單片機電子産品設計(應用電子技術專業) 9787040256437 高等教育齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張溪 著

圖書標籤:

• 單片機
• 電子産品設計
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• 電子工程
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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040256437

商品編碼：29424598128

包裝：平裝

齣版時間：2008-12-01

基本信息

書名：單片機電子産品設計(應用電子技術專業)

定價：21.20元

作者：張溪

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2008-12-01

ISBN：9787040256437

字數：340000

頁碼：217

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.400kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書以目前應用廣泛的MCS-51係列單片機應用技術為主綫，係統介紹瞭其內部結構、功能、指令係統、定時器/計數器、中斷係統等相關基礎知識。本書結閤單片機應用項目，從單片機典型單元電路分析和外圍設備的應用入手，到後應用項目設計的完成，每步都精心設計，內容從易到難。本書根據高職高專教育的特點，融入瞭大量源自生産實踐的綜閤項目設計實例，注重“做中學、學中做”，其目的在於拓寬學生的知識麵和提高學生綜閤開發單片機産品的能力，為後續課程的學習、畢業設計及畢業後工作提供良好的模擬訓練。本書適用於高職高專、成人教育及在職工程技術人員學習和參考，也可供大學生參加電子設計競賽時參考或自學。

目錄

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第1章 MCS-51係列單片機基本知識
1.1 什麼是單片機
1.2 單片微型計算機及單片微型計算機係統
1.2.1 微型計算機
1.2.2 微型計算機係統
1.2.3 單片微型計算機
1.2.4 單片機應用係統及組成
1.3 MCS-51係列單片機分類
1.4 MCS-51係列單片機的內部結構及引腳
1.4.1 MCS-51係列單片機的內部組成
1.4.2 MCS-51係列單片機的引腳
1.5 MCS-51係列單片機的內部數據存儲器
1.5.1 內部數據存儲器低128單元
1.5.2 內部數據存儲器高128單元
1.6 MCS-51係列單片機的內部程序存儲器
第2章 MCS-51係列單片機的I/O接口部件
2.1 P0口
2.2 P1口
2.3 P2口
2.4 P3口
2.5 P0、P1、P2、P3口作為I/O接口使用實例
2.5.1 驅動LED實例
2.5.2 驅動繼電器實例
2.5.3 光電耦閤器件的接口電路
2.6 單片機小係統
2.7 係統的擴展
2.7.1 RAM擴展
2.7.2 I/O接口擴展
2.8 MCS-51係列單片機教學實驗電路闆
2.8.1 實驗電路闆簡介
2.8.2 實驗項目
第3章 MCS-51係列單片機指令係統
3.1 指令係統的基本概念
3.1.1 指令的基本格式
3.1.2 MCS-51係列單片機指令係統中的常用符號說明
3.1.3 MCS-51係列單片機指令係統的分類
3.1.4 尋址方式
3.2 MCS-51係列單片機指令係統
3.2.1 數據傳送類指令
3.2.2 算術運算類指令
3.2.3 邏輯運算及移位指令
3.2.4 位操作類指令
3.2.5 控製轉移類指令
第4章 匯編語言程序設計與仿真
4.1 僞指令
4.2 匯編語言程序設計
4.2.1 簡單程序設計
4.2.2 分支程序設計
4.2.3 循環程序設計
4.2.4 查錶程序設計
4.2.5 散轉程序設計
4.2.6 子程序設計
4.3 匯編語言程序的仿真與調試
4.4 匯編語言程序的結構
第5章 中斷係統及定時器/計數器
5.1 8051單片機的中斷係統
5.1.1 中斷概述
5.1.2 中斷源和中斷控製器
5.1.3 中斷處理流程
5.1.4 中斷優先控製和中斷嵌套
5.1.5 中斷係統的應用
5.2 8051單片機的定時器/計數器
5.2.1 定時方法概述
5.2.2 8051單片機的定時器/計數器的結構和工作原理
5.2.3 定時器/計數器的控製寄存器
5.2.4 定時器/計數器工作方式
5.2.5 定時器/計數器的應用
第6章 串行接口與通信基礎
6.1 串行通信基本知識
6.1.1 數據通信的基本概念
6.1.2 串行通信的方嚮
6.1.3 串行通信的同步方式
6.1.4 串行通信硬件電路
6.1.5 串行通信主要寄存器與設置
6.2 串行通信的應用
第7章 STC89C52單片機主要擴展部件的應用
7.1 STC89C52單片機定時器/計數器2的操作
7.1.1 捕獲模式
7.1.2 自動重裝模式(遞增/遞減計數器)
7.1.3 波特率發生器模式
7.1.4 波特率公式匯總
7.1.5 定時器/計數器2的設置
7.1.6 可編程時鍾輸齣
7.2 STC89C52單片機的ISP/IAP應用
第8章 串行RAM接口技術
第9章 MCS-51係列單片機人機交互設計
9.1 鍵盤接口技術
9.1.1 按鍵的機械特性
9.1.2 按鍵電路與程序設計
9.2 顯示器接口技術
9.2.1 LED數碼管顯示技術
9.2.2 LCD液晶顯示技術
第10章 城市交道口交通燈控製係統
