The 8051 Microcontroller pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:West Publishing Company

作者:Kenneth J. Ayala

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1991-04

价格:USD 114.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780314772787

丛书系列:

图书标签:

• microcontroller
• Testbook
• 8051
• 单片机
• 微控制器
• 嵌入式系统
• 电子工程
• 硬件
• 编程
• C语言
• 汇编语言
• 技术教程

深入探索嵌入式系统的基石——通用微控制器编程与应用 本书并非聚焦于特定的微控制器型号，而是旨在为您揭示嵌入式系统开发的核心理念与实用技巧。我们将一起踏上探索通用微控制器编程世界的旅程，掌握驱动现代电子设备运行的底层逻辑。 第一部分：微控制器基础与架构解析 在本书的开篇，我们将为您构建坚实的理论基础。首先，您将深入理解微控制器的基本概念，包括它与通用微处理器的区别，以及为何微控制器能在各种嵌入式系统中扮演不可或缺的角色。我们会详细剖析微控制器的典型架构，涵盖中央处理单元（CPU）的运算原理、存储器（RAM、ROM、Flash）的组织与访问方式、以及各种输入/输出（I/O）端口的功能与配置。此外，您将了解微控制器内部集成的重要外设，如定时器/计数器、中断控制器、串行通信接口（UART、SPI、I2C）和模数转换器（ADC）/数模转换器（DAC）等，并理解它们如何协同工作以实现复杂的控制任务。 第二部分：掌握通用微控制器编程语言与环境 编程是实现微控制器功能的关键。本书将重点介绍在嵌入式开发中最常用的编程语言——C语言，并深入探讨其在微控制器环境下的特性与优化。您将学习如何有效地利用C语言的指针、结构体、位操作等特性来直接控制硬件。同时，我们也会涉及一些汇编语言的基础知识，帮助您理解底层指令的执行过程，并在性能敏感的应用中进行优化。 为了让您能够亲手实践，我们将介绍常用的集成开发环境（IDE）和编译器。您将学会如何设置开发环境，编写、编译和调试您的嵌入式代码。我们将引导您熟悉代码的结构、函数的调用以及调试工具的使用，例如断点设置、单步执行、变量监视等，从而帮助您高效地定位和修复程序中的错误。 第三部分：核心外设的编程与应用实践 理解了基础架构和编程语言后，我们将进入更具实践性的阶段——深入学习各种核心外设的编程。 定时器与计数器： 您将学会如何配置和使用定时器/计数器产生精确的时间延迟、测量时间间隔，以及实现周期性事件触发，这对于控制LED闪烁、驱动步进电机或生成PWM信号至关重要。 中断系统： 中断是微控制器响应外部事件和内部异常的关键机制。本书将详细讲解中断的原理，包括中断源、中断向量表、中断服务程序（ISR）的编写与管理。您将掌握如何通过中断来提高系统的响应速度和效率，例如响应按键按下、接收到串行数据等。 串行通信： 现代嵌入式系统常常需要与其他设备进行数据交换。我们将重点介绍通用的串行通信协议，如UART（通用异步收发传输器）、SPI（串行外设接口）和I2C（集成电路总线）。您将学习如何配置这些接口，发送和接收数据，并掌握它们在不同应用场景下的优缺点。 模数转换（ADC）与数模转换（DAC）： 许多现实世界的信号是模拟的，而微控制器只能处理数字信号。您将学习如何使用ADC将模拟信号（如温度、光照、压力）转换为数字值，以及如何使用DAC将数字值转换为模拟信号，从而实现对模拟世界的感知和控制。 通用输入/输出（GPIO）： 作为微控制器最基础的接口，GPIO的灵活运用是嵌入式开发的核心。您将学习如何配置GPIO端口作为输入或输出，控制LED、驱动继电器、读取按键状态等。 第四部分：嵌入式系统设计与开发流程 除了对单个组件的深入理解，本书还将引导您了解完整的嵌入式系统开发流程。从需求分析、硬件选型、系统架构设计，到软件开发、集成测试、系统优化和产品部署，您将获得一个全面的视角。我们将讨论一些常见的嵌入式系统设计模式和最佳实践，例如如何进行功耗管理、如何保证系统的可靠性和实时性，以及如何进行软件模块化设计以提高代码的可维护性。 第五部分：案例研究与进阶应用 为了巩固所学知识，本书将提供一系列精心设计的案例研究。这些案例将涵盖从简单的“流水灯”控制到更复杂的应用，例如： 数据采集系统： 利用ADC采集传感器数据，并进行存储或通过串行接口传输。 电机控制： 使用PWM和定时器控制直流电机或步进电机的速度和方向。 用户界面设计： 通过按键、LCD显示屏或OLED屏幕实现简单的交互界面。 无线通信基础： 结合蓝牙或Wi-Fi模块，实现嵌入式设备之间的无线数据交换（仅涉及基础接口与通信协议）。 通过这些案例，您将有机会将理论知识转化为实际技能，并逐步掌握独立解决嵌入式系统开发问题的能力。 学习本书，您将能够： 理解微控制器的基本工作原理和核心架构。 熟练掌握C语言在嵌入式开发中的应用。 深入了解并编程控制微控制器的各种重要外设。 掌握嵌入式系统的完整开发流程和调试技巧。 能够独立设计和实现简单的嵌入式应用。 本书适合所有对嵌入式系统开发感兴趣的初学者、电子工程专业的学生、软硬件工程师以及希望扩展技术技能的开发者。通过本书的学习，您将为踏入蓬勃发展的嵌入式系统领域打下坚实的基础。

