Das Mikrocontroller-Kochbuch MCS-51

Das Mikrocontroller-Kochbuch MCS-51 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:mitp-Verlag
作者:Andreas Roth
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2002-01-31
价格:0
装帧:Relié
isbn号码:9783826607226
丛书系列:
图书标签:
  • 微控制器
  • MCS-51
  • 嵌入式系统
  • 单片机
  • 编程
  • 电子工程
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  • 技术
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具体描述

《嵌入式系统设计与实践:基于现代微处理器平台的深入探索》 书籍简介 本书旨在为电子工程、计算机科学及相关领域的学生、工程师和爱好者提供一个全面、深入且极具实践指导意义的指南,专注于现代嵌入式系统的设计、实现与优化。本书摒弃了对特定老旧平台的过度依赖,转而聚焦于当前主流的、具有高性能与丰富外设资源的微处理器架构,如基于 ARM Cortex-M 系列的微控制器,以及现代物联网(IoT)应用中常见的高级片上系统(SoC)。 第一部分:嵌入式系统基础与现代微处理器架构(约 350 字) 本部分首先奠定了扎实的理论基础。它详细剖析了嵌入式系统的核心概念,包括实时性要求、资源约束、功耗管理以及系统级设计流程。不同于传统的八位或十六位机结构,本书深入讲解了 32 位 RISC 架构的优势,特别是 ARMv7-M 和 ARMv8-M 架构的流水线设计、特权级别(如:线程模式与处理模式)以及内存保护单元(MPU)的配置与应用。 内容涵盖了关键的外设接口:通用异步收发器(UART)的高级配置(波特率生成、中断驱动传输)、同步串行接口(SPI/I2C)在多主/多从配置下的时序控制与冲突避免、模数转换器(ADC)与数模转换器(DAC)的高精度采样技术与抗混叠滤波器的设计。此外,本书还探讨了通用输入输出(GPIO)端口的高级功能,如端口复用、开漏/推挽配置及其对外部电路驱动能力的影响。内存映射、启动代码(Startup Code)的初始化过程以及中断向量表的管理,都将进行细致的图解和代码示例说明。 第二部分:实时操作系统(RTOS)的深度应用与调度机制(约 400 字) 在资源受限但对确定性要求极高的现代嵌入式系统中,实时操作系统是不可或缺的。本部分将深入探讨 FreeRTOS、Zephyr 或类似成熟 RTOS 的内部机制。 重点内容包括任务(Task)的创建、状态切换与上下文保存/恢复的原理。调度算法是本章的重中之重,详细对比了固定优先级抢占式调度与轮转调度的工作方式,并探讨了优先级反转问题及其解决方案(如:优先级继承协议)。 同步与互斥机制的讲解细致入微,涵盖了信号量(Binary/Counting Semaphore)、互斥锁(Mutex)的正确使用场景,强调了死锁(Deadlock)的识别与避免。消息队列(Message Queue)和事件标志组(Event Group)作为进程间通信(IPC)的关键工具,将通过具体的生产者-消费者模型案例进行演示,确保读者能够设计出健壮、无竞争条件的并发程序。此外,本章还涉及 RTOS 移植的基础知识和内核性能的度量方法。 第三部分:低功耗设计与电源管理策略(约 300 字) 随着物联网设备的普及,电池寿命成为决定产品成败的关键因素。本部分专注于将低功耗设计融入到系统架构的每一个层面。 首先,分析了静态功耗与动态功耗的来源,并指导读者如何利用微处理器的时钟门控(Clock Gating)和电源门控(Power Gating)技术来削减空闲时的能耗。深入讲解了各种休眠模式(Sleep Mode, Deep Sleep, Standby)的唤醒源配置与唤醒延迟分析。 软件层面,探讨了如何优化代码执行效率以减少活动时间,包括高效的位操作和避免不必要的内存访问。系统性地介绍了唤醒机制的设计,如利用低功耗定时器(Low-Power Timer)周期性唤醒系统,以及如何通过外部中断快速响应事件,确保在满足功能需求的前提下,将设备保持在最低功耗状态的时间最大化。 第四部分:高级通信协议与网络集成(约 350 字) 本部分将目光投向了连接性,涵盖了嵌入式设备与外部世界交互的关键技术。 对于有线通信,除了前述的通用串行接口,本书还将重点讲解 CAN 总线(汽车和工业控制领域)和 USB 设备栈的实现细节,包括端点(Endpoint)的配置和数据传输包的处理。 对于无线通信,将详细介绍 IEEE 802.15.4 协议族(如 Zigbee 或 Thread 的物理层与 MAC 层基础),以及现代低功耗广域网(LPWAN)技术如 LoRaWAN 的数据帧结构与网关通信流程。网络协议栈部分,将基于 lwIP 或类似轻量级 TCP/IP 栈,指导读者如何实现可靠的 Socket 编程、以太网驱动的初始化,以及安全连接(TLS/DTLS)在嵌入式环境下的资源优化部署。章节中包含构建一个完整的、可接入云平台的传感器节点的实战案例。 第五部分:调试、测试与固件空中升级(OTA)(约 100 字) 成功的嵌入式项目离不开高效的调试手段。本部分涵盖了使用 JTAG/SWD 接口进行硬件调试的进阶技巧,如断点设置、数据观察点(Watchpoint)和跟踪(Trace)功能的利用。软件测试方面,介绍了单元测试框架在嵌入式代码中的应用。最后,系统性地讲解了安全可靠的固件空中升级(OTA)机制的设计原则,包括双备份分区(A/B Partitioning)和安全签名验证,确保系统在部署后的可维护性与安全性。 本书的特点在于其紧密的理论与实践结合,所有示例代码均基于现代 IDE 和交叉编译工具链,旨在培养读者解决复杂、前沿嵌入式系统问题的能力。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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在我的大学学习生涯中,接触过不少关于数字电路和计算机体系结构的课程,但真正让我对微控制器产生浓厚兴趣的,还是这本《Das Mikrocontroller-Kochbuch MCS-51》。它以一种非常直观和实用的方式,将 MCS-51 这种经典的微控制器展现在我的面前。这本书的优点在于,它没有止步于理论的讲解,而是提供了大量的实践指导,让我能够亲手去验证和探索。我尤其喜欢书中在介绍各个硬件模块时,所配有的详细的电路图和时序图。这些图示清晰地展示了各个模块之间的连接关系和信号传输过程,让我能够非常容易地理解它们的内部工作原理。例如,在讲解 ADC(模数转换器)时,书中不仅详细介绍了采样、保持、量化和编码的过程,还通过代码示例展示了如何配置 ADC 寄存器,读取转换结果,以及如何进行数据滤波和校准。这些细致的讲解,让我对 ADC 的工作原理有了更深刻的理解,也为我将来设计需要进行模拟信号采集的项目打下了坚实的基础。这本书还鼓励读者进行实验和调试,很多章节都提供了“挑战”或“进阶”的任务,让我能够将学到的知识运用到实际的实践中去。

