单片微型计算机实验指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:东华大学出版社（原中国纺织大学出版社）

作者:杨向萍,王跃

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:10.00元

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isbn号码:9787810382991

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• 单片机
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• 电子技术
• 计算机基础
• 嵌入式系统
• 实践
• 电路
• 8051
• 微型计算机

《嵌入式系统开发实战手册》 本书旨在为读者提供一套全面、深入的嵌入式系统开发实战指南。我们不侧重于介绍某一种特定的单片微型计算机硬件平台，而是着眼于嵌入式系统开发的核心原理、通用技术和关键实践。本书内容聚焦于帮助读者理解嵌入式系统从概念到实现的全过程，培养独立解决问题的能力。 第一部分：嵌入式系统基础理论与架构 本部分将带领读者走进嵌入式系统的世界。首先，我们将深入剖析嵌入式系统的定义、特点以及在现代科技中的广泛应用，例如物联网设备、汽车电子、工业自动化、医疗器械等。我们将探讨不同类型的嵌入式系统架构，包括裸机系统、实时操作系统（RTOS）系统以及基于 Linux 的嵌入式系统，并分析它们各自的优缺点和适用场景。 接着，我们将详细介绍嵌入式系统的核心组成部分。这包括处理器（CPU）的选型原则、指令集架构（ISA）的概览，以及存储器（RAM、ROM、Flash）的类型、特性和访问方式。我们还将讲解嵌入式系统中的输入/输出（I/O）接口，如通用输入/输出（GPIO）、串行通信接口（UART、SPI、I2C）、并行接口（Parallel Interface）以及模拟/数字转换器（ADC、DAC）等，并阐述它们在数据采集和控制中的作用。 此外，我们将探讨嵌入式系统的功耗管理策略，这在电池供电的嵌入式设备中至关重要。读者将了解各种低功耗模式、时钟门控技术以及动态电压频率调整（DVFS）等方法。 第二部分：嵌入式软件开发流程与工具链 本部分将聚焦于嵌入式软件的开发过程。我们将详细介绍嵌入式软件开发的生命周期，包括需求分析、系统设计、编码实现、集成测试、部署和维护。 在开发工具方面，我们将介绍交叉编译（Cross-Compilation）的概念及其重要性，并详细讲解 C/C++ 语言在嵌入式开发中的应用。读者将学习如何使用 GCC、Clang 等交叉编译器工具链来构建项目。我们将深入探讨构建系统，如 Make、CMake 的使用方法，以及如何管理复杂的嵌入式项目依赖。 代码调试是嵌入式开发的关键环节。我们将介绍各种调试技术和工具，包括使用仿真器（Simulator）、调试器（Debugger，如 GDB）、逻辑分析仪（Logic Analyzer）和示波器（Oscilloscope）等硬件调试工具。读者将学习如何设置断点、单步执行、查看内存和寄存器状态，以及如何进行性能分析。 此外，我们还会介绍嵌入式系统常用的操作系统（RTOS）的概念，例如 FreeRTOS、RT-Thread 等。我们将讲解 RTOS 的任务管理、内存管理、进程间通信（IPC）以及中断处理等核心机制，并提供实际的代码示例来演示如何利用 RTOS 提升嵌入式软件的健壮性和实时性。 第三部分：嵌入式系统硬件交互与驱动开发 本部分将深入探讨嵌入式系统与硬件之间的交互。我们将详细讲解如何编写底层驱动程序来控制和管理各种硬件外设。 读者将学习如何编写 GPIO 驱动，实现对 LED、按键等基本 GPIO 设备的控制。我们将深入讲解串行通信协议（UART, SPI, I2C）的原理，并提供具体的驱动代码示例，教导读者如何通过这些接口与外部传感器、存储器或通信模块进行数据交换。 对于模拟信号的处理，我们将详细讲解 ADC 和 DAC 的工作原理，以及如何编写相应的驱动程序来读取模拟传感器数据或输出模拟控制信号。 本书还将涵盖嵌入式系统中常见的通信协议，如 TCP/IP、MQTT、HTTP 等，并介绍如何在嵌入式设备上实现网络连接和通信。读者将学习如何使用 LWIP 等轻量级网络协议栈，以及如何与云平台进行数据交互。 第四部分：嵌入式系统集成、测试与优化 本部分将关注嵌入式系统的集成、测试和性能优化。我们将讲解如何将编写好的软件模块集成到目标硬件上，并进行系统级的功能验证。 在测试方面，我们将介绍单元测试、集成测试和系统测试的方法。读者将学习如何编写测试用例，使用自动化测试工具来提高测试效率，并掌握常见的测试策略，如灰盒测试、黑盒测试和回归测试。 性能优化是嵌入式系统设计中的重要一环。我们将探讨常见的性能瓶颈，并提供多种优化技术，包括代码优化（如算法改进、内存访问优化）、任务调度优化、中断处理优化以及功耗优化等。读者将学会使用性能分析工具来定位和解决性能问题。 最后，我们将讨论嵌入式系统的可靠性设计和安全性考虑，包括故障处理、异常检测、软件更新机制以及常见的安全漏洞及其防范措施。 本书特色： 原理与实践并重： 既讲解了嵌入式系统开发的核心原理，又提供了大量的实战代码示例和开发技巧。 通用性强： 内容不局限于特定硬件平台，所介绍的技术和方法适用于绝大多数嵌入式系统开发场景。 注重能力培养： 旨在帮助读者掌握解决实际问题的能力，而非仅仅是某款芯片的使用手册。 结构清晰，循序渐进： 从基础理论到高级应用，层层递进，适合不同层次的读者。 前沿技术涵盖： 紧跟嵌入式技术发展趋势，介绍物联网、实时操作系统、网络通信等热门领域。 通过阅读本书，读者将能够构建坚实的嵌入式系统开发知识体系，掌握独立开发和调试嵌入式软硬件的能力，为在物联网、人工智能等前沿领域的设计与开发奠定坚实基础。

