單晶片微電腦控製實作（上） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

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本書特色：

1. 詳細剖析MCS-51內部各單元的架構，使讀者能徹底認識清楚並能靈活運用。
2. 由定址模式介紹MCS-51指令，使讀者能盡速認識指令。
3. 詳細介紹係統發展過程，並提供各種微電腦控製實驗模組的設計理念。
4. 融入模組化教學的觀念，各實習單元雖為一獨立之模組，但透過精心策劃的實習內容安排，可將各實習單元組閤成一較大的係統，使讀者對微電腦控製的應用能有全盤的概念。

深入理解現代電子係統的基石：數字邏輯與可編程控製器應用實例解析 本書聚焦於現代電子係統設計與實現的核心技術，特彆是數字邏輯電路的原理、應用，以及如何利用先進的可編程邏輯器件（如FPGA或復雜CPLD）構建高性能、靈活的數字係統。內容涵蓋從基礎布爾代數到復雜係統級集成的完整脈絡，旨在為讀者提供堅實的理論基礎和豐富的實踐經驗。 --- 第一部分：數字邏輯基礎與器件原理（約450字） 本部分緻力於構建讀者對數字係統世界的精確理解。我們首先從信息論的視角切入，詳細闡述二進製、格雷碼及BCD碼等數製係統，並深入分析布爾代數的基本公理、定理及其在電路簡化中的應用。重點剖析邏輯門（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的工作原理、真值錶以及它們在集成電路中的物理實現。 隨後，我們轉嚮組閤邏輯電路的設計與分析。內容包括卡諾圖（Karnaugh Map）的繪製與化簡技術，以及Quine-McCluskey算法在多變量邏輯簡化中的應用。通過大量實例，讀者將掌握如何使用譯碼器（Decoder）、編碼器（Encoder）、數據選擇器（Multiplexer, MUX）和數據分配器（Demultiplexer, DEMUX）等標準中等規模集成電路（MSI）構建復雜的邏輯功能。 緊接著，我們詳細闡述時序邏輯電路。這部分是構建存儲單元和控製器邏輯的關鍵。內容涵蓋鎖存器（Latch）與觸發器（Flip-Flop，包括SR, JK, D, T型）的工作特性、主從結構以及它們在時鍾同步係統中的重要性。在此基礎上，我們將係統地介紹寄存器（Register）的構建、移位寄存器（如串入並齣、並入串齣）的應用，以及異步與同步計數器（環形計數器、Johnson計數器）的設計與故障分析。 最後，本部分引入瞭有限狀態機（FSM）的設計方法論，包括米利（Mealy）型和穆爾（Moore）型狀態機的建模、狀態轉移圖的繪製、以及如何利用觸發器和組閤邏輯電路實現這些控製器。這為後續的硬件描述語言（HDL）編程奠定瞭不可或缺的理論基礎。 第二部分：可編程邏輯器件（PLD/FPGA）架構與硬件描述語言（HDL）（約500字） 本部分將理論知識轉化為現代數字設計工具的應用能力。我們深入探討可編程邏輯器件（PLD）的演進，重點分析復雜可編程邏輯器件（CPLD）和現場可編程門陣列（FPGA）的核心結構。 對於FPGA而言，內容詳述瞭其基本單元——查找錶（LUT）的工作原理，觸發器、鎖存器、嵌入式塊RAM（BRAM）以及高速輸入/輸齣（HIO）模塊的內部架構。讀者將理解邏輯單元（Logic Element, LE）如何映射到基礎邏輯門，以及布綫資源（Routing Resources）如何決定設計的性能和資源利用率。 硬件描述語言（HDL）是實現現代數字係統的標準工具。本章將詳細介紹VHDL和/或Verilog的語法結構、數據類型和基本操作符。我們將區分行為級（Behavioral）、數據流級（Dataflow）和結構級（Structural）三種描述層次，並強調在係統級設計中應優先采用哪種層次。 關鍵的設計實踐包括：如何使用HDL精確描述組閤邏輯和時序邏輯（如使用`process`或`always`塊），如何利用生成（Generate）語句實現模塊化和參數化設計，以及如何正確地使用時鍾域控製和復位同步等關鍵約束。本部分強調綜閤（Synthesis）的概念，解釋綜閤工具如何將高級HDL代碼轉化為目標FPGA/CPLD能夠識彆的網錶（Netlist），並討論瞭時序約束對設計成功的重要性。 第三部分：基於PLD/FPGA的係統級應用與實踐（約550字） 本部分側重於將前兩部分的知識應用於構建復雜、實用的數字係統。通過具體的項目案例，讀者將獲得從需求分析到最終硬件驗證的全流程經驗。 數據通路設計：我們將首先設計和實現高速算術邏輯單元（ALU），包括加法器（如先行進位加法器）、乘法器、以及浮點運算的基礎結構。討論如何優化這些數據通路以滿足特定的時序要求。 控製器設計與接口：重點放在狀態機的優化與復用。我們將實現一個完整的通信協議控製器，例如異步串行通信（UART）的發送器和接收器。這要求精通時鍾管理、波特率的生成與校驗，以及數據幀的封裝與解封裝。 存儲器接口與管理：本章深入講解如何使用FPGA內部的BRAM或外部SRAM/SDRAM。內容包括BRAM的讀寫時序控製、雙端口RAM的應用（如用於數據緩衝和同步），以及對外部同步動態存儲器（SDRAM）進行內存控製器（Memory Controller）的設計，涉及刷新周期、地址映射和數據延遲的管理。 片上係統（SoC）基礎模塊：為嚮更復雜的嵌入式係統過渡，我們介紹構建SoC所需的關鍵軟核和硬核組件。這包括係統總綫結構（如Wishbone或AXI Lite的簡化模型）的建立，以及如何將預先設計好的定時器/計數器模塊和中斷控製器集成到自定義的處理器係統中。 設計驗證與仿真：成功的數字設計離不開嚴格的驗證。本部分強調仿真環境的搭建，使用HDL提供的仿真庫和測試平颱（Testbench）來驗證邏輯功能的正確性。內容覆蓋功能仿真、時序仿真的概念，以及如何利用波形查看器對信號的時序關係進行精確的調試和分析，確保設計的魯棒性。 --- 本書的結構設計旨在確保讀者不僅理解數字邏輯的“是什麼”，更能掌握如何利用現代可編程器件高效地實現“如何做”，最終能夠獨立完成中等復雜度的數字硬件設計項目。

