单片机与接口应用技术

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页数:252
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出版时间:2008-9
价格:29.80元
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isbn号码:9787561761618
丛书系列:
图书标签:
  • 单片机
  • 嵌入式系统
  • 接口技术
  • 电子技术
  • 微控制器
  • C语言
  • 硬件设计
  • 实践应用
  • 电路设计
  • 技术教程
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具体描述

《单片机与接口应用技术》是一本为高职院校学生量身定做的电气自动化专业的项目课程教材,特色如下:以就业为导向,《单片机与接口应用技术》根据电气自动化岗位职业标准,以服务企业为宗旨.以岗位需求和职业能力为核心确定教学内容;并紧密结合企业要求,设置符合企业需求的项目。以工作任务为中心本教材以技术实践知识为焦点,以技术理论知识为背景,以拓展知识为延伸,把学生需要掌握的知识分配到具体的项目和模块中,学生在实践的过程中掌握知识,学会技能。以职业能力为主线本教材以能力为本,强调实践能力和自主创新能力的培养,重视学生自学能力的训练。为学生从事自动化设备的设计、制造、安装、调试、运行维护,设备管理及质量管理等工作打好基础。

《嵌入式系统设计实战》 内容简介: 本书旨在为读者提供一套全面、深入且贴近实际的嵌入式系统设计方法论和实践指导。不同于侧重于特定单片机硬件原理的书籍,本书将视角放诸于整个嵌入式系统的构建过程,强调软硬件协同设计、系统集成与优化,以及面向实际应用场景的解决方案。 核心内容概览: 第一部分:嵌入式系统理论基础与架构 嵌入式系统概述: 深入剖析嵌入式系统的定义、特征、发展趋势以及在各行各业的应用前景。我们将探讨嵌入式系统与通用计算机系统的本质区别,以及其对资源、功耗、实时性等方面的特殊要求。 嵌入式系统架构: 详细介绍典型的嵌入式系统架构,包括处理器核心(如ARM、RISC-V)、存储器(RAM、ROM、Flash)、输入/输出接口(GPIO、UART、SPI、I2C、USB、ADC、DAC)、时钟与复位电路、电源管理单元等关键组成部分。我们将重点解析不同架构的优劣势以及它们在实际设计中的选型考量。 实时操作系统(RTOS)原理与应用: 深入讲解RTOS的核心概念,如任务管理、调度策略(优先级调度、时间片轮转等)、进程间通信(信号量、互斥锁、消息队列、事件标志)、中断处理与异常管理。本书将介绍如何选择合适的RTOS,并提供FreeRTOS、RT-Thread等主流RTOS在实际项目中的应用案例,演示任务创建、同步互斥、数据共享等关键技术的实现。 嵌入式软件开发流程: 梳理完整的嵌入式软件开发生命周期,从需求分析、系统设计、编码实现、调试测试到最终的部署与维护。我们将介绍敏捷开发、瀑布模型等开发模式在嵌入式项目中的应用,以及版本控制(Git)、交叉编译、调试工具(GDB、JTAG)等关键开发工具链的使用。 第二部分:嵌入式硬件接口与通信协议 通用输入/输出(GPIO)接口: 详细讲解GPIO的配置、读写操作、复用功能等,并提供实际应用场景,如LED点亮、按键检测、电机驱动等。 串行通信接口: UART(通用异步收发传输器): 深入剖析UART的工作原理、波特率、数据格式、校验位等,演示其在设备间串行通信中的应用,如与PC通信、GPS模块数据读取等。 SPI(串行外设接口): 讲解SPI的主从模式、时钟极性与相位、数据传输顺序,并提供SPI接口设备(如SD卡、显示屏、传感器)的驱动开发示例。 I2C(集成电路互联): 阐述I2C的总线结构、地址寻址、读写协议,并演示I2C接口设备(如EEPROM、温湿度传感器、RTC)的驱动开发。 并行通信接口: 介绍并行接口的基本原理、数据总线、控制信号,以及其在特定应用中的优势。 ADC(模数转换器)与DAC(数模转换器): 讲解ADC的采样率、分辨率、参考电压等参数,以及DAC的反向转换过程。本书将提供传感器数据采集(如模拟电压、温度、光照强度)和音频输出的实例。 网络通信: TCP/IP协议栈: 介绍TCP/IP协议族的基本概念,包括IP地址、端口号、TCP、UDP等。