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在我的电子设计项目生涯中,微控制器扮演着至关重要的角色。我对 MCS-51 系列的了解,更多是源于其广泛的应用基础和成熟的生态系统。虽然市面上存在许多关于 MCS-51 的技术资料,但真正能够让我眼前一亮的,还是这本《Das Mikrocontroller-Kochbuch MCS-51》。它以一种非常接地气的方式,将 MCS-51 的核心概念和实际应用相结合,为我提供了一个清晰的学习框架。我特别欣赏作者在讲解过程中,对于各种开发工具和调试技巧的介绍。无论是 Keil uVision 还是其他常用的集成开发环境,书中都提供了详细的配置和使用指南,这对于开发者来说是至关重要的。而且,书中对于代码的组织和管理,也为我提供了不少启示。通过分析书中那些结构清晰、注释详尽的代码,我能够学习到如何写出更具可读性和可维护性的程序。此外,这本书在讲解一些高级主题时,比如中断优先级管理、低功耗模式设计、以及嵌入式操作系统的初步概念时,也显得尤为专业和深入。这些内容不仅拓展了我的知识视野,也为我未来的项目开发提供了宝贵的参考。这本书的价值不仅仅在于其内容的丰富性,更在于它能够激发读者的学习兴趣,并提供切实可行的解决方案。