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这本**《单片微型计算机实验指导》**，光是书名就透着一股子扎实的理工科气息，像极了我当年在机房里面对着一块块电路板和密密麻麻的芯片时的心情。我手里捧着的这本书，拿到手的时候就感觉分量十足，那种沉甸甸的感觉，仿佛里面装载的不仅仅是知识，还有无数个夜晚挑灯夜战的记忆。我记得我大学刚接触单片机的时候，最头疼的就是那些理论和实际操作之间的鸿沟，书本上的抽象概念到了动手环节就完全卡壳。翻开这本书，我首先被它清晰的章节划分和详尽的步骤图吸引住了。它不像有些教材那样堆砌公式和晦涩的术语，而是非常注重“实战演练”。比如，它对8051系列单片机的I/O端口控制、定时器中断的配置、乃至简单的ADC/DAC应用，都给出了非常手把手的指导。我尤其欣赏其中对常用开发工具和调试技巧的介绍，那些关于如何使用仿真器、如何排除常见硬件故障的“小窍门”，对于初学者来说简直是救命稻草。阅读过程中，我能想象到作者在编写这些实验指导时，一定亲手操作了无数次，确保每一步指令和每一个硬件连接都是完美无缺的。这本书更像是一位经验丰富的老工程师，耐心地在你耳边指导你完成每一个实验模块的搭建与验证，让人有一种“原来如此简单”的顿悟感，极大地增强了学习的信心和动手能力，是工程实践中不可多得的好帮手。

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对于我这种非科班出身，但工作需要接触硬件接口的人来说，这本书无疑是一剂强心针。我之前在项目集成时，经常遇到各种奇奇怪怪的通信问题，比如串口数据的丢包、I2C通信的时序错误等等，这些问题在高级的软件库里往往被封装得很好，一旦出了错，就无从下手去追溯根源。这本书的实验内容，恰好弥补了这种“空中楼阁”式的知识结构。它非常贴近实际的硬件操作，比如如何配置波特率、如何设置数据帧格式，甚至是具体的时钟频率对通信速度的影响，都有明确的实验环节来验证。我记得有一个关于LCD显示的实验，书中不仅指导了如何发送初始化命令，还细致地讲解了时序图，让我明白了为什么在发送数据前必须等待特定的微秒延迟。这种从“知道”到“理解”的转变，是无可替代的。它让我不再惧怕那些冷冰冰的数据手册，因为我已经通过动手实践，掌握了如何解读和应用这些技术规范的底层逻辑。这本书的价值，就在于它将那些原本高高在上的硬件协议，拉到了可以被我们亲手掌控和调试的层面上。