演示嵌入式设备如何通过以太网或Wi-Fi接入互联网,实现远程监控、数据上传等功能。 MQTT、HTTP等应用层协议: 讲解物联网领域常用的通信协议,如MQTT的发布/订阅机制、HTTP的客户端/服务器模型,并提供相应的应用开发示例。 无线通信技术: 简要介绍蓝牙、Zigbee等低功耗无线通信技术及其在嵌入式系统中的应用。 第三部分:嵌入式系统应用开发与实践 传感器数据采集与处理: 针对各种类型的传感器(温度、湿度、光照、加速度、陀螺仪等),讲解如何通过合适的接口读取其原始数据,并进行校准、滤波、转换等处理,最终得到有意义的信息。 用户接口设计与实现: 字符显示与图形显示: 介绍LCD、OLED等显示屏的驱动方法,以及如何在嵌入式系统中实现字符菜单、数据显示、图形绘制等功能。 按键与触摸屏交互: 演示如何处理按键输入、防抖动,以及如何集成和开发触摸屏驱动,实现直观的用户交互。 电机控制与驱动: 讲解直流电机、步进电机、伺服电机的控制原理,包括PWM(脉冲宽度调制)技术、H桥电路等,并提供电机驱动的实际案例。 嵌入式Linux系统移植与应用开发: 介绍嵌入式Linux系统的基本概念、文件系统、内核编译与移植。本书将重点讲解在嵌入式Linux环境下进行交叉编译、应用程序开发、系统调试,以及如何利用Linux强大的生态系统来构建复杂的嵌入式应用。 物联网(IoT)项目开发: 结合前述的软硬件知识,指导读者完成一个完整的物联网项目,例如智能家居、环境监测站等,涵盖设备端数据采集、通信、云平台对接、移动端App交互等环节。 本书特色: 理论与实践相结合: 既有深入的理论阐述,更有丰富的代码示例和实际项目驱动。 注重系统思维: 强调从整体架构、软硬件协同的角度看待嵌入式系统设计。 面向问题解决: 聚焦于实际应用中遇到的常见问题,提供可行的解决方案。 跨平台通用性: 虽然会以特定平台为例进行演示,但其核心思想和技术方法适用于多种主流嵌入式处理器和开发环境。 循序渐进的学习路径: 从基础概念到高级应用,逐步引导读者掌握嵌入式系统设计的核心技能。 《嵌入式系统设计实战》将帮助读者构建起坚实的嵌入式系统理论基础,掌握各种硬件接口和通信协议的应用,并能够独立完成从概念到原型实现的嵌入式系统项目,为从事嵌入式开发、物联网项目以及相关领域的学习和工作打下坚实基础。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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读完前几章,我对单片机的底层运行机制有了更清晰的认识。作者没有直接堆砌枯燥的汇编语言,而是从更宏观的角度,结合C语言和一些简化的伪代码,循序渐进地解释了指令的执行流程、中断机制以及内存管理。这种处理方式非常适合初学者,不会因为晦涩的底层细节而望而却步。而且,书中对于不同类型单片机的通用性也做了说明,虽然主要以某一个系列为例,但其阐述的原理和方法是可以迁移到其他系列的单片机的。我特别喜欢关于GPIO(通用输入输出)端口的章节,作者详细讲解了如何配置端口的方向、读写端口状态,以及如何利用外部中断来响应外部事件。这部分内容对于理解单片机如何与外部世界交互至关重要。

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这本书的图示也非常丰富,这对于理解复杂的硬件接口和时序图非常有帮助。作者在讲解UART(通用异步收发传输器)时,绘制了非常清晰的发送和接收时序图,将数据位的传输过程、起始位、停止位、校验位等都直观地展示出来。这样的图示比纯文字的描述要容易理解得多,也更容易让人记住。同样,在讲解I2C通信时,书中也提供了关于ACK/NACK信号、SDA和SCL的时序图,让我在调试I2C通信时能够快速定位问题。这种直观的学习方式,对于我这样视觉化学习者来说,无疑是一大福音。

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我特别欣赏书中关于嵌入式系统设计的思想和方法论的介绍。作者并没有仅仅停留在某个单片机型号的开发上,而是引导读者思考如何从整体上进行嵌入式系统的设计。例如,在讲解一个项目时,作者会先分析项目的需求,然后选择合适的单片机和外设,接着是系统架构的设计,最后才是具体的代码实现。这种系统性的思维方式,对于培养一个优秀的嵌入式工程师至关重要。我从中学习到了如何进行功耗优化、如何进行实时性分析,以及如何考虑系统的可靠性和可维护性。

