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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• 電子技術
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• 9787040256437

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040256437

商品編碼：29424831761

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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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
0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
1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
2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
3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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嵌入式係統開發與實踐：從原理到應用 一、 理論基石：深入理解微控製器核心 本書旨在為讀者構建一個紮實的嵌入式係統理論基礎，重點剖析微控製器的核心工作原理。我們將從數字電路和模擬電路的基礎知識入手，迴顧邏輯門、觸發器、時序電路等基本構建模塊，為理解微控製器的內部結構打下堅實基礎。 接著，本書將深入探討微控製器（MCU）的體係結構。我們將詳細解析CPU（中央處理器）的指令集、流水綫技術、中斷機製以及存儲器管理單元（MMU）等關鍵組成部分，理解它們如何協同工作，執行程序指令。同時，我們還會關注不同類型MCU（如ARM Cortex-M係列、AVR係列、PIC係列等）在架構上的差異和優勢，幫助讀者根據實際需求選擇閤適的微控製器平颱。 時鍾係統是MCU穩定運行的命脈，本書將對其工作原理進行詳盡講解，包括晶振、PLL（鎖相環）倍頻以及時鍾樹的配置，確保讀者理解如何優化時鍾頻率以平衡性能與功耗。 中斷係統是嵌入式係統實現實時響應的關鍵。我們將深入剖析中斷嚮量錶、中斷優先級、中斷嵌套等概念，並詳細介紹如何編寫高效的中斷服務程序（ISR），確保係統能夠快速響應外部事件。 內存管理是嵌入式係統設計中不可忽視的一環。本書將講解MCU內部RAM、ROM、Flash等存儲器的類型、特點及其訪問方式，同時還會探討外部存儲器的擴展，如SDRAM、NOR/NAND Flash等，以及相應的接口技術。 外設接口是MCU與外界交互的橋梁。我們將係統性地介紹MCU常見的接口技術，包括： 通用輸入輸齣（GPIO）： 講解GPIO的配置、讀寫操作、復用功能以及上拉/下拉電阻的應用。 串行通信接口： 詳細介紹UART（通用異步收發傳輸器）、SPI（串行外設接口）、I2C（集成電路總綫）等接口的工作原理、通信協議、時序圖以及實際應用場景。 並行通信接口： 講解如Parallel Port等接口，雖然在現代嵌入式係統中應用較少，但瞭解其原理有助於理解數據傳輸的另一種方式。 模數轉換（ADC）與數模轉換（DAC）： 深入解析ADC的采樣、量化、編碼過程，不同類型的ADC（如逐次逼近型、Σ-Δ型）的特點，以及DAC的工作原理，為連接模擬傳感器和執行器奠定基礎。 定時器/計數器： 講解定時器的工作模式（如定時、計數、PWM輸齣）、預分頻器、重載值等，以及其在延時、周期測量、波形生成等方麵的應用。 脈衝寬度調製（PWM）： 詳細介紹PWM的生成原理、占空比、周期控製，以及在電機調速、LED亮度調節等方麵的應用。 中斷控製器： 深入講解中斷控製器的功能，包括中斷源的屏蔽、優先級管理、中斷狀態的查詢與清除等，確保中斷係統的有效管理。 二、 軟件開發：從匯編到高級語言的進階 本書將帶領讀者逐步掌握嵌入式係統的軟件開發流程。我們從最底層的匯編語言入手，講解匯編指令的格式、尋址方式、寄存器操作等，幫助讀者理解微控製器執行指令的微觀過程，這對於深入理解程序運行和進行性能優化至關重要。 接著，我們將重點轉嚮C語言，這是嵌入式開發中最常用的高級編程語言。本書將強調C語言在嵌入式開發中的特性，如指針的應用、位操作、結構體與聯閤體的使用、內存的靜態與動態分配等。我們將通過大量示例程序，演示如何使用C語言來控製MCU的硬件外設，實現各種功能。 對於有一定C語言基礎的讀者，本書將進一步介紹嵌入式C語言的高級特性，例如： 內存模型與關鍵字： 講解`static`、`const`、`volatile`、`inline`等關鍵字的含義及其在嵌入式開發中的作用，特彆是在訪問硬件寄存器和處理並發時。 中斷服務程序的編寫： 詳細介紹ISR的編寫規範，包括如何最小化ISR執行時間、避免使用耗時操作、如何安全地讀寫共享變量等。 臨界區與互斥： 講解如何通過禁用中斷或使用信號量等機製來保護共享資源，避免並發訪問導緻的數據錯誤。 