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这本书的出现,简直就是我 microcontroller 学习之路上的及时雨。之前接触过一些基础概念,也看过一些零散的教程,但总感觉像是碎片化的知识点,缺乏一个清晰的脉络和系统性的指导。尤其是 MCS-51 这种经典的架构,虽然经典,但市面上能找到的资料良莠不齐,有些过于陈旧,有些又过于晦涩难懂。正当我感到有些迷茫的时候,无意间翻到了这本《Das Mikrocontroller-Kochbuch MCS-51》。从书名就可以感受到一种亲切感,“Kochbuch”(食谱)意味着它会提供一套详尽的步骤和清晰的指导,就像烹饪一道菜一样,让你一步步跟随,最终能够做出美味佳肴。而“MCS-51”这个关键词则精准地定位了其内容,是我一直想深入了解的核心。迫不及待地翻开第一页,我就被其严谨但又不失易懂的风格所吸引。作者没有上来就抛出复杂的理论,而是从最基础的原理开始,层层递进,如同循循善诱的老师。我特别欣赏它在讲解硬件结构时的细致入微,每一个寄存器的作用,每一个引脚的功能,都配有清晰的图示和详尽的解释,这对于我这种需要视觉化学习的人来说,简直是福音。而且,书中大量的代码示例,更是让枯燥的理论变得生动有趣。那些看似简单的“Hello, World!”程序,背后却蕴含着深刻的原理,通过调试这些代码,我能更直观地理解 MCU 的工作流程,以及 C 语言如何与硬件进行交互。这本书不仅仅是知识的传授,更是一种学习方法的引导,它教会我如何去分析问题,如何去解决问题,这种能力远比记住几个固定的代码片段要宝贵得多。

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作为一个对嵌入式系统充满好奇的工程师,我一直在寻找一本能够系统性地介绍 MCS-51 架构并且提供大量实用案例的书籍。《Das Mikrocontroller-Kochbuch MCS-51》恰好满足了我的这一需求。这本书不仅仅是一份技术文档,更像是一位经验丰富的导师,带领我深入探索 MCS-51 的世界。我喜欢它在讲解各个模块时所采用的“问题驱动”的学习方式。例如,当讲解到串口通信时,作者不会直接给出代码,而是先提出一个“如何实现与 PC 之间的数据传输”的问题,然后逐步引导读者理解串口通信的原理,以及如何在 MCS-51 上进行相应的配置和编程。这种方式不仅让我更容易理解抽象的概念,也锻炼了我分析和解决问题的能力。书中提供的代码示例,质量非常高,结构清晰,注释详细,并且都经过了实际的验证。我曾经尝试过直接移植一些网上的代码,但往往会遇到各种兼容性和稳定性问题,而这本书中的代码,则显得非常可靠。此外,书中还涵盖了一些进阶话题,例如实时操作系统(RTOS)在 MCS-51 上的应用,以及如何进行功耗优化和性能调优,这些内容对于我进一步提升嵌入式开发能力非常有帮助。