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这本书的强大之处在于它不仅仅是理论的堆砌,更是理论与实践的完美结合。作者在讲解完某个接口或某个概念后,都会紧接着提供相应的实例代码,并对代码的每一部分进行详细的注释和解释。这使得我在学习过程中能够边学边练,而不是仅仅停留在纸上谈兵。例如,在讲解SPI接口时,作者不仅详细阐述了SPI的通信时序和协议,还提供了一个驱动SPI接口的OLED显示屏的完整代码,并指导我如何连接硬件、如何通过代码向显示屏发送数据。这种“学以致用”的学习模式,极大地提升了我的学习效率和兴趣。

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总的来说,这本书是一本非常优秀的单片机与接口技术方面的参考书。它的内容全面、讲解详细、实例丰富,而且图文并茂,非常适合作为学习和开发的工具书。无论是初学者还是有一定基础的开发者,都能从中受益匪浅。我计划在接下来的时间里,将书中的重点内容进行深入学习和实践,并尝试将学到的知识应用到我自己的小项目中。我相信,通过这本书的学习,我一定能在嵌入式开发领域取得更大的进步。

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这本书的封面设计相当朴实,没有那种花里胡哨的宣传语,而是直接点出了“单片机与接口应用技术”这几个字,让人一看就知道它是一本扎实的专业教材。拿到手沉甸甸的,纸张的质感也很不错,印刷清晰,排版整洁,光是翻阅就能感受到作者在内容组织上的用心。虽然我还没深入阅读,但从目录上看,涵盖了单片机的基本原理、各种常用接口(比如串口、I2C、SPI等)的详解,以及如何将这些知识应用到实际项目中,比如传感器数据采集、电机控制、人机交互等等。这对于我这种正在准备考研或者希望提升自己嵌入式开发技能的人来说,简直是如获至宝。我对书中的案例部分尤为期待,希望能看到一些贴合实际应用的开发案例,不仅仅是理论上的讲解,而是能够真正指导我们动手实践的。

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我之前接触过一些单片机入门的书籍,但很多都停留在基础的LED闪烁和按键扫描层面,对于更复杂的应用场景描述不足。而这本书在这方面做得相当出色。它深入讲解了如何通过ADC(模数转换器)来读取传感器模拟信号,并对采样率、分辨率等参数进行了详细的解释。我还了解到如何利用PWM(脉冲宽度调制)来控制舵机和直流电机的转速。这些都是在机器人、物联网项目以及自动化控制等领域非常常见的应用。作者还提供了一些关于简单通信协议(如Modbus)的实现思路,虽然篇幅不多,但足以让我对如何实现设备间的通信有一个初步的了解。

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对于任何想要深入了解单片机通信接口的人来说,这本书都是一个极好的选择。它详细阐述了RS-232、RS-485等常见的串行通信标准,并对比了它们在传输距离、通信方式等方面的差异。更重要的是,书中还提供了如何利用单片机的内置UART模块来实现这些通信的示例代码。我还学到了如何通过SPI和I2C接口来连接外部存储器、传感器、显示器等各种外设。作者在讲解这些接口时,不仅介绍了它们的硬件连接方式,还深入分析了通信协议的细节,以及如何编写相应的驱动程序。

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这本书在调试技巧和常见问题分析方面也提供了非常有价值的指导。作者分享了一些自己在实际开发中遇到的问题,以及如何通过逻辑分析仪、示波器等工具来定位和解决这些问题。例如,在调试SPI通信时,如果出现数据错误,可以通过逻辑分析仪抓取SCLK、MOSI、MISO信号,来判断是时序问题还是数据本身的问题。这些实用的经验对于提升我的调试能力非常有帮助,也让我对那些复杂的“黑盒”问题有了更深入的理解。

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这本书的章节安排非常合理,逻辑清晰。从最基本的单片机体系结构介绍,到各个常用外设(定时器、计数器、ADC、DAC等)的功能和使用方法,再到各种通信接口(UART、SPI、I2C、CAN等)的原理和应用,最后还包含了一些实际的项目案例。这种由浅入深、循序渐进的讲解方式,能够帮助读者逐步建立起对单片机技术的全面认识。而且,书中对于一些容易混淆的概念,比如中断的优先级、优先级嵌套等,也做了详细的区分和解释,避免了初学者可能遇到的误区。

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