嵌入式實時操作係統（RTOS）入門： 介紹RTOS的基本概念，如任務、調度、信號量、消息隊列、互斥鎖等，並演示如何在實際項目中應用RTOS來管理復雜的多任務係統，提高係統的可維護性和實時性。我們將重點介紹一款或幾款主流的嵌入式RTOS（如FreeRTOS、RT-Thread等）的API使用和基本原理。 此外，本書還將觸及嵌入式開發中的一些其他重要方麵： 編譯器與調試器： 介紹常用的嵌入式開發工具鏈，包括交叉編譯器（如GCC for ARM）、鏈接器腳本的編寫，以及如何使用JTAG/SWD等調試接口配閤調試器（如GDB、Keil MDK Debugger、IAR Embedded Workbench Debugger）進行代碼調試、斷點設置、變量監視和內存查看。 代碼優化： 探討代碼優化技術，包括編譯器的優化選項、算法優化、數據結構選擇以及匯編語言的輔助應用，以在有限的硬件資源下實現最佳的性能和功耗。 代碼移植與跨平颱開發： 討論在不同MCU平颱之間移植代碼的策略和技巧，以及如何編寫具有一定可移植性的通用代碼。 三、 硬件設計與集成：構建完整的電子産品 本書將引導讀者掌握嵌入式係統的硬件設計與集成流程，從而將理論知識轉化為實際可工作的電子産品。 電路原理圖設計： 介紹通用的電路原理圖設計規則和工具（如Altium Designer、Eagle等），重點講解如何根據MCU的數據手冊和外圍器件的規格書，繪製齣清晰、準確的原理圖。我們將涵蓋電源管理電路（包括穩壓、濾波）、時鍾電路、復位電路、晶振電路、調試接口電路、以及與MCU外設相連的傳感器和執行器的接口電路設計。 PCB（印刷電路闆）設計基礎： 講解PCB設計的流程，包括元器件封裝庫的創建、PCB布局（Component Placement）的原則（如信號完整性、散熱考慮、電源分配）、布綫（Routing）的技巧（如差分走綫、等長走綫、GND平麵處理）以及PCB生産前的DRC（設計規則檢查）和LVS（版圖一緻性檢查）。 電源係統設計： 詳細介紹嵌入式係統常用的電源方案，包括綫性穩壓器（LDO）和開關穩壓器（DC-DC Converter）的選擇與設計，以及電源噪聲的抑製和濾波技術。 傳感器與執行器選型與接口： 講解如何根據産品需求選擇閤適的傳感器（如溫度、濕度、光照、加速度、距離傳感器等）和執行器（如電機、舵機、繼電器、LED等），並詳細介紹它們與MCU的接口電路設計，包括信號調理、電平匹配、驅動電路設計等。 通信模塊集成： 介紹如何在嵌入式係統中集成常見的無綫通信模塊，如藍牙（Bluetooth）、Wi-Fi、Zigbee、LoRa等，以及有綫通信接口，如Ethernet。我們將講解模塊的選型、接口連接、驅動程序開發和通信協議的應用。 人機交互界麵設計： 探討嵌入式産品中的人機交互（HMI）設計，包括按鍵、LED指示燈、LCD顯示屏、OLED顯示屏、觸摸屏等的使用與控製，以及簡單的圖形用戶界麵（GUI）的開發。 係統集成與調試： 講解如何將設計好的軟硬件模塊進行集成，並進行係統級的調試。我們將介紹常用的係統聯調方法，如分步調試、邏輯分析儀的使用、示波器測量等，以及如何定位和解決集成過程中齣現的軟硬件問題。 四、 實際項目應用與案例分析 理論與實踐相結閤是本書的核心理念。在講解完基礎理論和開發方法後，本書將通過多個貼近實際應用的案例，鞏固讀者的知識和技能。這些案例將涵蓋不同領域的嵌入式産品開發，例如： 智能傢居設備： 如溫濕度監控與調節係統、智能照明控製、傢電遠程控製等。 物聯網（IoT）應用： 如基於某款MCU的傳感器數據采集與上傳平颱，實現遠程監控和數據分析。 消費電子産品： 如簡易的MP3播放器、電子相框、智能手錶等。 工業控製儀錶： 如簡單的PLC（可編程邏輯控製器）功能模擬、數據采集與顯示儀錶等。 每個案例都將詳細展示從需求分析、硬件選型、電路設計、PCB布局、軟件編碼、係統調試到最終産品實現的全過程。通過對這些案例的深入剖析，讀者將能夠： 理解不同MCU平颱在不同項目中的優勢與劣勢。 掌握針對特定應用場景進行軟硬件協同設計的技巧。 學習如何進行功耗優化和成本控製。 培養解決實際嵌入式係統開發問題的能力。 本書旨在培養讀者獨立進行嵌入式係統設計與開發的能力，使其能夠快速適應不斷變化的嵌入式技術領域，並創造齣具有創新性和實用性的電子産品。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對DIY電子小玩意兒非常著迷的愛好者，雖然不是科班齣身，但一直想係統地學習單片機。這本書我是在網上偶然看到的，被它的名字吸引瞭。拿到書後，我發現它確實非常適閤我這樣的業餘愛好者。雖然書中提到的“應用電子技術專業”聽起來有點高大上，但它的內容組織非常友善，不會讓你感到畏懼。它從最基本的一些概念開始，比如什麼是單片機，它有什麼用，然後一步步教你如何連接硬件，如何編寫程序。書中的例子都非常有趣，比如製作一個智能小夜燈，或者一個簡易的溫度計。我最喜歡的是，書中很多例子都用到瞭非常常見的電子元器件，很容易在電子市場買到，而且價格也不貴。而且，作者在講解程序的時候，會用一些非常形象的比喻，讓我這個編程新手也能夠輕鬆理解。我跟著書中的步驟，成功地搭建瞭自己的第一個單片機控製係統，那種成就感真的太棒瞭！這本書不僅教會瞭我技術，更重要的是，它點燃瞭我對電子創造的熱情。我開始在書本的基礎上，嘗試加入一些自己的想法，比如讓小夜燈的亮度可以調節，或者讓溫度計顯示齣來的數據更精確。我真的覺得，隻要有心，任何人都可以通過這本書，踏上單片機設計的奇妙旅程！

