MCS-51单片机原理及接口技术 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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页数:273

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出版时间:2009-6

价格:27.00元

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isbn号码:9787121089893

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MCS-51
单片机
原理
接口技术
嵌入式系统
电子工程
微控制器
C51
硬件设计
实践教程

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具体描述

《MCS-51单片机原理及接口技术(第2版)》以MCS-51系列单片机为背景介绍单片机原理及其接口技术，主要内容包括：单片机组成结构；单片机指令系统和汇编语言程序设计；单片机中断技术和定时器/计数器应用；单片机功能扩展技术；C51编程语言及其应用；键盘、显示、A/D、D/A、开关量等功能性接口技术；单片机通信技术；单片机应用系统设计方法、步骤、以及工程应用举例等。

《MCS-51单片机原理及接口技术(第2版)》编写突出应用性和实践性，将单片机应用中的最新技术写入教材。在接口技术部分，将SPI、I2C接口技术作了详细介绍，并有实际例子帮助读者加深理解SPI、I2C技术。在通信部分，把重点放在PC机与单片机之间点对点和点对面的通信技术方面，具有较高的实用价值。将C51写入教材是对单片机程序设计语言的最好补充和延伸，C51部分的许多例子都有与之对应的汇编语言例子，便于读者对比学习。教材中的例子都取材于工程应用，突出例程的实用性和完整性，这不仅仅是为了学习知识而举例，而更重要的是为了掌握单片机的基本应用特性，从应用出发，又回到实际应用中去。