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一直以来,我都对电子工程领域充满热情,尤其是微控制器在现代科技中的核心作用,更是让我着迷。接触 microcontroller 以来,也尝试阅读了不少相关的技术资料和书籍,但总感觉它们要么过于理论化,要么过于浅显,难以形成一个完整和系统的认知。《Das Mikrocontroller-Kochbuch MCS-51》的出现,无疑是填补了我的这一空白。这本书从一开始就抓住了我的眼球,它不是那种一本正经的学术专著,而是以一种“食谱”的形式,将复杂的微控制器编程过程变得生动有趣。对于 MCS-51 这种经典的架构,这本书的处理方式尤其令人称道。它没有回避其相对古老的年代,而是深入浅出地讲解了其核心的指令集、寄存器结构以及中断机制。通过书中提供的详实的代码示例,我能够亲手实践,一步步搭建起自己的应用程序。最让我感到惊喜的是,书中对于各种常见的外设接口,比如 GPIO、定时器、计数器、ADC、UART 等等,都进行了非常详细的讲解和应用示例。这些示例不仅代码完整,而且都配有清晰的电路图和工作原理的说明,让我能够非常直观地理解这些外设是如何工作的,以及如何通过软件来控制它们。通过阅读这本书,我不仅掌握了 MCS-51 的编程技巧,更重要的是,培养了一种解决问题的思路和方法,这对于我在嵌入式开发领域继续深入学习和实践,具有非常重要的指导意义。

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这本书的装帧和排版都相当考究,拿到手里的质感就让人觉得这是一本值得细细品读的专业书籍。我对 microcontroller 的兴趣起源于一次偶然的机会,当时看到一个复杂的自动化设备,就被其精巧的设计和背后隐藏的智能所吸引,了解到这一切都离不开那些小小的微控制器。而 MCS-51 作为微控制器界的“常青树”,自然是我学习的首选目标。然而,学习的道路并非坦途,尤其是当需要深入理解其内部工作原理,以及如何通过编程来控制它的时候,往往会遇到不少瓶颈。这本《Das Mikrocontroller-Kochbuch MCS-51》就像是为我量身定做的指南。它非常巧妙地平衡了理论深度和实践操作,既有对 MCS-51 体系结构、指令集、时序等核心概念的深入剖析,又提供了大量贴近实际应用的案例和完整的代码实现。我特别喜欢它在讲解中断、定时器、串口通信等重要功能模块时,所采用的“由浅入深,由点及面”的方式。不是简单地罗列几个函数,而是详细解释了这些功能模块的硬件原理,再结合具体的 C 语言程序,展示如何灵活运用它们来解决实际问题。例如,书中关于定时器模式的讲解,不仅清晰地解释了不同模式下的工作原理,还通过实例演示了如何利用定时器实现精确延时,或者作为波形发生器。这种深入骨髓的讲解,让我对 MCS-51 的理解不再停留在表面,而是能够真正掌握其精髓。

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我对电子技术的兴趣始于对 Arduino 的初步接触,但很快我意识到,要真正深入理解微控制器的工作原理,掌握更底层的技术是必不可少的。MCS-51 系列,作为嵌入式开发领域的经典,自然成为了我的下一个学习目标。在寻找相关资料的过程中,我偶然发现了这本《Das Mikrocontroller-Kochbuch MCS-51》。这本书的书名就给我一种亲切感,让我觉得它会像一本烹饪指南一样,详细地指导我如何一步步地“烹饪”出自己的 microcontroller 程序。阅读过程中,我发现这本书的确不负所望。作者在讲解 MCS-51 的核心架构时,非常注重理论的严谨性,但又不会让初学者感到枯燥。例如,在讲解 CPU 的工作流程时,书中会详细介绍指令周期的各个阶段,以及如何通过时钟信号来控制这些过程。同时,书中还提供了大量的 C 语言和汇编语言的混合示例,这让我能够理解不同语言在微控制器开发中的应用场景和优缺点。我尤其欣赏书中对各种外设模块的讲解,比如 PWM 输出,如何通过精确控制定时器来生成不同占空比的方波,这对于需要驱动直流电机或者控制 LED 亮度的项目来说,是非常实用的技术。这本书让我深刻体会到,学习微控制器不仅仅是学习编程语言,更重要的是理解硬件与软件之间的紧密联系。

