单片微型计算机大学读本 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:北京航空航天大学出版社作者:李勋出品人: 页数:210 译者: 出版时间:1998-11 价格:18.00 装帧:平装 isbn号码:9787810128315 丛书系列:

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具体描述

内容简介

本书分基础、加强和特色三篇九章。它以基础篇为主，全面系统地讲解了MCS－51系列单片

机的硬件组成、运作原理、指令集、软硬件应用技术以及系统设计等基本知识；加强篇则以高档

8位单片机8XC552为代表机型，详细阐述了它的特点、新增硬件资源的组成原理及应用技巧；

特色篇扼要地介绍了EPROM型单片机的编程方法、程序封锁措施以及闪电存储器型AT89C51

系列单片机的特点与典型应用。书末附有习题库，供师生选用。

本书内容新颖、取材精练、资料翔实，是一部紧跟时代脚步的大学教材。它条理清晰、文笔

流畅、逻辑性强、例题丰富、题库精深、可读性好，是大专院校有关专业师生及从事微机控制的

广大科技人员的一本物美价廉的读物。

《微处理器系统设计与应用》内容简介本书旨在为读者提供一套全面、深入的微处理器系统设计与应用知识体系。全书内容紧密围绕现代嵌入式系统开发的核心需求展开，从底层硬件原理到上层软件实现，层层递进，力求使读者不仅掌握基础理论，更能具备实际的系统构建能力。第一部分：微处理器基础架构与原理本部分首先系统地介绍了微处理器的基本概念、发展历程及其在现代电子设备中的核心地位。着重剖析了指令集架构（ISA）的设计哲学，详细阐述了冯·诺依曼和哈佛两种主流架构的异同及其对性能的影响。核心部件解析：对中央处理单元（CPU）的各个组成部分进行了详尽的讲解，包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器组、程序计数器（PC）、指令寄存器以及指令译码器的内部工作机制。通过深入浅出的方式，剖析了数据如何在这些核心部件间高效流动和处理。时序与流水线技术：深入探讨了微处理器的工作时钟、指令周期和总线操作的时序控制。随后，详细介绍了指令流水线技术，包括指令预取、执行、访存、写回等阶段的划分，并分析了数据冒险、控制冒险及其在超标量和乱序执行处理器中的解决方案，为理解现代高性能处理器的设计打下坚实基础。存储器层次结构：全面解析了存储器系统。从CPU内部的高速缓存（Cache）的工作原理（包括直接映射、组相联、全相联策略，以及写回与直写策略）到主存（DRAM）的刷新与访问机制，再到外部存储器的接口标准。重点讲解了内存管理单元（MMU）的功能，包括虚拟地址到物理地址的转换过程、页表结构以及TLB（转换后援缓冲器）的作用，这是理解操作系统如何管理内存的关键。第二部分：系统总线、接口与外设驱动现代微处理器系统的性能往往受限于其与外部世界的通信效率。本部分专注于系统总线架构、数据传输机制以及各类标准接口的设计与应用。总线结构与仲裁：详细阐述了系统总线（地址总线、数据总线、控制总线）的电气特性和协议。对总线仲裁机制（如集中式和分布式仲裁）进行了深入分析，确保多主设备环境下的协同工作。直接存储器存取（DMA）：深入讲解了DMA控制器的工作原理，阐述了如何通过DMA实现CPU与高速外设之间的高效数据搬运，从而释放CPU资源，提升系统整体吞吐量。中断系统：系统分析了中断的产生、响应流程、中断向量表的作用以及中断优先级管理。探讨了可屏蔽和不可屏蔽中断的区别，并介绍了现代处理器中嵌套中断和中断延迟的优化方法。标准通信接口：涵盖了嵌入式系统中常用的串行和并行通信接口。包括通用异步收发传输器（UART）的波特率计算与数据帧格式；SPI和I2C总线在片上设备互联中的应用，重点分析了主从设备间的时序要求和协议细节；以及USB、PCI Express等更高速率接口的基本架构。第三部分：低功耗设计与实时性保障随着便携式设备和物联网应用的普及，对微处理器系统的功耗管理和实时性能提出了更高的要求。功耗管理技术：分析了动态和静态功耗的来源。详细介绍了时钟门控、电源门控、动态电压和频率调整（DVFS）等技术在降低系统功耗中的应用。探讨了睡眠模式和唤醒机制的设计。实时操作系统（RTOS）基础：阐述了实时系统的基本概念，如截止时间、抖动和优先级反转问题。介绍了常见的任务调度算法，如固定优先级抢占式调度和轮转调度。重点分析了信号量、互斥锁和消息队列等同步与通信原语的正确使用，以确保关键任务的严格时序要求。第四部分：系统集成与调试方法本部分将理论知识应用于实际系统搭建，重点介绍硬件描述语言（HDL）的基础应用，以及系统级调试和验证的策略。硬件描述语言入门：简要介绍了VHDL或Verilog在描述和仿真数字电路，特别是微处理器外设和简单的控制器逻辑中的应用。通过实例展示如何用HDL语言描述寄存器读写操作和状态机逻辑。嵌入式系统调试技术：讲解了从底层到应用层的系统调试流程。包括使用逻辑分析仪观察总线信号、使用JTAG/SWD接口进行片级调试、设置硬件断点和观察内存状态。强调了故障注入和边界扫描技术在系统集成阶段的验证价值。本书结构严谨，理论深度适中，结合了大量的工程实例和设计权衡分析，旨在培养读者构建高性能、高可靠性、低功耗的嵌入式系统的综合能力。内容侧重于系统层面的理解和设计，而非特定某一款CPU的汇编编程细节。