《MCS-51单片机原理及接口技术(第2版)》深入浅出，淡化理论，突出工程应用，适合作为高职高专院校自动化及其相关专业的教材，也可作为工程技术人员的参考用书。

好的，这是一本关于《现代嵌入式系统设计与实践》的图书简介。现代嵌入式系统设计与实践前言：迈向智能互联的基石在当今信息技术飞速发展的时代，嵌入式系统已不再是工业控制领域的专属名词，而是渗透到我们日常生活的方方面面，从智能手机、可穿戴设备到自动驾驶汽车、智慧家居，无处不在。它们是连接物理世界与数字世界的桥梁，是实现“万物互联”和“智能制造”的核心驱动力。本书《现代嵌入式系统设计与实践》旨在为读者提供一个全面、深入且极具实战性的视角，去理解和掌握当前主流的嵌入式系统设计理念、关键技术栈以及工程实践方法。我们不再局限于某一个特定的微控制器家族，而是将目光投向更广阔的、以高性能微处理器（MPU）和系统级芯片（SoC）为基础的现代嵌入式平台。本书强调的是系统级思维的培养，涵盖了从硬件选型、底层驱动开发、操作系统移植与应用、到网络通信和安全防护的完整流程。我们深知，成功的嵌入式项目不仅需要扎实的底层功底，更需要应对复杂系统集成和软件架构设计的能力。因此，本书将大量篇幅用于探讨实时操作系统（RTOS）、Linux嵌入式开发、多核异构计算以及物联网（IoT）应用层的构建，确保读者能够胜任当前行业对高级嵌入式工程师的要求。第一部分：现代嵌入式平台基础与硬件抽象本部分为构建现代嵌入式系统的基石，重点关注超越传统8位/16位架构的32位及以上平台的特性。第一章：现代嵌入式处理器架构概览本章首先梳理了当前主流的嵌入式处理器架构，如ARM Cortex-A/R/M系列，以及RISC-V架构的兴起。我们将深入剖析这些架构的特点，特别是内存管理单元（MMU）和缓存层次结构，这些对于运行复杂操作系统的能力至关重要。内容将涵盖流水线技术、中断处理机制（如NVIC或GIC）在高性能场景下的优化策略。第二章：系统级芯片（SoC）的构成与互联现代嵌入式设备的核心是SoC。本章详细介绍了SoC内部的各个关键模块：高性能CPU核、图形处理器（GPU）、数字信号处理器（DSP）、加速器（如NPU/VPU）以及各类外设控制器。重点探讨片上总线架构（如AMBA AXI/AHB）的工作原理、仲裁机制和数据流控制，这是实现系统高效协同的关键。第三章：存储系统与启动流程嵌入式系统的存储方案日益复杂，从高速DRAM（如DDR3/4/LPDDR）到非易失性存储（eMMC, UFS, NAND Flash）。本章将详述DDR内存的初始化、时序参数配置的原理，以及存储器的刷新和ECC校验机制。同时，我们将详细解析引导加载器（Bootloader）的层次结构（如SPL、U-Boot），从硬件复位到操作系统内核加载的完整启动序列和关键代码流程。第四章：硬件抽象层（HAL）与设备模型理解如何有效地与底层硬件交互是驱动开发的核心。本章着重介绍硬件抽象层（HAL）的设计原则，它如何屏蔽不同硬件平台的差异性。对于基于Linux的系统，本章会深入讲解设备树（Device Tree）的概念、语法以及它在操作系统启动过程中如何描述和初始化硬件资源。第二部分：嵌入式操作系统的选择与深度定制现代嵌入式应用对多任务、资源管理和用户交互提出了更高的要求，这使得操作系统的选择和定制成为核心竞争力。第五章：实时操作系统（RTOS）的原理与应用本章聚焦于轻量级、确定性强的RTOS（如FreeRTOS, Zephyr）。内容包括任务调度算法（抢占式、时间片、优先级继承/天花板协议）、信号量、互斥锁、消息队列等IPC（进程间通信）机制的底层实现细节。我们将通过实例演示如何进行任务优先级设计和死锁预防。第六章：嵌入式Linux内核的构建与裁剪对于需要复杂网络栈、文件系统和丰富用户空间的设备，嵌入式Linux是首选。本章详细指导读者如何交叉编译工具链的搭建，如何获取并配置Linux内核源码，以及如何根据目标硬件和应用需求对内核进行裁剪（Kconfig）。重点讲解内存管理（如CMA, Slab分配器）和调度器（如CFS）在嵌入式环境下的特性。第七章：设备驱动程序开发实战驱动是连接内核与硬件的纽带。本章将分别针对字符设备、块设备和网络设备，使用C语言和内核API实现驱动程序。内容将涵盖中断处理的异步操作、DMA（直接内存访问）的配置与同步机制，以及并发控制在驱动层的重要性。对于Linux系统，还将探讨如何编写和加载内核模块（LKM）。第八章：文件系统与存储管理嵌入式设备需要可靠的文件存储。本章比较了JFFS2, YAFFS2, UBIFS等NAND Flash专用文件系统的特点，并重点介绍SquashFS在只读系统中的应用。同时，我们将探讨如何使用内存文件系统（如tmpfs, ramfs）来优化系统性能和减少对物理存储的写入。第三部分：系统集成、网络通信与前沿技术本部分将视角扩展到系统的整体性能、互联互通和面向未来的技术挑战。第九章：系统性能分析与调试技术优化的目标是效率和稳定性。本章介绍了系统性能分析工具链，包括使用Perf、SystemTap进行内核级事件采样和分析。调试技术涵盖了JTAG/SWD接口的硬件调试流程，以及使用GDB进行远程调试的配置。此外，我们还将讨论功耗管理策略，如CPU频率调节（DVFS）和低功耗模式的实现。第十集：嵌入式网络与物联网（IoT）协议栈现代嵌入式系统几乎都具备网络能力。本章深入探讨TCP/IP协议栈在嵌入式Linux中的实现，并重点介绍轻量级通信协议，如MQTT、CoAP在资源受限设备上的应用。内容包括TLS/SSL的安全握手过程，以及如何实现可靠的数据传输机制。第十一集：多核异构计算与并行化随着SoC集成度提高，多核异构（CPU+GPU/NPU）成为主流。本章阐述了SMP（对称多处理）环境下的内核同步机制。同时，我们将介绍如何使用OpenCL或特定厂商的SDK来调度异构处理器执行计算密集型任务，实现任务卸载（Offloading）。第十二集：嵌入式系统安全基础安全已成为嵌入式系统设计中不可妥协的一环。本章涵盖了安全启动链（Secure Boot）的原理，包括TrustZone技术的基础概念。内容还包括软件层面的安全实践，如代码签名验证、输入数据校验、以及基本的缓冲区溢出防御技术。总结：构建面向未来的智能设备《现代嵌入式系统设计与实践》不仅是一本技术手册，更是一张通往复杂系统工程领域的路线图。通过本书的学习，读者将能够驾驭从资源受限的传感器节点到复杂多媒体处理中心的各类嵌入式平台，为开发出高效、稳定且安全的下一代智能设备奠定坚实的基础。本书的内容选择和深度旨在培养工程师的系统观和解决实际工程问题的能力，真正实现理论指导实践。