评分☆☆☆☆☆

這本《單晶片微電腦控製實作（上）》對我這樣一個初次接觸微控製器學習的學生來說，簡直是一本救星！我之前參加過學校的相關課程，但老師的講解有時候太快，而且書本上的內容又比較簡略，常常搞不清楚狀況。這本書最大的優點就是它的「實作導嚮」，它不是隻講理論，而是把理論和實際操作緊密結閤。從最基礎的硬體接線、開發闆的設定，到如何編譯、燒錄程式，每一個步驟都寫得非常詳細，並且配有清晰的圖片和流程圖，讓我不怕走錯。書中對於各個功能模組的講解，例如定時器、ADC（類比數位轉換器）等，都做瞭深入淺齣的說明，並且提供瞭實用的應用範例，讓我能很快理解這些功能在實際中的作用。我特別喜歡它在介紹如何使用不同類型的感測器時，給予的程式碼範例，可以讓我快速地將理論知識轉化為實際操作，並且能看到結果。這本書的內容安排，也讓我覺得學習麯線非常平緩，每一個章節都是一個小小的裏程碑，讓我持續保有學習的動力。

评分☆☆☆☆☆

我是一位在科技業打滾多年的工程師，雖然工作內容接觸到不少軟體，但對於底層的硬體控製一直覺得有點隔閡。這次偶然翻到《單晶片微電腦控製實作（上）》，真的讓我驚為天人！它不像我以前看過的許多技術書籍，動輒就拋齣大量專業術語，然後期望讀者自行消化。這本書的編排非常巧妙，它循序漸進，從最基礎的硬體原理開始，像是晶振、時脈、記憶體架構等，都用非常清晰的圖錶和文字說明，讓原本抽象的物理概念變得具體可感。我尤其欣賞它在講述 I/O 埠控製時，不隻停留在理論層麵，而是立刻連接到實際的應用，例如如何驅動馬達、讀取感測器訊號。書中提供的範例程式碼，不僅結構清晰，而且每一個函式、每一個參數的意義都解釋得非常到位，甚至還會探討不同寫法的優劣。我曾經在實際專案中遇到一些微控製器溝通上的問題，迴去翻閱這本書，竟然意外地找到瞭解決思路。這本書的深度和廣度都非常適閤我們這種需要將理論與實務緊密結閤的工程師，它提供的實作技巧和除錯思路，對於提升工作效率有很大的幫助，而且它所傳達的「解決問題」的思維方式，更是難能可貴。

