消息队列、事件组）的正确选用、死锁的预防与检测。 2. 内存管理与碎片化： 抛弃简单的静态内存分配，深入研究RTOS中动态内存池（如内存池、堆管理器）的设计原理，如何量化和缓解内存碎片化问题，并实现内存泄漏的有效追踪。 3. 中断服务程序（ISR）与延迟分析： 强调ISR应保持“短小精悍”的原则，详细阐述如何安全地从ISR向任务传递信息（如使用xSemaphoreSendFromISR的安全模式），并计算和优化系统总中断延迟预算。 （三） 中间件、网络协议栈与系统级应用 本部分将理论知识转化为面向产品的解决方案。 1. 嵌入式文件系统与存储管理： 介绍FAT、YAFFS/UBIFS等常见文件系统的内部结构，重点讲解磨损均衡（Wear Leveling）在NAND/eMMC存储介质上的实现原理及其对数据持久性的保障。讲解日志式文件系统的优势与应用场景。 2. 嵌入式网络通信与安全（IoT视角）： 深入分析TCP/IP协议栈在资源受限环境下的优化策略（如LwIP的内存池配置）。重点讲解TLS/DTLS握手过程在嵌入式设备上的资源消耗分析与优化，以及安全启动（Secure Boot）和固件空中升级（OTA）机制的架构设计，确保系统层面的安全性。 3. 调试、测试与代码质量保证： 涵盖JTAG/SWD调试接口的高级用法（如断点设置、追踪点、数据观察点）。介绍静态代码分析工具（如MISRA C/C++检查）在嵌入式安全与可靠性标准中的应用。讲解系统级集成测试和基于硬件在环（HIL）的自动化测试框架构建。 二、本书的鲜明特色 1. 面向高级和专业开发者： 本书假定读者已具备C/C++语言的扎实基础，旨在填补理论知识与高可靠性工程实践之间的鸿沟。 2. 设计范式而非具体实现： 我们提供的是设计模式、算法选择依据和权衡分析，例如，在选择消息队列还是事件标志时应考虑的消息吞吐量与延迟的平衡点，而非直接展示某个RTOS的API调用序列。 3. 强调可维护性与可扩展性： 贯穿全书的理念是如何使用面向对象或模块化设计原则来构建一个能够在多年生命周期内持续迭代升级的嵌入式软件架构。 适用读者对象： 嵌入式软件工程师、系统架构师、从事工业控制、医疗设备、汽车电子和高端消费电子产品研发的高级技术人员。
作者简介
目录信息
第1章 51单片机基础知识 1．1 单片机概述 1．1．1 单片机的发展历史 1．1．2 51系列单片机 1．1．3 单片机的实际应用 1．2 51单片机功能及引脚 1．2．1 51单片机功能综述 1．2．2 51单片机的封装 1．2．3 单片机引脚及功能 1．3 51单片机内部结构 1．3．1 51单片机的CPU结构 1．3．2 存储器结构 1．3．3 I／O端口结构 1．3．4 定时／计数器 1．3．5 中断系统 1．4 51单片机工作方式 1．4．1 复位方式 1．4．2 程序执行方式 1．5 51单片机单片机工作时序 1．5．1 时钟电路 1．5．2 机器周期及指令周期 1．5．3 指令的执行时序 1．6 小结 习题……第2章 Keil C51软件入门与调试第3章 Proteus电子仿真软件与Keil联合调试第4章 并行I／O端口第5章 中断系统第6章 定时／计数器第7章 串行通信接口第8章 键盘输入第9章 输出设备第10章 单片机系统扩展第11章 常用外围接口芯片第12章 常用数据传输接口第13章 单片机开发板设计第14章 PCB印刷电路板设计附录A Keil C与Proteus调试与运行附录B Proteus元器件库中英文对照表附录C Proteus常用元器件中英文对照表参考文献
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