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出版者:电子工业出版社

作者:郭天祥

出品人:

页数:524

译者:

出版时间:2009-1

价格:69.00元

装帧:平装

isbn号码:9787121078934

丛书系列:

图书标签:

单片机
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具体描述

全书分为勾5篇，入门篇、内外部资源操作篇、提高篇、实战篇和拓展篇特别按照初学者所遇到的问题和需求路径安排全书内容以应用需求为主线，搭建了单片机技术上下游的知识体系从实际工程应用入手，通过实验过程和现象讲解单片机原理，可读性好内容源于大量科研和教学实践，许多C语言代码可直接应用到工程项目中，实用性强配套学习光盘，并可提供学习用实验板，可以边学边练学习资源，含DVD光盘一张，13讲教学视频+课件例程代码+全书例程代码技术支持。

《嵌入式系统设计与实践：基于STM32微控制器》图书简介随着物联网（IoT）、工业自动化和智能硬件的飞速发展，嵌入式系统已成为现代电子工程领域的核心技术之一。本书《嵌入式系统设计与实践：基于STM32微控制器》旨在为读者提供一个全面、深入且极具实践性的指南，帮助工程师和高级学生掌握当前业界应用最广泛的32位微控制器平台——意法半导体（STMicroelectronics）的STM32系列。本书不侧重于基础的8位或16位单片机入门知识，而是直接聚焦于高性能、丰富外设和复杂应用场景下的32位架构，特别是Cortex-M内核的编程与应用。本书内容深度聚焦与特色本书的结构和内容组织，完全围绕“从理论到实践，从基础配置到复杂系统集成”的路线图设计，旨在培养读者具备独立进行中高端嵌入式项目开发的能力。我们假设读者已经对C语言有扎实的掌握，并对数字电子和基础的微机原理有所了解，因此我们将重点放在STM32特有的寄存器操作、固件库的有效利用以及高级功能模块的开发上。第一部分：STM32微控制器体系结构深度解析本部分将深入剖析STM32微控制器的核心——ARM Cortex-M内核。我们将详细介绍Cortex-M3/M4（根据具体型号选择侧重，本书主要以M4为例）的流水线、特权级（Privilege Levels）、堆栈管理以及中断向量表的工作机制。不同于仅仅介绍启动代码，我们致力于解释启动过程的每一步：从复位向量的读取到系统时钟的初始化（RCC）、存储器映射的布局（Flash、SRAM、外设基地址），以及如何正确配置堆（Heap）和栈（Stack）指针。时钟树的精细控制：深入探讨多级PLL（锁相环）、预分频器（Prescalers）的配置，如何实现从低功耗模式到最高工作频率的平稳、高效切换，并详细讲解内部高速/低速晶振与外部高速/低速晶振（HSI/LSI/HSE/LSE）的选择与锁定机制。存储器访问与总线架构：详细讲解AHB（高级高性能总线）和APB（低功耗总线）的层次结构，以及DMA（直接内存访问）控制器如何绕过CPU进行高效的数据传输，这对于理解高速ADC采样、USB数据包传输至关重要。第二部分：寄存器级编程与HAL/LL库的融合应用本书强调理解底层硬件的重要性，因此第一阶段的实践将完全基于寄存器操作来配置关键外设。这有助于读者建立“硬件即寄存器”的直观认识，避免对抽象库函数的盲目依赖。 GPIO：深入讲解推挽/开漏输出模式的选择依据、上下拉电阻的实际效果、复用功能（Alternate Function）的映射机制，以及如何利用高速I/O模式应对苛刻的时序要求。中断与异常处理（NVIC）：详细阐述NVIC（嵌套向量中断控制器）的优先级分组（Preemption Priority vs. Sub-Priority）、中断延迟的分析，并示范如何编写高效率、低抖动的ISR（中断服务程序）。在掌握寄存器操作后，本书引入ST官方的HAL（硬件抽象层）库和LL（底层）库。我们不只是简单地罗列API函数，而是对比分析：在何种场景下，HAL库的易用性是优势；在对性能和代码体积有极致要求的场景下，LL库（或寄存器编程）更具价值。通过实例对比，读者将学会根据项目需求选择最合适的抽象层次。第三部分：核心外设的深度开发与系统集成本部分是本书实践经验的集中体现，涵盖了构建复杂嵌入式系统的关键模块。定时器（Timers）：不仅限于PWM生成，我们将重点介绍高级控制定时器（如TIM1/8）的互补输出、死区控制（Dead Time Generation），及其在三相电机矢量控制（FOC）中的应用基础。此外，基础定时器将用于精确的软件延时和输入捕获（Input Capture）以测量脉冲宽度和频率。串行通信协议栈的构建： UART/USART：重点讲解异步通信的波特率精确计算、中断驱动和DMA驱动的数据收发模式的性能差异对比。 SPI/I2C：深入剖析主从模式的选择、时序图的解读（时钟极性CPOL与相位CPHA的组合）、多设备仲裁机制（I2C的ACK/NACK反馈），并以实际驱动OLED显示屏和高速ADC芯片为例。 CAN总线：介绍CAN协议的基本帧结构（标准/扩展ID），在STM32上配置邮件箱（Mailbox）、过滤器的实现，及其在车载或工业网络中的数据收发应用。模数转换器（ADC）：讲解多通道扫描模式、单次转换、连续转换的配置。关键在于分析采样时间（Sampling Time）对测量精度和带宽的影响，以及如何利用DMA将ADC转换结果高效地导入SRAM，同时保证与CPU操作的同步性。第四部分：高级主题与现代嵌入式系统实践为了使读者能够应对现代嵌入式项目的挑战，本书在最后深入探讨了需要操作系统支持或具备高实时性要求的领域。实时操作系统（RTOS）集成：使用FreeRTOS作为平台，讲解任务的创建、调度策略（优先级继承、抢占）、IPC（进程间通信）机制，如信号量（Semaphores）、消息队列（Message Queues）和事件组（Event Groups）。重点演示如何安全地在中断服务程序（ISR）和任务之间进行数据交换，避免竞态条件。低功耗管理策略：详细介绍STM32的几种休眠模式（Sleep Mode, Stop Mode, Standby Mode），并针对电池供电设备，展示如何根据应用场景（如定时唤醒、外部事件唤醒）精确配置时钟源和外设，最大限度延长设备续航时间。固件更新与安全性（OTA基础）：初步探讨如何设计双备份启动分区（Bootloader与应用区），为未来的OTA（Over-The-Air）升级打下基础。讨论校验和（Checksum）的应用以及基础的安全引导概念。适用读者对象本书面向具备一定C语言基础，希望从入门级微控制器平台（如51系列）平稳过渡到32位高性能嵌入式开发，并致力于从事消费电子、工业控制、汽车电子或物联网终端设备开发的工程师、技术人员及电子信息相关专业的高年级学生。通过本书的学习，读者将能够脱离现有的图形化配置工具的过度依赖，掌握直接与硬件对话的能力，从而设计出更可靠、更高效的嵌入式解决方案。