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老实说，这本书的阅读体验算不上是轻松愉快的“快餐读物”，它更像是一部需要你带着烙铁和万用表才能真正“读懂”的工具书。它的笔触非常老派，充满了教科书式的严谨，但这种严谨恰恰是其价值所在。我特别留意了关于模拟数字转换（ADC）和脉冲宽度调制（PWM）的章节，作者处理这些模拟/数字混合信号控制时，非常注重信号完整性和噪声抑制的工程实践，而不是仅仅停留在“如何设置寄存器”的层面。书中对并行I/O端口的电流驱动能力、上拉电阻的选择等细节都有涉及，这些都是在实际产品设计中，如果没有经验会频繁踩的坑。然而，这本书的排版和插图风格略显陈旧，有些逻辑图的线条交叉得有些混乱，初次阅读时需要放慢速度，反复辨认信号路径。但瑕不掩瑜，对于那些打算深入理解底层硬件行为，而不是只停留在调用库函数层面的设计者来说，这种“刨根问底”的讲解方式是无价之宝。

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从一名资深电子工程师的角度来看，这本书的价值在于其极高的参考性和可追溯性。它使用的术语和对底层细节的把握，显示出作者对这颗特定微控制器家族的深刻理解，而非泛泛而谈的概述。书中对特定芯片版本的修订历史和兼容性问题的讨论，虽然篇幅不多，但对维护老旧系统或进行产品生命周期管理的人员来说，是极其宝贵的“经验之谈”。我特别关注了书中关于低功耗模式和唤醒机制的讲解，作者将不同睡眠等级的功耗特征、寄存器恢复顺序以及唤醒源的优先级处理，梳理得井井有条，这在设计电池供电设备时简直是救命稻草。虽然这本书的阅读门槛较高，需要一定的电路理论基础，但对于那些需要进行深度调试、优化性能瓶颈，或者进行硬件驱动开发的人来说，它更像是一本放在手边的“暗器宝典”，随时都能从中找到解决棘手问题的“独门秘籍”。

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这本书的深度远超我预期的“入门指南”定位。它没有过多纠缠于高级语言（如C语言）的语法糖衣，而是直接将读者带入了汇编语言和寄存器操作的“手术台”上。在我看来，衡量一本单片机书籍优劣的关键，在于它如何处理“时序”问题。这本书在这方面做得极为出色，无论是外部中断的响应延迟，还是总线操作的等待周期，作者都给出了非常精确的分析，甚至引用了芯片手册中的关键表格数据进行佐证。这使得读者在阅读时，仿佛能听到晶振在准确地滴答作响。我个人最欣赏的是，它似乎对“系统优化”有一种执念，很多章节都在探讨如何在资源极其有限的条件下，挤出每一丝性能，例如如何利用硬件特性替代软件循环来提高效率。虽然阅读过程中，偶尔会因为过于技术性的描述而感到思维有些滞涩，但只要最终能理解了底层机制，那种豁然开朗的感觉是无可替代的。

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这本书的封面设计得颇具时代感，那种蓝白相间的配色，依稀能让人回想起上世纪末电子工程书籍的经典风格。我翻开目录时，首先注意到的是对基础概念的详尽梳理，讲授了指令集的构成和寻址模式的细微差别，这对于一个初学者来说是极其友好的入门砖。作者在讲解时，似乎格外强调了硬件接口的实际操作性，没有停留在纯理论的层面，而是大量穿插了电路图和时序分析，这一点我很欣赏。例如，在描述中断处理时，他不仅仅给出了寄存器的设定方法，还配上了图示说明了中断向量表的跳转流程，逻辑清晰得像是在手把手教你调试一个实际项目。虽然我对单片机并不算完全陌生，但书中关于定时器/计数器模式的深入剖析，特别是那些晦涩难懂的“特殊功能寄存器”的位定义，竟然让我这位“老手”也发现了之前忽略的优化点。尤其在讲解串行通信协议时，那种对波特率计算的严谨推导，让人感觉作者是真正用过、爱过这些老旧芯片的人。整体来看，这是一本扎实、注重实践、适合需要打下坚实基础的工程师和学生的参考手册。

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这本书的结构安排体现了一种非常清晰的自底向上的知识构建逻辑，这对于构建稳固的嵌入式系统知识体系至关重要。它没有急于展示复杂的应用案例，而是将每一个外设模块，如看门狗定时器、EEPROM访问流程等，都当作一个独立的、需要被彻底解构的研究对象来对待。例如，在讲解存储器映射时，它不仅仅是列出了地址范围，还细致划分了不同功能寄存器组的访问权限和重叠区域，这在进行固件升级或安全分区设计时，是非常关键的信息。我发现书中对某些特定操作的描述，比如如何通过精确控制时钟分频来达到一个非标的输出频率，那种细致入微的步骤描述，简直就像是破解一个迷局。如果你已经厌倦了那些只教你“怎么做”而不告诉你“为什么这么做”的书籍，那么这本书无疑会让你感到满意，因为它把每一个“为什么”都拆解得非常彻底。

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