The 8051/8052 Microcontroller pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Universal Publishers

作者:Craig Steiner

出品人:

页数:348

译者:

出版时间:2005-8-29

价格:USD 59.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781581124590

丛书系列:

图书标签:

• 汇编
• 8051
• 8052
• Microcontroller
• Embedded Systems
• Digital Electronics
• Programming
• Assembly Language
• Hardware
• Electronics
• Engineering
• Computer Architecture

深入探索现代嵌入式系统的基石：STM32微控制器原理与实践 本书旨在为读者提供一个全面、深入且高度实用的微控制器学习路径，聚焦于目前工业界应用最为广泛、性能卓越的ARM Cortex-M系列核心——STMicroelectronics（意法半导体）的STM32微控制器家族。 本书并非对经典8位或16位架构的简单回顾，而是着眼于未来嵌入式系统设计的前沿需求，系统性地构建读者在32位高性能微控制器平台上的理论知识与工程实践能力。 第一部分：从基础到架构的跨越——32位世界的奠基 本部分将引导读者完成从传统微控制器思维到现代32位ARM架构的思维模式转变。 第一章：嵌入式系统范式革新 本章首先概述了嵌入式系统设计的演变历程，对比了8位、16位架构（如MCS-51系列）与32位Cortex-M架构在性能、功耗、存储空间和指令集复杂度上的代际差异。重点解析了从精简指令集（RISC）向优化的精简指令集（Thumb/Thumb-2）演进的意义，以及这如何影响实时性与代码密度。我们将讨论存储器保护单元（MPU）在现代操作系统（如RTOS）引入中的关键作用，以及其在资源受限环境下实现安全隔离的必要性。 第二章：Cortex-M内核的深度剖析 我们将聚焦于STM32系列广泛采用的Cortex-M3/M4内核。内容涵盖了哈佛/冯·诺依曼混合架构的内存访问机制，流水线的工作原理及其对执行效率的影响。详细讲解了寄存器组、堆栈操作的规范性，以及如何利用嵌套向量中断控制器（NVIC）实现高效、可预测的中断管理。NVIC的优先级分组、抢占与子优先级设置，是保证实时系统稳定性的核心，本书对此进行了详尽的数学模型和实际操作演示。此外，还将探讨位带（Bit-Banding）技术，阐释其如何通过硬件加速实现对单个比特的高效读写操作。 第三章：STM32的内存映射与总线结构 STM32的灵活性源于其先进的总线矩阵。本章将系统梳理STM32系列（特别是F4/L4系列）的多层AHB总线矩阵结构，包括主设备（Master，如CPU、DMA控制器）和从设备（Slave，如内部SRAM、Flash、外设寄存器组）之间的仲裁机制。深入解析了闪存（Flash）和SRAM的访问时序，特别是引入等待状态（Wait States）的概念，以及如何通过调整系统时钟频率与AHB/APB预分频器，实现对不同速度外设的最佳资源分配。 第二部分：外设的精细控制——从硬件接口到数据流管理 本部分是本书的工程核心，详细讲解了如何利用STM32强大的集成外设，实现复杂的数据采集、处理和通信任务。 第四章：时钟系统与电源管理 时钟系统是嵌入式系统的“心脏”。本章详细描述了STM32的RCC（复位和时钟控制）模块，从外部晶振（HSE/LSE）、内部RC振荡器（HSI/LSI）到锁相环（PLL）的完整配置流程。重点解析了如何配置多级PLL以产生最高系统频率，并确保为APB1/APB2总线提供合适的分频时钟。此外，系统地介绍低功耗模式（Sleep, Stop, Standby），并结合实际案例展示如何通过唤醒源（如EXTI、RTC）和功耗预算分析，实现电池供电设备的超长待机。 第五章：通用定时器（TIM）的高级应用 定时器不再仅仅是简单的延时工具。本章深入探讨了STM32定时器的多功能性： 1. 脉冲宽度调制（PWM）生成： 不仅覆盖基本的周期和占空比设置，还将深入讲解互补输出、死区时间插入（Dead-Time Insertion）在电机驱动和功率转换中的重要性。 2. 