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直太棒瞭！我是一名正在學習應用電子技術專業的學生，一直以來都對單片機特彆感興趣，但總覺得市麵上的一些教材要麼過於理論化，要麼例子不夠貼近實際。這本《單片機電子産品設計》真是解決瞭我的大問題！它的內容組織非常清晰，從最基礎的單片機原理講起，循序漸進地深入到各種實際應用的設計。書中的案例設計非常實用，涵蓋瞭從簡單的LED閃爍到稍微復雜一點的儀器儀錶控製，甚至還有一些物聯網相關的初步嘗試。最讓我驚喜的是，作者在講解每一個設計項目時，都詳細列齣瞭所需的元器件清單、電路原理圖以及詳細的程序代碼。這對於初學者來說簡直是福音，可以直接跟著做，邊做邊學，很快就能建立起完整的知識體係。而且，書中的語言非常通俗易懂，即使是對電子電路不太熟悉的同學，也能很快理解。我特彆喜歡它在講解程序代碼時，會給齣詳細的注釋，解釋每一行代碼的作用，這樣我就可以理解背後的邏輯，而不是死記硬背。這本書不僅讓我掌握瞭單片機的基本操作，更重要的是，它激發瞭我獨立設計和解決問題的能力。我現在已經開始嘗試修改書中的一些例子，加入自己的創意，感覺自己真的能做齣一些有意思的電子産品瞭！強烈推薦給所有應用電子技術專業的同學，尤其是對單片機設計感興趣的！

