零起步轻松学单片机技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电

作者:蔡杏山

出品人:

页数:221

译者:

出版时间:2007-8

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787115162472

丛书系列:

图书标签:

• 单片机
• 嵌入式系统
• Arduino
• C51
• 电子制作
• DIY
• 零基础
• 入门
• 技术
• 教程

开启您的嵌入式开发之旅：洞悉硬件与软件的交互艺术 在日新月异的科技浪潮中，嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面，从智能家居的温控器，到汽车发动机的控制器，再到工业自动化生产线的精密设备，无一不闪耀着嵌入式技术的智慧。对于渴望探索这一迷人领域的学习者而言，踏出第一步往往充满未知。本书旨在为您提供一条清晰、扎实的学习路径，让您在理解硬件底层原理的基础上，掌握软件编程的精髓，最终能够独立设计并实现属于自己的嵌入式系统。 本书并非简单罗列枯燥的代码和晦涩的理论，而是以一种循序渐进、由浅入深的方式，引导您逐步构建对单片机技术的全面认知。我们将从最基础的概念出发，为您揭开单片机的神秘面纱，理解其核心组成部分，如中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入/输出（I/O）端口以及各种外围设备（定时器/计数器、中断控制器、通信接口等）。您将了解到这些看似独立的单元是如何协同工作，共同完成复杂的任务。 核心硬件架构的深度解析 在深入软件开发之前，对单片机的硬件架构有深刻的理解是至关重要的。本书将详细剖析不同系列单片机的典型架构，例如在业界广泛应用的8位、16位以及32位单片机。我们将重点关注CPU的工作原理，包括指令集、流水线技术、中断处理机制等，让您明白计算机是如何执行指令并与外部世界互动的。 您将深入了解单片机的存储器组织，区分RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）的功能与特点，理解它们在程序存储、数据缓存以及变量存放中的作用。对于I/O端口，我们将详细讲解其工作模式，包括输入模式、输出模式、开漏输出、推挽输出等，并阐述如何通过配置寄存器来灵活控制这些端口，实现与外部传感器、执行器等硬件的连接。 定时器/计数器作为单片机的重要外围模块，在产生精确延时、测量频率、生成PWM信号等方面扮演着关键角色。本书将通过生动的实例，讲解不同定时器/计数器的配置方法、工作模式（如定时模式、计数模式、PWM模式）以及相关的寄存器操作，让您能够运用定时器实现精确的时间控制。 中断系统是提高单片机效率、实现实时响应的重要机制。我们将详细介绍中断的产生、优先级、中断向量表以及中断服务程序的编写，让您理解如何通过中断机制，让单片机在处理某个事件的同时，能够及时响应其他更紧急的任务，从而实现高效的多任务处理。 此外，对于单片机常用的通信接口，如UART（通用异步收发传输器）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路总线）等，本书也将逐一进行深入讲解。您将了解到这些接口的工作原理、通信协议、主从模式设置以及如何在软件中进行配置和数据收发，从而实现单片机与其他设备（如传感器、显示屏、其他单片机）之间的数据交换。 软件编程的艺术与实践 掌握了硬件基础后，我们将正式进入软件编程的世界。本书将以C语言作为主要的开发语言，因为它具有高效、接近硬件的特点，是嵌入式开发的首选语言。您将学习到C语言在嵌入式开发中的特有应用，包括指针的使用、位操作、结构体和联合体的设计等，这些都是编写高效、紧凑的嵌入式代码的关键。 我们将从最基础的“点亮LED”程序开始，引导您熟悉开发环境的搭建、代码的编写、编译、下载以及调试的过程。通过这个简单的例子，您将初步体验到“代码驱动硬件”的成就感。 随着学习的深入，我们将逐步引入更复杂的编程概念，例如： GPIO（通用输入/输出）端口的编程： 如何通过软件控制LED的闪烁、按键的检测，以及如何读取传感器的数据。 延时函数的实现与应用： 理解精确延时对于许多应用的重要性，并学习如何利用定时器实现精确延时。 中断服务的编写与配置： 如何编写高效的中断服务程序，处理外部事件，提高系统的响应速度。 串口通信的实现： 如何利用UART进行数据的发送和接收，实现单片机与上位机或其他设备的通信。 ADC（模数转换器）的读取： 如何将模拟信号转换为数字信号，实现对温度、湿度、光照等物理量的测量。 PWM（脉冲宽度调制）的生成： 如何利用定时器生成PWM信号，用于控制电机转速、LED亮度等。 本书将提供大量精心设计的实验案例，每个案例都紧密结合单片机的硬件特性和实际应用需求。您将亲手操作，将所学的知识转化为实际的项目，例如： 简易交通灯控制器： 学习状态机设计，实现模拟交通信号的控制。 电子时钟： 利用定时器和数码管显示时间，进一步加深对定时器和I/O控制的理解。 温湿度监测系统： 结合传感器和串口通信，构建一个能够实时监测环境参数的系统。 小型机器人小车： 通过电机驱动、传感器反馈和简单的路径规划，实现机器人的运动控制。 项目驱动的学习模式 本书的核心理念在于“实践出真知”。每一个知识点都将通过实际操作和项目实践来巩固。我们将鼓励您动手搭建电路，编写代码，观察实验现象，并通过调试来解决遇到的问题。这种“做中学”的学习模式，能够让您更快地掌握知识，并建立起独立解决问题的能力。 在项目开发过程中，您将不仅仅是按照既定步骤完成任务，更会引导您思考： 如何选择合适的单片机型号？ 考虑性能需求、功耗、成本以及外围接口。 如何设计合理的硬件电路？ 包括电源、晶振、复位电路以及必要的滤波和保护电路。 如何优化代码结构和算法？ 提高程序的运行效率，减少资源占用。 如何进行有效的系统调试？ 掌握使用调试工具（如JTAG/SWD调试器）来查找和解决软件bug。 如何进行功耗管理？ 对于电池供电的嵌入式设备尤为重要。 面向未来：进阶之路 本书不仅关注基础知识的传授，更着眼于为您的进阶之路打下坚实基础。在掌握了基本的单片机开发技术后，您将能够更容易地学习和理解更高级的嵌入式技术，例如： RTOS（实时操作系统）： 学习如何使用RTOS来管理多任务、处理优先级和资源共享，构建更复杂的嵌入式系统。 嵌入式Linux： 了解嵌入式Linux的开发流程，学习如何交叉编译、驱动开发以及应用开发。 物联网（IoT）技术： 将您的单片机项目连接到互联网，实现远程控制、数据采集和云平台交互。 嵌入式系统安全： 了解嵌入式系统面临的安全威胁，学习基本的安全防护技术。 本书旨在成为您迈入嵌入式开发领域的引路人，为您提供扎实的理论知识、丰富的实践经验和广阔的进阶视野。无论您是学生、爱好者还是希望在嵌入式领域发展的工程师，都将从本书中获益。准备好开启您的嵌入式探索之旅吧！

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