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作为一名在嵌入式领域摸爬滚打了几年的人,深知掌握一门核心的微控制器架构对于职业发展的重要性。MCS-51 系列,虽然在一些更新的架构面前显得有些“年长”,但其经典的结构、丰富的指令集以及广泛的应用领域,使其依然具有不可替代的地位。市面上关于 MCS-51 的书籍不少,但真正能够做到既有理论深度,又有实践指导,同时还兼顾易读性的,却屈指可数。《Das Mikrocontroller-Kochbuch MCS-51》绝对是其中的佼佼者。这本书的优点在于,它不仅仅是一本技术手册,更像是一个循序渐进的学习计划。从最基础的开发环境搭建,到核心的硬件资源介绍,再到各种外围接口的编程应用,每个章节都承接上一章的内容,逻辑清晰,层层深入。作者在讲解过程中,非常注重理论与实践的结合,每个重要的概念都会辅以详尽的代码示例,并且这些示例都是可以直接在开发板上运行调试的。我特别欣赏书中对各种常用外设的讲解,比如 GPIO 的配置,ADC 的数据采集,PWM 的信号生成等等,都提供了非常完整和详细的实现方案。这对于我们这些需要快速将理论知识转化为实际项目的人来说,极大地节省了摸索的时间。而且,这本书的语言风格也很讨喜,不会过于晦涩,而是用一种比较直观易懂的方式来阐述复杂的技术问题,让我能够更轻松地投入到学习中去。

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自从我踏入嵌入式软件开发的行列,就深刻体会到掌握一门主流微控制器架构的重要性。MCS-51 系列,以其悠久的历史和广泛的应用,依然是许多入门者和爱好者学习的重点。然而,要找到一本能够真正做到“既讲清楚原理,又给出具体实践”的书籍,却并非易事。《Das Mikrocontroller-Kochbuch MCS-51》正好弥补了这一市场空白。它并没有回避 MCS-51 的一些相对“古老”的特性,而是以一种非常积极和创新的方式,将这些特性与现代的开发理念相结合。我非常欣赏书中对于各个外设接口的讲解,比如 I2C 和 SPI 协议。作者不仅详细解释了这些通信协议的工作原理,还通过大量的代码示例,展示了如何在 MCS-51 上实现与各种传感器和外部设备的通信。这些示例的代码质量很高,逻辑清晰,注释详尽,并且都经过了实际的调试。我曾经尝试过自己实现这些通信协议,但遇到了一些棘手的问题,而通过学习这本书中的方法,我得以顺利解决。此外,书中还涉及了一些关于中断处理、内存管理以及软件优化的技巧,这些内容对于我提升代码的效率和可靠性,起到了非常重要的作用。这本书的价值,不仅仅在于其技术内容的深度,更在于它能够激发读者的求知欲,并提供切实可行的学习路径。

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作为一名初学者,选择一本合适的基础教材是至关重要的。《Das Mikrocontroller-Kochbuch MCS-51》无疑是我在 microcontroller 学习道路上遇到的一本“神书”。我之前对单片机的概念只停留在模糊的认知层面,但这本书用一种非常友好的方式,一步步引导我走进了 MCS-51 的世界。从这本书的结构来看,它非常清晰地划分了各个知识点,并且循序渐进,让我不会感到 overwhelmed。开头的部分,作者非常细致地介绍了 MCS-51 的整体架构,包括 CPU 的构成、存储器映射、各种寄存器的作用等等,这些都是理解后续内容的基础。而且,书中对这些概念的解释,不仅仅是枯燥的文字描述,还配有大量的图表和对比,让我能够更直观地理解。我特别喜欢它提供的那些“食谱”式的章节,每个章节都围绕一个特定的功能或应用展开,例如“让 LED 闪烁”、“读取按键输入”、“使用定时器输出方波”等等。这些看似简单的例子,却包含了丰富的知识点,作者会详细讲解实现这些功能所需的硬件连接、寄存器配置和 C 语言代码。通过跟着这些“食谱”一步步操作,我不仅学会了如何编写代码,更重要的是,理解了代码是如何与硬件进行交互的,以及如何调试和解决出现的问题。这本书让我觉得,学习 microcontroller 并没有想象中那么难,关键在于找到正确的方法和好的指引。

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