作者简介

目录信息

目录
基础篇
第一章 MCS－51硬件结构
1.1引言
1.2MCS－51系列
1.3内部结构
1.3.1专用寄存器
1.3.2端口结构及运作
1.3.3存储器组织
1.3.4CPU定时
1.3.5片外存储器的存取
1.3.6复位电路
1.3.7片内时钟振荡器
1.4定时/计数器
1.4.1定时器0和定时器1
1.4.2定时器2
1.5串行口
1.5.1运作方式
1.5.2串行口控制寄存器
1.5.3多机通讯
1.5.4波特率
1.6中断系统
1.6.1中断源
1.6.2中断允许和优先级寄存器
1.6.3中断处理过程
1.6.4外部中断的触发方式
1.6.5中断响应时间
1.7引脚功能
第二章指令系统
2.1寻址方式
2.1.1寄存器寻址
2.1.2直接寻址
2.1.3寄存器间接寻址
2.1.4立即寻址
2.1.5基址寄存器加变址寄存器间接寻址
2.2指令分类
2.3数据传送指令
2.3.1单向数据传送指令
2.3.2数据交换指令
2.4算术指令
2.4.1加法类指令
2.4.2减法类指令
2.4.3乘除法指令
2.5逻辑指令
2.5.1单操作数逻辑运算指令
2.5.2双操作数逻辑运算指令
2.6控制跳转指令
2.6.1子程序调用和返回指令
2.6.2无条件跳转指令
2.6.3条件跳转指令
2.6.4比较不等则跳转指令
2.6.5循环控制及其他指令
第三章程序设计示范
3.1数制转换子程序
3.2多倍精度运算
3.3查表程序
3.4堆栈操作程序
3.4.1堆栈在中断时的应用
3.4.2堆栈在参数传递中的应用
3.5分支程序
3.5.1目的地址的查表法
3.5.2目的地址的实时计算法
3.6代码排队参数传递法
第四章外围接口技术
4.1接口软件实例
4.1.1虚拟I/O端口
4.1.2控制信号的软件定时
4.1.3串行口和定时器的方式设定
4.1.4简单的串行I/O驱动程序
4.1.5串行口字符串的传送
4.1.6特别情况的辨识与处理
4.1.7多机串行通讯
4.1.8定时器中断示例
4.1.9定时溢出和中断的同步
4.1.10定时器瞬时值的动态读出
4.1.11单步运行
4.1.12中断优先级别的扩展
4.2外围接口实例
4.2.1程序存储器的扩展
4.2.2数据存储器的扩展
4.2.3程序/数据存储器的扩展
4.2.4片外数据存储器和I/O扩展
4.2.5多中断源的安排
4.2.68031最小用户系统
4.2.7I/O口扩展
4.2.8并行I/O口的直接应用
第五章布尔处理功能应用实例
5.1布尔变量逻辑函数的软件解法
5.2汽车转弯信号灯的控制
5.3复杂控制功能的实现
5.3.1输入矩阵的实施方案
5.3.2组合输出变量的计算
5.3.3中间变量的计算
5.3.4和远方处理器的通讯及其他
第六章80C51BH和80C52
6.1引言
6.1.1CMOS 的演化
6.1.2CHMOS工艺
6.1.3MCS－51系列中的CHMOS品种
6.2CMOS和CHMOS电路的特点
6.2.1闩连现象
6.2.2逻辑电平与接口问题
6.2.3抗干扰能力
6.2.4未用引脚的处理
6.2.5上拉电阻
6.2.6下拉电阻
6.2.7内部上拉器件的驱动能力
6.2.8功耗
6.380C51BH应用技巧