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这本书给我带来的最大感受，是一种久违的“匠人精神”的回归。在如今这个快速迭代的科技圈里，很多教程都追求新潮和快速出成果，往往忽略了基础知识的深度挖掘和系统性的训练。而这本《单片微型计算机实验指导》，则完全反其道而行之，它采用了一种近乎“老派”的严谨态度来对待每一个实验环节。从最初的汇编语言编程入门，到使用C语言进行嵌入式开发，这本书都有着极其清晰的“进阶路径”。我印象特别深的是关于中断系统的实验部分，它不仅仅是让程序能响应外部中断，更是详细解释了中断向量表的结构、优先级管理以及上下文的保存与恢复过程，配图清晰到足以让你在不借助任何外部工具的情况下，就能在脑海中模拟出CPU的执行流程。这种对细节的极致追求，使得这本书的学习曲线虽然不算平缓，但一旦跨越了初始的门槛，收获将是极其丰厚的。它强迫你必须去思考指令的执行周期、内存的分配，以及如何优化代码以减少不必要的系统开销。读完这本书，我感觉自己对“效率”的理解都上升到了一个全新的高度，不再满足于程序能跑起来就好，而是要追求它跑得**更稳健、更高效**。

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这本书的配套资源和学习体验，也值得我特别提一下。尽管我拿到的是纸质版本，但书中的每一个实验案例，都设计得具有很高的可移植性和可扩展性。它没有把所有的可能性都塞进书里，而是提供了一个坚实的基础框架，鼓励学习者在此之上进行创新。例如，在讲解了基础的LED点阵控制后，作者留下了“尝试显示字符”的开放性课题，这极大地激发了我的主动探索欲。我曾尝试用书中的基础定时器模块去构建一个更复杂的频率发生器，整个过程都受益于书中对定时器模式（PWM、计数器等）的详细对比和实验验证。这种引导式的学习方法，避免了死记硬背，而是通过解决实际问题的过程来巩固知识。而且，这本书的语言风格虽然严谨，但绝不枯燥，它总能在关键技术点穿插一些行业内的经验之谈，让人在学习技术细节的同时，也能感受到作者对这门学科的热爱和积累。总而言之，对于任何想要从零开始系统掌握单片机底层原理和实践技能的工程学习者而言，这本书都是一本经得起时间考验的经典教材，它塑造的不仅仅是技能，更是解决问题的基本方法论。

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说实话，我买这本书的时候，其实是对新兴的嵌入式系统更感兴趣，毕竟现在市面上谈论的都是ARM、树莓派这类“高大上”的平台。但拿到这本书后，我发现对基础的理解才是万丈高楼平地起的第一步。这本书的内容编排，虽然聚焦于相对传统的单片微型计算机，比如经典的MCS-51架构，但它对底层硬件逻辑的阐述极其深入和透彻。它没有直接跳到复杂的操作系统或网络协议栈，而是将所有的篇幅都用在了最核心的“控制”上——如何用最基础的指令集去驱动硬件，如何精确地控制时间，如何有效地处理外部信号。这种基础训练的扎实性，在后续学习更复杂的系统时，会体现出巨大的优势。我记得其中关于位操作和寄存器直接访问的部分，讲解得极其到位，一下子理清了我之前很多模糊的概念。它不仅仅告诉你“怎么做”，更深层次地解释了“为什么这么做”。阅读这本书的过程，就像是把一块块复杂的电路板拆开，然后让你亲手用最原始的元件重新组装起来，每一步都让你对数字逻辑和硬件交互有了更深刻的敬畏。对于想要真正理解计算机是如何“思考”和“行动”的读者来说，这套实验指导的价值，远远超出了单纯的技能训练范畴，它是在锤炼一种解决底层问题的思维模式。

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