10.1 交通燈控製規則
10.1.1 4種通行方式
10.1.2 功能要求
10.1.3 控製狀態分解
10.2 項目要求
10.3 方案設計
10.3.1 方案一的實現
10.3.2 方案二的實現
10.4 設計總結報告
10.5 項目完成評價標準
第11章 水溫控製係統的設計
11.1 項目要求
11.2 設計方案
11.2.1 傳感器檢測電路設計
11.2.2 A/D轉換器電路設計
11.2.3 單片機控製電路設計
11.2.4 加熱控製電路設計
11.2.5 電源電路設計
11.3 設計方案二
11.3.1 傳感器檢測電路設計
11.3.2 單片機控製與顯示電路設計
11.3.3 加熱控製電路設計
11.3.4 電源電路設計
11.4 設計總結報告
11.5 項目完成評價標準
第12章 汽車倒車雷達係統的設計
12.1 項目要求
12.2 方案論證
12.3 超聲波傳感器檢測電路
12.3.1 T/R-40-××係列通用型超聲波發射/接收傳感器
12.3.2 超聲波發射電路
12.3.3 超聲波檢測接收電路
12.4 單片機控製電路
12.5 電源電路
12.6 控製程序設計
12.7 設計總結報告及項目評價標準
第13章 萬年曆的設計
13.1 項目要求
13.2 方案論證
13.3 係統硬件電路的設計
13.3.1 時鍾電路設計
13.3.2 顯示電路設計
13.4 程序設計
13.4.1 係統主程序
13.4.2 時間調整程序
13.5 調試及性能分析
13.6 控製源程序清單
13.7 設計總結報告及項目評價標準
附錄1 MCS-51係列單片機匯編指令錶
附錄2 ASCII編碼錶
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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嵌入式係統硬件設計導論 本書旨在為應用電子技術專業的學生提供一個全麵且深入的嵌入式係統硬件設計基礎。在信息技術飛速發展的今天，嵌入式係統已滲透到我們生活的方方麵麵，從智能傢居到工業自動化，從汽車電子到醫療設備，其應用領域之廣泛，技術更新之迅速，都對相關專業人纔提齣瞭更高的要求。本書將引導讀者從宏觀視角理解嵌入式係統的構成，再逐步深入到各個關鍵硬件模塊的設計與實現，最終使讀者具備獨立設計和開發嵌入式硬件係統的能力。 第一章 嵌入式係統概述與硬件基礎 本章將首先對嵌入式係統進行概念性界定，闡述其與通用計算機係統的區彆與聯係，並重點介紹嵌入式係統的典型應用領域，幫助讀者建立對嵌入式係統廣泛應用場景的認知。隨後，我們將迴顧和梳理嵌入式係統硬件設計所需的基礎知識，包括但不限於： 數字電路基礎： 邏輯門、組閤邏輯、時序邏輯、寄存器、計數器、時鍾信號等核心概念的復習與深化，強調這些基礎在嵌入式硬件設計中的應用。 模擬電路基礎： 放大器、濾波器、穩壓器、傳感器接口電路等基本模擬電路模塊的原理與設計，理解模擬信號在嵌入式係統中的采集與處理。 微處理器與微控製器： 介紹不同類型的處理器架構（如ARM、RISC-V等），以及微控製器（MCU）作為嵌入式係統核心的特性，為後續章節深入講解MCU內部結構和外設做好鋪墊。 存儲器係統： 講解RAM、ROM、Flash等不同類型存儲器的原理、接口方式及在嵌入式係統中的選擇與應用，理解程序和數據的存儲機製。 總綫與接口技術： 介紹嵌入式係統中常用的總綫協議，如I2C、SPI、UART、USB、CAN等，理解不同總綫的工作原理、電氣特性及應用場景，為外設連接和數據通信打下基礎。 第二章 微控製器（MCU）選型與核心模塊解析 微控製器是嵌入式係統的“大腦”，本章將詳細指導讀者如何根據項目需求選擇閤適的MCU。我們將分析不同MCU係列（如STM32、ESP32、AVR等）的特點，從性能、功耗、接口資源、開發生態、成本等多個維度進行對比評估。 在選定MCU後，本章將深入解析MCU的核心組成部分： CPU內核： 講解指令集架構（ISA）、流水綫、中斷機製、DMA控製器等，理解CPU如何執行程序指令和處理外部事件。 內存（RAM/ROM/Flash）： 詳細介紹MCU內部的存儲器結構，包括SRAM、Flash（程序存儲）、EEPROM（配置存儲）等，以及它們的工作方式和容量對係統設計的影響。 時鍾係統： 闡述MCU內部時鍾源（晶振、RC振蕩器）、PLL（鎖相環）的工作原理，以及時鍾分頻與倍頻的設置，強調時鍾對係統運行速度和功耗的重要性。 復位與電源管理： 講解不同復位方式（上電復位、外部復位、看門狗復位）的原理和作用，以及MCU的低功耗模式和電源管理策略。 第三章 MCU外設接口設計與應用 MCU強大的功能很大程度上體現在其豐富的外設接口上。本章將逐一講解主流的MCU外設接口，並結閤實際應用案例進行演示： 通用輸入輸齣（GPIO）： 詳細介紹GPIO的配置（輸入、輸齣、推挽、開漏）、上拉/下拉電阻的使用，以及在按鍵檢測、LED控製等簡單應用中的實現。 定時器/計數器（Timer/Counter）： 講解定時器的多種工作模式（定時、計數、PWM生成、輸入捕獲），及其在延時、脈衝測量、PWM調速、呼吸燈等場景的應用。 中斷係統： 深入理解中斷的産生、優先級、中斷嚮量錶、中斷服務程序（ISR）的編寫，掌握如何利用中斷實現高效的事件響應，避免輪詢帶來的資源浪費。 串行通信接口： UART（通用異步收發傳輸器）： 講解波特率、數據位、停止位、校驗位的設置，以及其在與PC、藍牙模塊、GPS模塊等通信中的應用。 SPI（串行外設接口）： 介紹主從模式、時鍾極性（CPOL）和相位（CPHA）的配置，以及在連接ADC、DAC、Flash、SD卡等高速外設中的優勢。 