作者简介

目录信息

目录
第1章 MCS-51系列单片机的组成
1.1 单片机概述
1.1.1 单片机的发展历史
1.1.2 目前主流单片机
1.1.3 单片机的应用领域
1.2 MCS-51系列单片机的内部结构
1.2.1 微处理器结构
1.2.2 振荡与时钟
1.2.3 时钟周期、状态周期和机器周期
1.2.4 复位及复位电路
1.2.5 MCS-51系列单片机的引脚特性
1.3 MCS-51系列单片机的存储器组织
1.3.1 程序存储器
1.3.2 片内数据存储器
1.3.3 特殊功能寄存器
1.3.4 片外数据存储器
1.4 MSC-51系列单片机的基本I/O口
1.4.1 P0口的结构与特性
1.4.2 P1口的结构与特性
1.4.3 P2口的结构与特性
1.4.4 P3口的结构与特性
1.5 MCS-51系列单片机的工作方式
本章小结
习题1
第2章 MCS-51系列单片机的指令系统及汇编语言程序设计
2.1 指令格式与寻址方式
2.1.1 指令格式
2.1.2 MCS-51单片机寻址方式
2.2 MCS-51单片机指令系统
2.2.1 数据传送和交换类指令
2.2.2 算术运算类指令
2.2.3 逻辑运算指令
2.2.4 控制转移指令
2.2.5 位操作类指令
2.3 汇编语言程序设计
2.3.1 MCS-51单片机汇编语言的伪指令
2.3.2 程序结构
2.3.3 汇编语言程序设计方法
2.4 实用程序设计举例
2.4.1 数制转换程序
2.4.2 数据处理程序设计
2.4.3 查表程序设计
2.4.4 子程序设计
2.4.5 延时程序设计
本章小结
习题2
第3章 MCS-51系列单片机中断系统
3.1 中断系统概述
3.1.1 中断系统的概念
3.1.2 中断的作用
3.2 MCS-51系列单片机中断源与中断请求
3.2.1 定时器/计数器控制寄存器TCON
3.2.2 串行口控制寄存器SCON
3.3 MCS-51系列单片机中断控制
3.3.1 中断允许控制
3.3.2 中断优先权管理
3.4 中断响应
3.4.1 中断响应条件
3.4.2 中断响应过程
3.4.3 中断响应的时间
3.5 中断请求的撤除
3.6 中断应用举例
3.6.1 中断程序设计基础
3.6.2 外部中断应用举例
3.6.3 外部中断的扩展
3.7 中断应用注意事项
本章小结
习题3
第4章 MCS-51系列单片机定时器/计数器
4.1 MCS-51系列单片机定时器/计数器的结构
4.2 MCS-51系列单片机定时器/计数器的控制
4.2.1 定时器/计数器工作方式寄存器TMOD
4.2.2 定时器/计数器控制寄存器TCON
4.3 定时器/计数器的工作方式及应用
4.3.1 定时器/计数器方式0及应用
4.3.2 定时器/计数器方式1及应用
4.3.3 定时器/计数器方式2及应用
4.3.4 定时器/计数器方式3及应用
4.3.5 定时器/计数器的其他应用举例
本章小结
习题4
第5章 MCS-51系列单片机的扩展
5.1 单片机三总线的形成及编址
5.1.1 单片机三总线的形成
5.1.2 编址及译码
5.2 存储器的扩展
5.2.1 程序存储器扩展
5.2.2 数据存储器的扩展
5.3 输入/输出口的扩展
5.3.1 简单接口芯片的扩展
5.3.2 可编程芯片8155的扩展
5.3.3 可编程芯片8255A的扩展
本章小结
习题5
第6章 MCS-51系列单片机的接口技术
6.1 键盘接口技术
6.1.1 键的特性
6.1.2 独立键盘接口技术
6.1.3 矩阵键盘接口技术
6.2 数码显示接口技术
6.2.1 数码显示原理
6.2.2 静态显示技术
6.2.3 动态显示技术
6.3 液晶显示技术
6.3.1 液晶显示器简介
6.3.2 液晶显示器与单片机接口
6.4 A/D转换器与单片机的接口技术
6.4.1 A/D转换器的性能参数与选型
6.4.2 ADC0809与单片机接口
6.4.3 AD574A与单片机接口
6.5 D/A转换器与单片机的接口技术
6.5.1 D/A转换器的性能参数与选型
6.5.2 DAC0832与单片机接口