输入捕获（Input Capture）： 利用定时器对外部脉冲信号（如编码器信号、频率测量）进行精确时间戳标记，并引入编码器模式（Encoder Mode）的硬件实现。 3. 高级定时器（Advanced Timers）： 针对电机控制优化的定时器特性分析。 第六章：模数转换器（ADC）与数模转换器（DAC） ADC的性能直接决定了系统的数据采集质量。本章将详述STM32 ADC模块的复杂操作模式：单次转换、连续扫描模式、多通道序列化采集。重点讲解过采样（Oversampling）和抖动（Dithering）技术如何提高有效位数（ENOB）。同时，对比DMA在ADC数据传输中的作用，解释如何配置DMA以实现数据“零拷贝”传输至内存，而无需CPU干预。DAC部分则侧重于波形生成（如三角波、正弦波）的应用。 第七章：串行通信接口的精通 本章全面覆盖了STM32的通用异步收发器（USART/UART）、同步串行接口（SPI）和I²C总线。在SPI部分，不仅讲解主从模式，还将探讨四线SPI（4-wire SPI）在高速数据交换中的应用，以及如何处理片选（CS）的自动/软件控制。I²C部分，重点解析了时钟拉伸（Clock Stretching）、多主模式，以及STM32如何处理总线仲裁和错误检测。 第三部分：数据流的自动化与系统集成 本部分侧重于如何解放CPU，利用片上资源高效处理数据。 第八章：直接内存访问（DMA）——数据传输的革命 DMA控制器是实现高性能嵌入式系统的关键。本章系统性地讲解DMA的传输请求（Request）机制、总线仲裁以及循环模式（Circular Mode）。重点分析了多流（Multi-Stream）DMA的并行处理能力，并提供丰富的实例，如： UART与SRAM之间的连续数据块传输。 ADC扫描结果通过DMA直接填充到波形缓冲区。 SPI/I2C总线的数据传输自动化。 第九章：实时操作系统（RTOS）的引入与STM32集成 随着系统复杂度的提升，裸机编程难以管理多任务并发。本章引入FreeRTOS（作为主流选择），讲解其内核组件：任务调度（抢占式与协作式）、信号量、互斥锁（Mutex）和消息队列。关键在于，本书将详细演示如何将STM32的硬件中断（通过NVIC）与RTOS的中断服务程序（ISR）与任务同步机制（如使用xHigherPriorityTaskWoken）进行安全高效的集成，确保实时性不受影响。 第十章：USB设备与网络接口的实现 本章涵盖了STM32在外部连接方面的能力，特别是对于需要与PC交互或进行网络通信的场景。 1. USB On-The-Go (OTG) FS/HS： 讲解USB协议的基本结构（端点、描述符、事务），并侧重于如何配置STM32的USB控制器实现虚拟串口（CDC）或大容量存储设备（MSC）的软件栈搭建。 2. 以太网接口（ETH）： 如果涉及高性能系列（如F4/F7），本章将介绍MAC/PHY层的接口定义，以及如何集成LwIP轻量级TCP/IP协议栈，实现嵌入式设备到局域网的基础通信能力。 附录：代码工程化与调试技巧 附录部分提供实用的工程指南，包括STM32CubeMX工具链的使用方法、HAL/LL库的选择对比，以及使用JTAG/SWD调试接口进行断点设置、内存观察和实时追踪的技巧，帮助读者从理论快速过渡到稳定可靠的产品开发流程。 本书特色： 实践驱动： 所有理论概念均辅以清晰的寄存器级操作描述和实战代码示例。 深度解析： 不停留在外设功能描述层面，深入到硬件数据手册的底层时序与仲裁逻辑。 架构聚焦： 完全基于现代ARM Cortex-M架构的设计哲学，为读者迈向更高性能的微控制器平台做好准备。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本书的独特之处在于，它成功地在理论深度和实践指导之间搭建了一座坚实的桥梁。很多理论书籍将实践部分写得过于简单化，让人感觉书本知识与实际应用脱节；而很多实战手册又往往忽略了背后的底层原理。然而，这本书在讲解完特定的模块功能后，总会紧接着提供一到两个结构清晰、注释详尽的示例工程。这些示例不仅仅是展示如何实现某个功能，更重要的是解释了为什么需要这样设计。比如在串行通信协议的部分，作者不仅展示了如何配置波特率，还详细推导了误差的计算公式，这让我意识到，即便是看似简单的通信速率设置，背后也隐藏着精密的数学考量。这本书对我最大的帮助是重塑了我对“嵌入式开发”的认知——它不再仅仅是编程，而是一门关于资源管理和时序精确控制的艺术。我发现自己开始用一种全新的视角去审视那些看似简单的“初始化”过程，因为我知道，每一个初始化的值都可能是经过深思熟虑的结果。