作者简介

目录信息

第1篇入门篇
1.1 单片机概述
1.1.1 什么是单片机
1.1.2 单片机标号信息及封装类型
1.1.3 单片机能做什么
1.1.4 如何开始学习单片机
1.2 51单片机外部引脚介绍
1.3 电平特性
1.4 二进制与十六进制
1.4.1 二进制
1.4.2 十六进制
1.5 二进制的逻辑运算
1.5.1 与
1.5.2 或
1.5.3 非
1.5.4 同或
1.5.5 异或
1.6 单片机的C51基础知识介绍
1.6.1 利用C语言开发单片机的优点
1.6.2 C51中的基本数据类型
1.6.3 C51数据类型扩充定义
1.6.4 C51中常用的头文件
1.6.5 C51中的运算符
1.6.6 C51中的基础语句
1.6.7 学习单片机应该掌握的主要内容
2.1 Keil工程建立及常用按钮介绍
2.1.1 Keil工程的建立
2.1.2 常用按钮介绍
2.2 点亮第一个发光二极管
2.3 while语句
2.4 for语句及简单延时语句
2.5 Keil仿真及延时语句的精确计算
2.6 不带参数函数的写法及调用
2.7 带参数函数的写法及调用
2.8 利用C51库函数实现流水灯
第2篇内外部资源操作篇
3.1 数码管显示原理
3.2 数码管静态显示
3.3 数码管动态显示
3.4 中断概念
3.5 单片机的定时器中断
4.1 独立键盘检测
4.2 矩阵键盘检测
5.1 模拟量与数字量概述
5.2 A/D转换原理及参数指标
5.3 ADC0804工作原理及其实现方法
5.4 D/A转换原理及其参数指标
5.5 DAC0832工作原理及实现方法
5.6 DAC0832输出电流转换成电压的方法
第6章串行口通信原理及操作流程
6.1 并行与串行基本通信方式
6.2 RS-232电平与TTL电平的转换
6.3 波特率与定时器初值的关系
6.4 51单片机串行口结构描述
6.5 串行口方式1编程与实现
6.6 串行口打印在调试程序中的应用
第7章通用型1602，12232，12864液晶操作方法
7.1 液晶概述
7.2 常用1602液晶操作实例
7.3 常用12232液晶操作实例
7.4 常用12864液晶操作实例
第8章 I2C总线AT24C02芯片应用
8.1 I2C总线概述
8.2 单片机模拟I2C总线通信
8.3 E2PROM AT24C02与单片机的通信实例
第9章基础运放电路专题
9.1 运放概述及参数介绍
9.2 反相放大器
9.3 同相放大器
9.4 电压跟随器
9.5 加法器
9.6 差分放大器
9.7 微分器
9.8 积分器
第3篇提高篇
第10章定时器/计数器应用提高
10.1 方式0应用
10.2 方式2应用
10.3 方式3 应用
10.4 52单片机定时器2介绍
10.5 计数器应用
第11章串行口应用提高
11.1 方式0应用
11.2 方式2和方式3应用
11.3 单片机双机通信
11.4 单片机多机通信
第12章指针
12.1 指针与指针变量
12.1.1 内存单元、地址和指针
12.1.2 指针变量的定义、赋值与引用
12.2 指针变量的运算
12.3 指针与数组
12.3.1 指针与一维数组
12.3.2 指针与多维数组
12.4 指针与函数
12.4.1 指针作为函数的参数
12.4.2 指向函数的指针
12.4.3 指针型函数
12.5 指针与字符串
12.5.1 字符串的表达形式
12.5.2 字符指针作为函数参数
12.5.3 使用字符指针与字符数组的区别
12.6 指针数组与命令行参数
12.6.1 指针数组的定义和使用
12.6.2 指向指针的指针
12.6.3 指针数组作为main()函数的命令行参数
12.7 指针小结
12.7.1 指针概念综述