I2C（集成電路總綫）： 講解主從設備地址、ACK/NACK機製、多主設備機製，以及在連接傳感器、EEPROM、OLED顯示屏等設備中的便捷性。 模數轉換器（ADC）與數模轉換器（DAC）： 講解ADC的采樣率、分辨率、參考電壓，以及在采集模擬傳感器信號（溫度、濕度、光照等）時的設計要點。介紹DAC在産生模擬輸齣信號方麵的應用。 其他常用外設： 如看門狗（Watchdog Timer）用於係統看門狗復位，實時時鍾（RTC）用於時間保持等。 第四章 傳感器接口與信號調理 傳感器是嵌入式係統感知外部環境的關鍵。本章將重點關注如何高效、準確地連接和處理來自各種傳感器的信號。 傳感器類型與原理： 介紹各類常用傳感器的基本工作原理，如電阻式、電容式、霍爾效應、壓電效應、光電效應等，以及它們輸齣信號的特點（模擬電壓、電流、數字信號等）。 傳感器接口電路設計： 針對不同類型的傳感器，設計相應的接口電路，包括： 電阻/電容信號的采集： 如應變片、濕度傳感器，可能需要惠斯通電橋或電容測量電路。 電壓/電流信號的采集： 直接連接ADC，或通過運放進行放大/衰減。 數字傳感器接口： 通過I2C、SPI等協議直接讀取數據。 信號調理技術： 講解信號調理電路的設計，以提高信號質量和MCU采集精度： 濾波電路： 低通、高通、帶通濾波器，用於去除噪聲和乾擾。 放大電路： 運算放大器（Op-amp）的應用，用於放大微弱信號。 阻抗匹配： 確保信號在傳輸過程中能量損耗最小。 電平轉換： 應對不同邏輯電平的設備連接。 第五章 執行器控製與驅動電路設計 嵌入式係統除瞭感知環境，還需要能夠驅動執行器來完成特定的任務。本章將探討如何設計可靠的執行器驅動電路。 常用執行器類型： 介紹電機（直流電機、步進電機、伺服電機）、繼電器、電磁閥、LED陣列、蜂鳴器等。 電機驅動： 直流電機驅動： H橋電路的設計，PWM調速，電流檢測。 步進電機驅動： 步進電機驅動器IC的應用，全步/半步/微步模式。 伺服電機控製： PWM信號生成，角度控製。 繼電器與電磁閥驅動： 隔離驅動設計，防止MCU損壞，考慮綫圈的瞬態電壓。 LED與顯示驅動： 動態掃描顯示，LED驅動IC的應用。 功率驅動電路設計： 晶體管（BJT、MOSFET）作為開關元件的應用，達林頓管、功率MOSFET的選擇與驅動。 過流保護與反嚮電動勢保護： 設計保護電路，確保執行器和MCU的安全。 第六章 電源管理與功耗優化 在許多嵌入式應用中，低功耗是至關重要的設計指標，尤其是在電池供電的設備中。本章將深入探討電源管理策略和功耗優化技術。 電源係統架構： 介紹不同類型的電源（電池、AC/DC適配器），穩壓器（綫性穩壓器LDO、開關穩壓器DC-DC）的選擇與應用。 低功耗設計策略： MCU低功耗模式： 深度睡眠、空閑模式的應用。 時鍾門控： 關閉不使用的時鍾源。 外設功耗管理： 選擇低功耗外設，閤理配置外設工作狀態。 器件選型： 選擇低靜態電流的元器件。 電池供電設計： 電池類型選擇（鋰電池、NiMH電池等）、充電管理、電量監測。 功耗測量與分析： 使用萬用錶、示波器或專用功耗分析儀測量係統各部分的功耗，找齣功耗瓶頸。 第七章 PCB布局布綫與EMC/EMI設計 硬件設計完成後，PCB（Printed Circuit Board）布局布綫至關重要，它直接影響到電路的穩定性和性能，以及電磁兼容性。 PCB設計流程概覽： 原理圖導入、元器件封裝、PCB布局、布綫、覆銅、DRC（設計規則檢查）。 關鍵元器件的布局原則： CPU、晶振、電源、大電流器件、敏感信號的處理。 信號布綫技巧： 差分信號、高速信號、低速信號的布綫策略，走綫長度匹配，避免串擾。 電源與地綫設計： 獨立的地綫/電源層，去耦電容的放置，接地方式的選擇（單點接地、多點接地）。 EMC/EMI（電磁兼容性/電磁乾擾）基礎： 乾擾源、耦閤途徑、敏感設備。 EMC/EMI設計實踐： 屏蔽、濾波、接地、走綫優化，減少輻射和傳導乾擾。 第八章 嵌入式硬件調試與測試 成功的硬件設計離不開有效的調試和測試。本章將介紹常用的硬件調試工具和方法。 常用調試工具： 萬用錶： 電壓、電流、電阻的測量。 示波器： 波形觀察、時序分析、信號完整性檢查。 邏輯分析儀： 多通道數字信號采集與分析，協議解碼。 JTAG/SWD調試器： 在綫仿真、斷點設置、變量查看、內存讀寫。 硬件調試方法： 逐步驗證： 從簡單模塊開始，逐一驗證功能。 替換法： 懷疑某個元器件故障時，嘗試替換。 信號跟蹤： 沿著信號路徑，觀察信號變化。 軟件輔助調試： 通過LED閃爍、UART輸齣調試信息等方式。 硬件測試方法： 單元測試： 對單個模塊或功能進行測試。 集成測試： 對多個模塊組閤後的係統進行測試。 係統測試： 在實際工作環境下對整個係統進行測試。 高低溫測試、振動測試、可靠性測試。 第九章 嵌入式係統實例分析與項目實踐 為瞭鞏固所學知識，本章將通過幾個典型的嵌入式産品設計案例，引導讀者將理論知識應用於實際項目。 智能傢居控製節點設計： 如智能燈光控製器、溫濕度監測器等，涉及傳感器采集、無綫通信（如Wi-Fi, Zigbee）、執行器控製。 工業數據采集模塊設計： 如PLC接口擴展、現場傳感器數據采集，需要考慮抗乾擾能力、通信協議（如Modbus）、數據存儲。 便攜式測量儀器設計： 如簡易數字示波器、信號發生器，需要考慮ADC/DAC性能、用戶界麵、電源管理。 通過這些實例的分析，讀者將學習到如何從需求分析、方案設計、元器件選型、原理圖繪製、PCB設計、程序開發到最終調試測試的完整流程，並有機會進行實際的項目設計與製作。 本書的編寫風格力求清晰易懂，理論與實踐相結閤，旨在培養讀者紮實的嵌入式係統硬件設計功底，為未來在相關領域從事研發、設計、應用等工作奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

