8051 基本原理與軟、硬體設計大全 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

• 8051單片機
• 單片機原理
• 嵌入式係統
• 硬件設計
• 軟件設計
• 電子工程
• 微控製器
• C語言
• 匯編語言
• 實踐教程

　　本書為作者纍積多年使用及教學經驗，針對目前工業自動化産品設計之主流-單晶片為控製器8051係列所寫的一本書，內容包括8051/8052係列原理介紹、8051/8052結構部份分析、8051/8052族係程式設計指導、8051/8052族係指令組討論及介紹、8051/8052數學理論範例演練、8051/8052開發工具介紹及其應用、8051/8052研發實務重點討論、8051/8052係列産品設計等。引領讀者一步步進入單晶片的世界，進而靈活應用與設計，範例詳盡、充實，為欲投入、學習單晶片之讀者不可多得的好書。本書適閤科大電子、電機科係之「單晶片微處理機與實習」、「單晶片微處理機實務」、「微控製應用」等課程使用。

嵌入式係統設計實戰：基於STM32與物聯網應用 【本書內容簡介】 本書專注於現代嵌入式係統領域的前沿技術與工程實踐，全麵覆蓋瞭當前工業界應用最廣泛的STM32係列微控製器的係統級開發、高級外設應用、實時操作係統（RTOS）集成，以及麵嚮物聯網（IoT）的無綫通信與數據處理。本書旨在為讀者構建一個從底層硬件驅動到上層應用軟件實現的完整、深入的學習路徑，以應對日益復雜的嵌入式産品開發挑戰。 第一部分：STM32微控製器深度解析與基礎構建 本部分是本書的核心基礎，詳細闡述瞭基於ARM Cortex-M內核的STM32F4係列（高性能主流係列）和STM32L4係列（超低功耗係列）的架構、開發環境搭建與底層初始化流程。 1.1 STM32係列選型與開發環境（Keil MDK/STM32CubeIDE） Cortex-M內核深入理解： 詳細剖析ARMv7-M架構，包括寄存器組、堆棧模式、中斷嚮量錶（NVIC）的配置與優先級管理，為高效的匯編/C語言混閤編程打下基礎。 STM32CubeMX工具鏈精通： 不僅講解圖形化配置的使用，更深入分析CubeMX自動生成的初始化代碼（HAL庫與LL庫的對比選擇），強調如何優化啓動時間與代碼體積。 內存映射與啓動流程： 全麵解析FLASH、SRAM、內部外設和外部存儲器的物理地址映射，深入探討啓動代碼（Startup Code）的工作機製，包括係統時鍾的逐級配置（HSE/HSI/PLL鎖相環的頻率計算與穩定時間）。 1.2 核心外設的底層驅動實現 摒棄對標準庫調用的簡單羅列，本書側重於寄存器級編程與中斷驅動的實現方法，以確保對硬件行為的完全控製。 GPIO： 深入講解推挽/開漏輸齣的電氣特性，輸入配置中的浮空、上拉/下拉電阻的精確選擇，並實現帶消抖的高速按鍵掃描程序。 定時器（TIM）： 覆蓋基礎定時、輸入捕獲（測量脈衝寬度、頻率）、輸齣比較（PWM波形生成），並詳細實現互補式PWM用於電機控製的死區插入機製。 中斷與異常處理： 構建一個多任務、高並發的中斷服務程序（ISR）框架，重點處理中斷嵌套、禁用/使能的時機控製，以及如何安全地從ISR嚮高層任務傳遞數據（例如使用隊列或標誌位）。 ADC/DAC： 實現多通道同步采樣、DMA（直接內存訪問）配閤ADC進行高速數據采集，以及DAC的波形發生器設計（正弦波、三角波的生成算法）。 第二部分：高級通信協議棧與數據流控製 本部分轉嚮嵌入式係統間以及係統與雲端的關鍵數據交互技術。 2.1 異步與同步串行通信 UART/USART： 詳細介紹波特率計算、奇偶校驗位的生成與校驗邏輯，並實現基於DMA的異步數據收發，徹底解放CPU資源。 SPI總綫深度應用： 不僅實現SPI主/從模式，更專注於SPI在外部Flash存儲器（如W25Q係列）上的讀寫操作，包括Sector擦除和Page寫入的時序控製。 I2C協議的仲裁機製： 深入分析I2C的START/STOP條件、ACK/NACK反饋機製，並以驅動外部EEPROM（如AT24C係列）和高精度傳感器（如BMP280氣壓計）為例，實現庫函數封裝。 2.2 嵌入式網絡通信（Ethernet與Wi-Fi） LwIP協議棧移植與配置： 介紹如何將輕量級TCP/IP協議棧移植到STM32平颱，重點講解網絡接口驅動的實現（MAC層與PHY層交互）。 Socket編程基礎： 使用LwIP API實現基於TCP/UDP的客戶端/服務器模式，包括連接的建立、數據收發及連接斷開的處理流程。 MQTT協議實戰： 詳細解析MQTT協議的QoS等級、Keep-Alive機製，並使用內置的Wi-Fi模塊（如ESP8266/ESP32作為AT指令模塊）實現與雲平颱（如阿裏雲/AWS IoT Core）的安全連接與消息發布/訂閱。 第三部分：實時操作係統（RTOS）與任務調度 本部分深入講解嵌入式係統中不可或缺的軟件抽象層——實時操作係統，以實現復雜係統的並行處理和資源管理。 3.1 FreeRTOS核心概念與內核操作 任務管理： 詳細闡述任務的生命周期（就緒、運行、阻塞、掛起、刪除）、上下文切換的原理，以及如何通過任務優先級繼承解決經典的“優先權翻轉”問題。 同步與互斥機製： 深入對比信號量（Binary/Counting Semaphore）與互斥鎖（Mutex）的使用場景，重點討論互斥鎖的遞歸調用限製與二值信號量的事件通知機製。 隊列與事件組： 實現多生産者/多消費者模型，使用消息隊列安全地傳遞數據塊，並通過事件組管理復雜狀態機的同步。 3.2 RTOS在復雜係統中的應用 軟件定時器與中斷管理： 講解如何使用RTOS的軟件定時器代替硬件定時器進行周期性任務調度，以及如何安全地從ISR調用RTOS API（Post-ISR Processing）。 內存管理策略： 分析FreeRTOS提供的多種堆管理方案（如Heap_1到Heap_5），並根據實際應用場景（內存碎片化要求）推薦最優方案，並實現內存泄漏的調試工具。 第四部分：係統級設計與高級應用集成 本部分將前麵所學的知識點融會貫通，進行完整的係統級項目設計與優化。 4.1 嵌入式圖形用戶界麵（GUI） LVGL移植與優化： 介紹如何將流行的開源GUI庫LVGL移植到STM32平颱，重點關注LCD硬件驅動（如TFT-LCD/ILI9341）的適配、內存池的分配，以及觸摸屏（電容/電阻式）的輸入管理。 動畫與事件處理： 使用LVGL的API實現流暢的控件動態效果和高效的用戶輸入事件響應機製。 4.2 低功耗設計與係統調試 功耗模式管理： 詳細介紹STM32的休眠（Sleep）、停止（Stop）、待機（Standby）模式的觸發條件與喚醒源配置，並通過實例演示如何實現低功耗模式下的數據采集與周期性喚醒。 調試與固件升級（OTA）： 講解使用JTAG/SWD接口進行硬件級調試的技巧，包括斷點、觀察點、內存/寄存器查看。同時，提供一個基於Bootloader的安全的OTA（Over-The-Air）固件升級方案設計，確保係統可靠性。 本書特色： 實踐驅動： 所有關鍵代碼均以寄存器或HAL/LL庫混閤模式提供，並附帶詳細的原理圖和時序圖解釋。 主流兼容： 案例緊密貼閤當前市場主流的STM32F4/F7/L4係列，確保知識的實用性。 軟硬結閤： 強調軟件架構設計（RTOS）如何解決硬件並發與實時性問題，而非孤立地講解各個外設。