6.3.1掉电方式的应用
6.3.2电池后备系统
6.3.3电源切换电路
6.3.480C31BH配用CHMOSEPROM
6.3.5键盘扫描
6.3.6驱动液晶显示器
6.3.7LCD驱动器
6.3.8频率测量
6.3.9周期测量
6.3.10脉冲宽度测量
6.3.11HMOS/CHMOS的互换性
6.480C52
6.4.1定时器2
6.4.2串行口
6.4.3串行口应用示例
6.4.4掉电方式
6.4.5断电标志
6.4.6在线仿真方式
加强篇
第七章 8XC552概要
7.1概述
7.2内部结构
7.2.1存储器组织
7.2.2专用寄存器
7.2.3片内振荡器和复位电路
7.3引脚配置及封装
7.3.1引脚排列
7.3.2引脚功能
7.3.3器件型号
第八章 8XC552片内硬件资源
8.1定时器T2
8.1.1内部结构及运作原理
8.1.2定时器2控制寄存器TM2CON
8.1.3输入捕捉逻辑
8.1.4输出比较逻辑
8.1.5中断标志寄存器TM2IR
8.1.6中断优先级寄存器IP1
8.1.7中断允许寄存器IEN1
8.1.8定时器T2的应用
8.2定时器3――监视定时器
8.2.1内部结构及运作原理
8.2.2监视定时器的使用细则
8.2.3监视定时器软件示例
8.3串行I/O口
8.3.1I2C串行I/O口概要
8.3.2运作方式
8.3.3SIO1的内部结构
8.3.4SIO1的专用寄存器
8.3.5运作方式图解
8.3.6SIO1服务程序示例
8.4I/O端口结构
8.5脉冲宽度调制输出
8.6A/D转换器
8.6.1A/D转换
8.6.2ADC分辨率及模拟电压
8.7中断系统
8.7.1中断源
8.7.2中断允许寄存器
8.7.3中断优先级寄存器
8.7.4中断向量
8.8低功耗运作方式
特色篇
第九章 AT89C51及其他
9.1EPROM型器件
9.1.18751H
9.1.28751BH/8752BH和87C552
9.1.387C51
9.2闪电存储器型器件
9.2.189C51
9.2.2AT89C2051
9.3串行EEPROM和AT89C2051接口
9.3.1硬件连接
9.3.2双向数据传送协议
9.3.3模拟I2C总线数据传送
附录题库
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书最让我印象深刻的一点，是它非常注重横向知识面的拓宽。它并没有将微机系统局限在一个孤立的知识点上，而是巧妙地将其融入到整个计算机科学的生态系统中去。比如，在讲解存储器管理单元（MMU）的工作原理时，作者没有止步于硬件寄存器的配置，而是顺带讲解了操作系统的虚拟内存是如何依赖于MMU的硬件支持来实现的，甚至还提到了现代CPU缓存一致性协议的一些基本概念。这种关联性的讲解，极大地拓宽了我的知识边界，让我明白，学习微机原理，实际上是在触碰整个计算机系统的核心脉络。它不仅仅是一门关于“如何搭建一个处理器”的课程，更是一门关于“计算机如何高效运行”的哲学。我甚至发现，这本书中对底层硬件的深刻理解，反过来也帮助我更好地理解了上层的编程语言特性和软件性能瓶颈。这套知识体系的构建是如此的稳固和全面，让我对未来深入学习计算机体系结构、嵌入式系统等领域充满了信心。