6.5.3 DAC1210与单片机接口
6.5.4 V/I变换电路
6.6 串行接口技术
6.6.1 SPI串行总线
6.6.2 SPIA/D.D/A转换器与MCS-51单片机接口
6.6.3 I2C串行总线
6.6.4 I2C器件与MCS-51接口
6.7 开关量输入/输出接口技术
6.7.1 光电隔离技术和器件
6.7.2 开关量输入接口
6.6.3 开关量输出接口
本章小结
习题6
第7章 MCS-51系列单片机串行通信
7.1 串行通信的基本概念
7.1.1 数据通信
7.1.2 串行通信的传输方式
7.1.3 异步通信和同步通信
7.2 MCS-51系列单片机串行通信接口
7.2.1 串行口的结构与组成
7.2.2 串行口的工作方式
7.2.3 波特率的设置
7.2.4 串行通信接口标准
7.3 PC机与单片机通信
7.3.1 PC机串口资源及编程使用方法
7.3.2 PC机与单片机双机通信
7.3.3 PC机与单片机多机通信
本章小结
习题7
第8章 C51程序设计语言及程序设计
8.1 C51数据类型与运算
8.1.1 C51数据类型
8.1.2 C51数据存储类型
8.1.3 C51定义SFR
8.1.4 C51定义并行口
8.1.5 C51定义位变量
8.1.6 C51运算符.表达式及其规则
8.2 C51流程控制语句
8.2.1 选择语句
8.2.2 循环语句
8.3 C51构造数据类型
8.3.1 数组
……
第9章单片机应用系统设计与开发
附录A ASCII码字符表
附录B MCS-51单片机指令表
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书在讲解系统架构和模块划分时，似乎完全跳过了“软件工程”这个概念。它更像是一本纯粹的硬件实现手册，聚焦于如何把各个电子元件用最好的方式连接起来，但对于如何管理一个日益膨胀的固件项目则着墨不多。我本期待能看到一些关于状态机设计、任务调度或者资源共享冲突处理的章节，毕竟在实际项目中，代码的健壮性和可维护性与硬件本身一样重要。书中对软件结构的最佳实践几乎是只字未提，所有的例子都停留在“一个文件解决所有问题”的初级阶段。这使得初学者很容易养成写“意大利面条式代码”的习惯，而等到他们接触到更大型的项目时，会发现这本书提供的知识体系存在明显的短板，无法有效支撑复杂的软件架构演进。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示风格，说实话，不太友好。那些电路原理图的线条和元器件符号，总感觉有点模糊不清，尤其是涉及到多层板的设计视图时，简直是一团乱麻。我花了很长时间才分辨清楚几个关键的信号连接走向。更让我感到困扰的是，书中的案例代码似乎都是针对特定版本的开发环境编译的，当我尝试在我的新IDE上复现那些LED闪烁或者串口通信的例子时，遇到了大量的头文件缺失和编译错误。这迫使我不得不花费大量时间去手动查找和替换那些过时的宏定义或者函数调用，这完全打乱了我的学习节奏。如果出版方能在配套资源中提供一个清晰的、可直接下载的工程文件包，并附带一份简短的“环境配置指南”，这本书的实用价值将立刻提升好几个档次，而不是让读者在“环境配置”的泥潭里挣扎。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计实在是太老派了，简直像是从上个世纪九十年代直接穿越过来的。我本来是冲着了解现代嵌入式系统的最新发展去的，结果打开书，映入眼帘的各种截图和代码示例，那种像素感和配色，让人不禁感叹时间的流逝。我尝试去理解那些关于中断处理和端口I/O的章节，但讲解的方式总是绕着弯子，缺乏那种直击核心的效率。比如，在描述一个简单的定时器配置时，需要翻阅好几页的背景知识才能勉强拼凑出完整的脉络，对于一个想快速上手实践的读者来说，这无疑是一种折磨。更别提书中对新型总线协议的介绍，基本停留在概念层面，完全没有深入到实际应用中的陷阱与优化技巧。总的来说，如果期待从这里学到能直接应用于当前项目的方法论，那可能会失望，它更像是一份详尽但略显陈旧的档案资料，需要读者自己花费大量精力去“考古”和“翻译”。