從書籍的目錄來看，這本書的結構非常清晰，循序漸進，從基礎概念到高級應用，涵蓋瞭單片機電子産品設計的方方麵麵。開頭部分應該會詳細介紹單片機的基本原理、架構和發展曆程，為讀者打下堅實的理論基礎。隨後，很可能深入講解具體的單片機型號、開發工具和編程語言，讓讀者能夠掌握實際操作技能。我期待的部分是關於實際産品設計的案例分析，這部分內容往往是最具價值的，能夠幫助讀者理解如何將所學知識轉化為實際産品，並解決開發過程中可能遇到的各種問題。書中提到“應用”，讓我相信它不會是紙上談兵，而是注重實踐和創新，這對於培養閤格的電子技術人纔至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，可以說是及時雨。作為一名正在學習應用電子技術的學生，我一直對單片機的應用充滿好奇，但市麵上相關的書籍要麼過於理論化，要麼內容不夠係統。這本書的齣版，正好填補瞭這一空白。它的標題就非常吸引人，直接指齣瞭學習的重點和應用的方嚮，這對於我們這些希望將理論知識與實際應用相結閤的學生來說，無疑是一份寶貴的資源。我尤其看重其“應用電子技術專業”的定位，這意味著它不會僅僅停留在原理的講解，而是會深入到實際的産品設計和開發過程中，這正是我所需要的。高質量的齣版商，如高等教育齣版社，通常會保證書籍的學術嚴謹性和內容的前沿性，這讓我對這本書的內容質量充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常簡潔大方，一看就是齣自名傢之手。書名“單片機電子産品設計”直接點齣瞭核心內容，而“應用電子技術專業”則清晰地定位瞭讀者群體。9787040256437這個ISBN號，仿佛是這本書獨一無二的身份標識，讓人在浩瀚的書海中能精準地找到它。高等教育齣版社的齣品，本身就意味著這是一本經過嚴格審核、內容紮實的學術著作。翻開扉頁，油墨的清香撲麵而來，仿佛預示著一場知識的盛宴即將開啓。我迫不及待地想要深入其中，探索單片機在現代電子産品設計中的奧秘。從書的裝幀、排版來看，都體現瞭齣版方的專業和用心，讓人在閱讀之前就倍感期待。封麵的配色也很符閤電子技術類書籍的調性，沉穩又不失活力，讓人覺得這本書一定蘊含著豐富的技術知識和實踐經驗。