12.7.2 指针运算小结
12.7.3 等价表达式
12.8 C51中指针的使用
12.8.1 指针变量的定义
12.8.2 指针应用
第13章 STC系列51单片机功能介绍
13.1 单片机空闲与掉电模式应用
13.2 “看门狗”概念及其应用
13.3 用软件实现系统复位
13.4 内部扩展RAM的应用
13.5 扩展P4口的应用
13.6 内部E2PROM的应用
13.7 STC89系列单片机内部A/D应用
13.8 STC12系列单片机内部A/D应用
13.9 STC12系列单片机的PCA/PWM介绍
13.10 STC12系列单片机的SPI接口介绍
13.11 STC12系列单片机的“576MHz”超速运行
第4篇实战篇
第14章利用51单片机的定时器设计一个时钟
14.1 如何从矩阵键盘中分解出独立按键
14.2 原理图分析
14.3 实例讲解
第15章使用DS12C887时钟芯片设计高精度时钟
15.1 时钟芯片概述
15.2 DS12C887时钟芯片介绍
15.3 如何用TX-1C实验板扩展本实验
15.4 原理图分析
15.5 实例讲解
第16章使用DS18B20温度传感器设计温控系统
16.1 温度传感器概述
16.2 DS18B20温度传感器介绍
16.3 实例讲解
第17章太阳能充/放电控制器
17.1 控制器原理图分析
17.2 控制器板上元件介绍
17.3 实例讲解
第18章 VC、VB（MSCOMM控件）与单片机通信实现温度显示
18.1 VC MSCOMM控件与单片机通信实现温度显示
18.2 VB MSCOMM控件与单片机通信实现温度显示
第5篇拓展篇
第19章使用Protell 99绘制电路图全过程
19.1 绘制电路板概述
19.2 建立工程
19.3 制作元件库
19.4 添加封装及制作PCB封装库
19.5 错误检查及生成PCB
19.6 布线电气特性设置
19.7 自动布线和手动布线
第20章 ISD400x系列语音芯片应用
20.1 ISD400x系列语音芯片介绍
20.2 ISD400x系列语音芯片操作规则
20.3 ISD400x系列语音芯片应用实现
第21章电机专题
21.1 直流电机原理及应用
21.2 步进电机原理及应用
21.3 舵机原理及其应用
第22章常用元器件介绍
22.1 二极管
22.2 电容
22.3 场效应管
22.4 光耦
22.5 蜂鸣器
22.6 继电器
22.7 自恢复保险
22.8 瞬态电压抑制器
22.9 晶闸管（可控硅）
22.10 电荷泵
第23章直流稳压电源专题
23.1 整流电路
23.2 滤波电路
23.3 稳压电路
23.4 集成稳压模块的使用
23.5 串联开关型稳压电源
第24章运放扩展专题
24.1 简单低通滤波器
24.2 “电流-电压”转换电路
24.3 光电放大器
24.4 精密电流源
24.5 可调参考电压源
24.6 复位稳定放大器
24.7 模拟乘法器
24.8 全波整流器和平均值滤波器
24.9 正弦波振荡器
24.10 三角波发生器
24.11 自动跟踪对称电源
24.12 可调实验电源
24.13 运放相关术语表
附录A 天祥电子开发实验板简介
A.1 TX-1C 51单片机开发板（配套详细视频教程）
A.2 AVR单片机开发板（配套详细视频教程）
A.3 PIC单片机开发板（配套详细视频教程）
A.4 J-Link全功能ARM仿真器
A.5 三星S3C44B0 ARM7入门级开发板
A.6 三星S3C44B0 ARM7提高级开发板
A.7 TX-51STAR 51单片机开发板（配套详细视频教程）
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