评分☆☆☆☆☆

我是一名對硬體控製有濃厚興趣的退休工程師，雖然已經離開職場多年，但對新的技術總保持著學習的態度。這次偶然拿到《單晶片微電腦控製實作（上）》，真的讓我重新燃起瞭對單晶片世界的探索慾。這本書的編寫風格非常紮實，對於每一個硬體原理的解釋，都力求精確，同時又不會過於學術化，讓老學究如我也能理解。我特別欣賞它在介紹 I/O 埠的進階應用時，深入探討瞭像上拉、下拉電阻的原理和作用，這是在許多入門書籍中較少提及的。書中提供的範例程式碼，不僅風格嚴謹，而且邏輯清晰，每一個細節都考慮得非常周全，讓我在學習過程中，能夠反覆琢磨，不斷地思考。它也提供瞭一些關於除錯技巧和常見問題的解決方案，這對於培養紮實的工程素養非常有幫助。雖然我對單晶片的基礎知識已經有所瞭解，但這本書依然能提供不少啟發，讓我對單晶片的應用有瞭更深一層的認識，尤其是在一些複雜控製策略的講解上，更是讓我受益匪淺。

评分☆☆☆☆☆

身為一個對電子學懷抱熱情的業餘創客（Maker），我一直夢想著能親手打造一些有趣的互動裝置，但每次看到單晶片微電腦就望之卻步，覺得太過複雜。直到我入手瞭《單晶片微電腦控製實作（上）》，我纔發現我的恐懼是多餘的！這本書的作者真的太有心瞭，他從最簡單的「什麼是單晶片」開始，用貼近生活的語言，像是把單晶片比喻成一個小小的「大腦」，來解釋它的各個組成部分。書中的範例，更是讓我這個完全沒有程式基礎的人，也能一步一步跟著做。像是教你如何用簡單的 C 語言指令，去控製一個 LED 閃爍，再到如何利用按鈕去觸發不同的功能，這些看似基礎的操作，卻讓我體會到瞭程式控製硬體的奇妙。書中還提供瞭很多關於如何選擇閤適的單晶片、如何連接外部元件的實用建議，這對於我們這些沒有專業背景的創客來說，簡直是寶藏。我已經迫不及待地想用書裡的知識，去完成我的下一個專案瞭，這本書真的點燃瞭我對硬體開發的熱情！

评分☆☆☆☆☆

這本《單晶片微電腦控製實作（上）》簡直是讓我這個對嵌入式係統一直有心無力的電子科係學生，看到瞭一線曙光！我之前嘗試過幾本坊間的書籍，內容都寫得像是天書一樣，術語一堆，實際操作更是摸不著頭緒。但這本書從一開始就非常接地氣，它不是那種讓你死記硬背規格的書，而是從最基礎的單晶片架構、指令集，用非常淺顯易懂的比喻，把原本複雜的概念講得清清楚楚。像是它在介紹中斷處理時，就用瞭「有人按門鈴」和「你需要開門」這樣貼近生活的例子，讓我瞬間理解瞭中斷發生的情境和處理流程。更不用說它在程式碼的講解部分，每一個小小的語句、每一個變數的定義，都附有詳盡的註解，並且還會分析這樣寫的好處和可能遇到的陷阱。我特別喜歡它在「 GPIO 腳位控製」那一章，不僅解釋瞭為什麼需要設定輸入/輸齣模式，還實際演示瞭如何用程式去點亮一顆 LED，那種從無到有，看到燈泡亮起的成就感，真的無與倫比！這本書不像是單純的教科書，更像是一位耐心的老師，一步一步引導你進入單晶片的世界，讓我對原本畏懼的硬體程式設計，有瞭前所未有的信心。