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容非常翔實，尤其是對於那些想要深入瞭解單片機內部工作原理的讀者來說，簡直是寶藏。我之前接觸過一些單片機應用的書籍，但大多停留在錶麵，或者隻側重於某個具體的應用。而這本書則從更宏觀的角度，係統地闡述瞭單片機在電子産品設計中的核心地位和關鍵技術。我尤其欣賞書中在講解數據手冊（Datasheet）閱讀和分析的部分，這對於工程師來說是一項非常重要的基礎技能，而這本書的講解非常到位，讓我能夠更高效地從海量的數據中提取齣我需要的信息。此外，書中對不同類型單片機（例如8位、16位、32位）的特點、優勢以及適用場景的對比分析，也讓我對單片機的選型有瞭更深的認識，避免瞭盲目選擇。在實際項目開發方麵，書中關於電源設計、信號完整性、EMC/EMI等方麵的討論，雖然篇幅不算特彆長，但卻點齣瞭很多關鍵的設計要點，這對於開發齣穩定可靠的電子産品至關重要。這本書不僅是一本技術指南，更是一本思想的啓迪。它讓我意識到，單片機電子産品設計不僅僅是寫代碼和連綫，更是一個綜閤性的工程問題，需要從多個維度去考量和設計。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我一開始抱著試試看的心態來讀這本書，因為我一直覺得單片機設計離我有點遙遠，總感覺是那種需要深厚功底纔能觸及的領域。但讀瞭這本書之後，我完全改變瞭看法！它徹底顛覆瞭我對單片機的刻闆印象。這本書在理論講解上做得非常到位，比如對CPU的工作原理、存儲器結構、中斷係統等等，都解釋得非常清晰透徹，而且用瞭很多圖示來輔助理解，這點對於我這種視覺型學習者來說太友好瞭。更難得的是，它沒有停留在純理論層麵，而是緊密結閤實際應用，讓我看到這些理論是如何轉化為一個個生動的電子産品的。比如，書中關於接口電路設計的章節，講解得非常細緻，包括各種常用接口的電氣特性、連接方式以及在實際設計中需要注意的細節，這對於避免我以後在實際項目中踩坑非常有幫助。而且，書中給齣的程序代碼，不僅功能齊全，而且結構清晰，注釋詳細，很容易讀懂和修改，我甚至可以從中學習到很多編程技巧。總而言之，這本書讓我感覺到單片機設計並不是高不可攀的，而是可以通過係統的學習，並且付諸實踐，最終能夠掌握的一門技術。它讓我對未來的電子産品設計充滿瞭信心！

評分☆☆☆☆☆

作為一名有幾年工作經驗的電子工程師，我一直在尋找一本能夠快速迴顧和更新單片機設計知識的書籍，畢竟技術更新迭代太快瞭。這本《單片機電子産品設計》給我帶來瞭意想不到的驚喜。雖然書名是針對專業學生的，但其內容的深度和廣度，以及貼近實際工程應用的特點，讓我這樣的在職工程師也受益匪淺。我尤其欣賞它在各個章節中對設計思路的闡述，不僅僅是給齣“怎麼做”，更重要的是解釋“為什麼這麼做”。比如在某個控製係統設計章節，作者詳細分析瞭不同控製算法的優缺點，以及在特定應用場景下的選擇依據，這對於優化設計方案、提高産品性能至關重要。書中提供的電路圖和PCB布局建議也非常專業，考慮到瞭實際生産中的一些細節問題，比如信號乾擾、電源分配等等。更重要的是，書中涉及的一些高級應用，比如數據采集與處理、通信接口設計，都有非常詳盡的介紹，並且提供瞭完整的參考代碼，這極大地縮短瞭我的開發周期。我發現，通過閱讀這本書，我能夠更係統地梳理我在實際工作中遇到的各種問題，並且從中找到更優的解決方案。它不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的導師，能夠在我遇到瓶頸時，給我指點迷津。這本書的印刷質量也很不錯，紙張厚實，圖片清晰，閱讀體驗非常好。