评分☆☆☆☆☆

这本关于微控制器的书，从头到尾都散发着一种务实而深入的气息。我花了很长时间才啃完，感觉自己像是完成了一场马拉松式的技术训练。作者在讲解基本概念时，那种不厌其烦的细致，简直让人敬佩。他没有采取那种浮于表面的介绍方式，而是直接切入核心，用大量的图表和实例来支撑理论。我特别喜欢它在讲解中断机制和定时器/计数器应用时的那种层层递进的逻辑。很多其他教材在这里往往是一带而过，但这本书却能让你真正理解这些底层硬件是如何协同工作的。阅读过程中，我经常需要对照着实际的开发板进行操作，书中的代码片段虽然不算华丽，但胜在可靠和清晰，每一个寄存器的设置都有明确的解释。对于那些真正想深入了解硬件底层逻辑，而不是仅仅停留在调用库函数层面的工程师来说，这本书无疑提供了一个坚实的基础。它迫使你思考，而不是仅仅复制粘贴。我感觉自己对整个系统的控制力提升了一个档次，不再是那个只会“点亮LED”的初学者了。它更像是一本工具书，随时翻开，都能找到需要的精确指导，而不是一本轻松读物，适合放在工作台边，随时查阅和对照。

评分☆☆☆☆☆

说实话，初次翻开这本书时，我被它略显陈旧的排版和厚重的篇幅震慑住了。它不像现在流行的那些设计精美的技术书籍，更像是上世纪末期那种严谨的学术著作，字体和布局都带着一种强烈的时代感。但一旦你沉浸进去，就会发现这种“朴实”的外表下，蕴藏着极其深厚的内功。它几乎没有使用任何花哨的叙事手法，所有的篇幅都集中在对指令集架构的剖析上。我尤其欣赏作者对内存寻址模式的讲解，那种对不同模式下效率差异的对比分析，非常到位。这对于优化代码的执行速度至关重要，在资源极其有限的环境下，每一个时钟周期都很宝贵。书中对I/O端口的控制逻辑的描述，简直是教科书级别的典范，详细到连内部上拉/下拉电阻的行为特性都没有放过。读完后，我对这个特定系列的微控制器产生了强烈的“掌控感”，仿佛能直接感受到电流如何在芯片内部流动。这可能不是最容易阅读的书，但绝对是回报率最高的投资之一，前提是你愿意付出专注和时间去消化它所包含的每一个细节。

评分☆☆☆☆☆

我不得不承认，这本书的入门门槛相当高。如果你对数字逻辑和基础电路知识不甚了解，直接阅读可能会感到非常吃力。它对待读者预设的知识水平是比较高的，没有为新手准备过多的“拐杖”。但对于有一定基础，希望从“会用”迈向“精通”的工程师来说，它的价值无可替代。我特别关注了书中关于模拟输入/输出（ADC/DAC）的章节。作者对采样定理、量化误差以及如何通过软件滤波来改善信噪比的论述，极为深刻且具有前瞻性。他甚至讨论了不同外部电路设计对ADC结果可能产生的干扰，这一点在很多其他书籍中是找不到的。这使得我能够更自信地去设计和调试那些对精度要求较高的采集系统。总而言之，这是一部需要反复研读的作品，每一次重温，都会有新的理解浮现，因为它所传达的知识密度实在太大了，需要时间去沉淀和消化那些硬核的技术细节。

评分☆☆☆☆☆

这本书最令我印象深刻的是它对“限制”的探讨，以及如何在这些限制下榨取出最佳性能。在讨论程序存储空间和数据存储时，作者并没有一味地鼓吹升级到更大容量的芯片，而是深入分析了程序优化技术，包括代码段的重定位和高效的函数调用约定。这种“在约束中创新”的理念贯穿始终。在讲解位操作和逻辑运算时，书中的对比表格清晰地展示了不同指令组合在执行效率上的细微差别，对于追求极致性能的场合，这些信息至关重要。我曾经为了优化一个关键算法，反复对照书中的汇编级操作指南，最终成功地将运行时间缩短了近百分之十五。这本书与其说是一本教材，不如说是一本资深工程师的经验沉淀集。它教你的不只是“做什么”，更重要的是“为什么这么做，以及有没有更好的替代方案”。它需要的不仅仅是阅读，更需要的是实践中的不断验证和反思，才能真正领悟其精髓。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