評分☆☆☆☆☆

這本書的ISBN號，9787040256437，是一個非常獨特的標識。高等教育齣版社的招牌，也讓人對其內容的權威性和專業性有瞭初步的判斷。我一直認為，一本好的技術書籍，不僅要有紮實的理論基礎，更要有豐富的實踐經驗和前沿的技術視野。這本書的命名方式，尤其是“單片機電子産品設計”這一核心概念，錶明它專注於一個非常實用且重要的領域。應用電子技術專業作為背景，則暗示瞭這本書的內容會與我們實際的學習和工作緊密相關，能夠幫助我們解決實際問題，提升專業技能。我對這本書能夠提供係統性的知識體係和高質量的案例分析抱有很高的期望，希望能從中學習到如何設計齣功能強大、性能穩定的電子産品。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計和書名給我一種既專業又親切的感覺。高等教育齣版社的名字，讓這本書自帶一種權威性，相信裏麵的內容一定是經過精心打磨、值得信賴的。我特彆關注“單片機電子産品設計”這個方嚮，因為這是應用電子技術專業的核心技能之一。能夠有一本專注於這個領域的書籍，讓我感到非常興奮。我期待這本書能夠清晰地闡述單片機的工作原理，深入淺齣地講解各種常用的單片機型號，並且提供豐富的實際項目案例，幫助我將理論知識轉化為實際的設計能力。一本好的教材，應該是能夠引導讀者從入門到精通，解決實際應用中的各種難題，而這本書，似乎正具備這樣的潛力。