光盘里面应该附上作者自己开发板的电路图就好了。另外里面的程序重复语句太多。从软件工程师的角度来看应该到重构的时候了。

评分☆☆☆☆☆

首先不得不吐槽的是本书的代码质量，很值得重构一下。但是本书在讲解单片机还详细讲解了电路原理，还是比较合适初学者入门的。书后还讲解了Protel和一些电子元器件，有一定的参考价值。但是再强调一点：千万不要让自己深受其糟糕代码之害。

评分☆☆☆☆☆

之前大学学习过单片机，不过好久给忘了，通过这本书快速建立了单片机的概念，先看视频再读书是不错的，但是里面的程序很多不是很规范。总体来说是本好书。之前大学学习过单片机，不过好久给忘了，通过这本书快速建立了单片机的概念，先看视频再读书是不错的，但是里面的程序很...

评分☆☆☆☆☆

光盘里面应该附上作者自己开发板的电路图就好了。另外里面的程序重复语句太多。从软件工程师的角度来看应该到重构的时候了。

评分☆☆☆☆☆

光盘里面应该附上作者自己开发板的电路图就好了。另外里面的程序重复语句太多。从软件工程师的角度来看应该到重构的时候了。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我是一位自学电子工程多年的业余爱好者，最大的困扰就是缺乏一套能将理论知识与实际开发工具无缝对接的教材。市面上的书要么是纯理论的“天书”，要么是只教你点亮LED的“玩具书”。《新概念51单片机C语言教程》成功地填补了这个空白。它在介绍每一个硬件模块时，都会紧密结合当前业界主流的开发环境，比如如何设置工程文件、如何配置编译选项以适应不同的晶振频率，以及最重要的——如何有效地使用调试器进行断点设置和变量监视。这种对开发流程的全面覆盖，极大地节省了初学者自己摸索工具的时间。书中对于C语言中的指针和内存布局的解释也特别到位，对于初学者常常混淆的“代码段”、“数据段”和“堆栈”之间的关系，作者用图示和实例解释得非常清晰，使得理解程序在单片机内部的运行机制不再是盲区。可以说，这本书不仅教会了我如何让单片机工作，更教会了我如何像一个专业工程师那样去组织和管理我的嵌入式项目。