☆☆☆☆☆

与其他我读过的技术书籍相比，这本书在语言风格上有着一种独特的魅力，它既有学术的严谨性，又不失文人的灵动。很多技术书籍为了追求所谓的“专业”，语言总是生硬晦涩，读起来像在啃硬骨头。但这本书的作者显然对文字有着精妙的驾驭能力。在解释一些抽象的硬件概念时，作者会巧妙地运用一些富有画面感的描述，让冰冷的代码和电路仿佛有了生命。比如描述数据在总线上传输的过程，作者将其比作一条繁忙的河流，各种数据包有序地流动，这种描述立刻让那个静态的结构图活了起来。同时，作者在批判性思维的引导上也做得非常出色。在介绍某些经典设计方案时，他们会适当地提出一些潜在的局限性，并引导读者思考“有没有更好的替代方案”，这极大地激发了我独立思考的欲望。阅读过程中，我常常会停下来，思考作者提出的每一个观点背后的逻辑推导，而不是盲目接受。这种亦师亦友的交流感，让学习过程变得非常享受。

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这本书的配套资源和自学友好度简直是业界良心。光是纸质书本身，里面的插图和流程图绘制得非常精美且清晰，有些复杂的时序图，如果不是用这种高质量的印刷和排版呈现，我可能根本看不懂。我通过书本后附带的说明，找到了在线的代码资源库，那里的代码示例都是可以直接编译运行的，而且针对不同的实验点，都有详细的步骤指导。这对于我们这些动手能力可能略显不足的读者来说，简直是救命稻草。我按照书中的提示，在虚拟机环境下搭建了一个简单的模拟平台，跟着书里的步骤一步步调试那些底层代码，每当程序成功运行并按照预期输出结果时，那种成就感是无与伦比的。作者似乎非常理解学生自学时会遇到的各种困难，他们提供的不仅仅是知识，更是一套完整的学习工具和方法论。这种实践导向的教学方式，极大地增强了我学习的积极性和持续性，让我从被动接受知识，转变为主动探索知识。

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这本书的封面设计简洁大气，封面上那个带着点复古味道的芯片图案立刻抓住了我的眼球。我本来对微机这块就有些懵懂，总觉得它高深莫测，但看到这本书的名字，感觉好像有了一丝亲近感。打开书本，首先映入眼帘的是排版，字体大小和行间距都恰到好处，阅读起来非常舒适，长时间盯着屏幕看久了眼睛会酸，但捧着这本书却没有这种感觉。作者在介绍基础概念时，没有直接抛出那些复杂的术语，而是用了大量生活化的比喻来解释，比如把CPU比作大脑，寄存器比作工作台上的工具盒，这种方式让我这个初学者很快就进入了状态。比如在讲到冯·诺依曼结构时，作者没有仅仅停留在理论层面，而是结合了实际的微机系统结构图进行了详细的图文解析，甚至还穿插了一些历史上重要计算机的演变过程，让整个学习过程充满了历史的厚重感和探索的乐趣。我特别喜欢它对指令集的讲解部分，那种循序渐进的逻辑梳理，让我仿佛亲手在操作一个微小的处理器，去理解它如何一步步执行任务。这种扎实的理论基础和生动的讲解方式的结合，是我在其他很多教材中不曾体验过的。

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说实话，这本书的深度和广度真的超乎我的预期。我以为“大学读本”只是针对入门者，内容会比较浅显，但实际上，它对那些核心概念的挖掘非常深入。比如在谈到中断机制时，作者不仅讲解了中断的硬件实现流程，还深入分析了不同类型中断的优先级管理和上下文保存与恢复过程，这对理解操作系统内核的工作原理也大有裨机。更让我惊喜的是，书中还涉及了一些现代微机系统设计中的前沿问题，比如流水线技术、超标量架构的初步介绍，这些内容在一般的入门教材里是很难见到的。我特别欣赏作者在讲解这些复杂技术时，总能找到一个清晰的逻辑链条，让你明白“为什么”要这样做，而不是简单地告诉你“怎么做”。书中的案例分析也非常到位，那些用汇编语言编写的小程序，每一个都精妙地展示了一个特定功能的实现过程，注释详细得让人感动。阅读完这部分内容后，我对“程序是如何在硬件上运行的”这个问题，有了一个颠覆性的理解。它不再是一个黑箱，而是一个可以被拆解、被理解的精巧机械。

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