评分☆☆☆☆☆

我必须得承认，这本书的理论深度是毋庸置疑的，它在某些偏底层的逻辑推导上做得非常扎实，这一点对于想深入理解CPU工作机制的硬核爱好者来说，绝对算得上宝藏。然而，这种深度也带来了阅读上的巨大门槛。书中对某些复杂的时序图和汇编指令集的分析，几乎达到了教科书级别的严谨，但对于我这种更侧重于应用层快速迭代的工程师来说，阅读体验极其晦涩。我感觉自己像是在攀登一座陡峭的山峰，每一步都需要小心翼翼地计算受力点，而不是轻快地奔跑。举个例子，书中关于片上外设寄存器的位操作描述，用了大量的篇幅来解释硬件实现细节，这固然是严谨的，可实际上，现在很多库函数已经把这些细节封装好了，如果这本书能多一些现代调试工具的应用案例，或者对比不同编译器生成的代码效率，想必会更贴近实际工作场景，让知识的转化效率更高一些。

评分☆☆☆☆☆

说实在的，这本书的语言风格非常学术化，充满了严谨的术语和正式的陈述，这对于想把单片机技术用在快速原型制作或者兴趣驱动项目上的读者来说，阅读体验是相当枯燥的。它更像是为准备参加专业认证考试的学生准备的，而不是为业余爱好者或者想快速验证创意的创客群体准备的。阅读过程中，我总感觉自己像是在啃一块没有调味的干面包，尽管营养丰富，却缺乏必要的“趣味性佐料”。如果作者能在关键概念讲解后，穿插一些“小技巧”、“注意事项”或者“实际应用中的坑点提醒”，用稍微活泼一点的语气来引导，哪怕只是在脚注里增加一些行业内的趣闻轶事，都能极大地改善阅读的粘性。现在这种一本正经的叙事方式，让这本书的普及度大打折扣。

评分☆☆☆☆☆