评分☆☆☆☆☆

这本《新概念51单片机C语言教程》的出版，无疑为我们这批渴望深入理解和应用51系列单片机的电子爱好者和在校学生，提供了一份及时且非常实用的指南。我之所以如此肯定，是因为我过去在学习这个领域时，常常因为教材的深度不足或者实例过于陈旧而感到力不从心。这本书最让我眼前一亮的是它在理论与实践之间建立的坚实桥梁。它没有停留在简单地罗列寄存器地址和C语言语法，而是巧妙地将复杂的硬件操作转化为清晰、可执行的C代码逻辑。例如，在讲解定时器/计数器的溢出处理时，作者没有仅仅给出中断服务程序的模板，而是通过一个逐步递进的实例，演示了如何精确控制系统时钟和处理高速数据采集的同步问题。这种“手把手”式的教学方法，极大地降低了初学者的入门门槛，同时也为有经验的工程师提供了优化现有代码结构和提升程序稳定性的参考价值。尤其值得称赞的是，书中对C语言在嵌入式环境下的特性，如易失性变量的使用、位操作的效率优化等方面，都有独到的见解和深入的剖析，这正是传统通用C语言教材所缺乏的宝贵知识点。整体而言，它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师在身边进行耐心指导。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一个词来形容这本教程的价值，我会选择“精炼”。它没有冗余的、为凑页数而堆砌的背景知识，也没有过度花哨的、不切实际的高端项目。它专注于51核心架构和C语言在这一平台上的高效应用，做到了内容的极致聚焦和深度挖掘。特别是对一些容易被忽略的细节处理，比如看门狗定时器的复位机制、I2C/SPI总线协议中位延迟的精确控制，这些在实际项目中决定成败的关键点，都被作者细致入微地进行了分析和代码实现。这本书的结构安排非常合理，前半部分打好坚实的C语言和硬件接口基础，后半部分则逐步深入到中断、串行通信和数据处理的高级应用。对于那些希望在短时间内系统性掌握51系列单片机C语言编程，并能独立进行小型嵌入式系统开发的读者来说，这本书无疑是当前市场上最值得信赖的选择之一。它的每一个例子都经过了充分的验证，拿来即用，这是对读者时间最大的尊重。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对市面上很多号称“新概念”的教材都持保留态度，因为很多不过是把老旧的资料换个封面重新包装。然而，这本《新概念51单片机C语言教程》却真正展现出一种与时俱进的教学理念。它并没有完全固守MCS-51的经典架构，而是将现代化的编程思想融入其中，让学习者在掌握基础指令集的同时，也能领略到结构化编程和模块化设计的精髓。我特别欣赏它在项目驱动学习方面的设计。书中的各个章节不仅仅是知识点的堆砌，而是围绕着几个核心应用场景展开，比如基于Keil uVision环境下的仿真调试技巧，以及如何利用C语言的高级特性来简化复杂的外设驱动编写，如UART通信协议的自适应波特率计算等。这使得我们学习的知识点不再是孤立存在的，而是立马就能看到它们在实际工程中的应用价值。如果说有什么可以更进一步的地方，也许是在高级篇幅中能加入更多关于低功耗设计策略的探讨，但这已是吹毛求疵了。对于志在打下扎实嵌入式基础的人来说，这本书的深度和广度都非常令人满意，绝对值得投入时间去精研。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，感觉就像是经历了一场循序渐进的“软件思维重塑”。过去我总是在硬件的逻辑限制下进行编程，总是想着如何用最少的资源去绕过硬件的限制。而《新概念51单片机C语言教程》通过对C语言强大抽象能力的充分挖掘，引导我开始站在更高的抽象层次上去思考问题。比如，书中对于I/O口操作的封装，远比直接操作P0、P1端口要优雅和安全得多。它教会了我如何利用宏定义和结构体来定义虚拟寄存器，从而极大地提高了代码的可读性和可移植性。最让我印象深刻的是关于中断优先级和多任务调度的初步介绍，尽管51单片机本身资源有限，但作者展示了如何通过C语言的技巧，模拟出一种轻量级的任务切换概念，这对于理解后续更复杂的实时操作系统（RTOS）概念至关重要。这本书真正做到了“授人以渔”，它传授的不仅仅是51单片机的知识，更是一种面向嵌入式系统的、严谨的C语言编程习惯和架构设计思路。它让我对“用C语言写单片机程序”有了全新的、更专业的认识。

评分☆☆☆☆☆

入个门，赶紧溜。

评分☆☆☆☆☆

作者本人实践经验丰富；本书为单片机入门的常见教材，可以让人快速入门，但想要发展更好，还是要注重理论课程

评分☆☆☆☆☆

入门必备

评分☆☆☆☆☆

都成启蒙书了，写得怎样也无所谓了。

评分☆☆☆☆☆

很好的入门书籍，即使基础薄弱也没事，仔细看郭天祥老师的视频，不懂的地方百度，谷歌，翻书，可以迅速的学习起来，在实验的过程中慢慢理解概念，最大的特点是可以迅速体验到单片机的操作啊，哈哈。