第1篇　8051/8052係列原理介紹1-1
第1章　概　說1-21.1
第2章　MCS-51記憶體結構分析1-152.1
第3章　微控製器MCS-51指令分析1-543.1
第4章　CPU時序分析1-884.1

第2篇　8051及8052結構部份分析2-1
第6章　8051及8052結構部份分析2-26.1
第7章　埠之結構及操作2-77.1
第8章　取存外部記憶體2-11
第9章　計時∕計數器2-129.1
第10章　串列介麵2-2010.1
第11章　中　斷2-5011.1
第12章　單步執行2-61
第13章　重置(RESET)動作分析2-62
第14章　送電後之重置2-64
第15章　省電型(CHMOS)版本內IDLE省電模態，POWERDOWN斷電處理模態分析2-6515.1
第16章　EPROM版本2-83
第17章　程式記憶體保護上鎖2-84
第18章　MCS-51族係各釘腳功能說明2-86
第19章　外部程式記憶體提取2-89
第20章　外部資料記憶體讀取、寫齣時序及埠之操作時序分析2-9020.1
第21章　未使用釘腳的處理情形2-93
第22章　CHMOS與HMOS版本之8051二者時脈電路分析2-94
第23章　邏輯準位分析2-95
第24章　按鍵彈跳波及應對之策2-96

第3篇　8051/8052族係程式設計指導3-1
第25章　記憶體組織3-225.1
第26章　中斷3-1126.1
第27章　計時∕計數器功能分析3-1427.1
第28章　串列埠功能分析3-1828.1

第4篇　8051/8052族係指令組討論及介紹4-1
第29章　旗號受指令運作之影響分析4-2
第30章　指令符號之意義說明4-3
第31章　指令集4-4
第32章　指令集分析4-932.1
第33章　軟體程式中，每一指令運作後，對內部資料記憶體及特殊功能暫存器所産生的影響分析(大圓圈“○”內的數字，錶示行號)4-82

第5篇　8051/8052數學理論範例演練5-1

第6篇　8051/8052開發工具介紹及其應用6-1

第7篇　8051/8052研發實務重點討論7-1

第8篇　8051/8052係列産品設計8-1

附錄　8051/8052係列單晶片相關資料與其他參考資料

附錄　38051族係指令、指令碼、長度及執行時間錶

评分☆☆☆☆☆

我是一位在電子產品公司擔任韌體工程師的資深工作者，過去的經驗主要集中在 ARM 等較為現代化的處理器架構。最近因為公司有專案需要用到 8051 進行一些嵌入式係統的開發，我纔重新拾起這顆經典的微控製器。坦白說，一開始我對 8051 的熟悉度有點生疏，擔心會花很多時間在釐清基本概念上。幸運的是，我找到瞭這本《8051 基本原理與軟、硬體設計大全》。這本書的深度和廣度都遠超我的預期。它不僅詳細講解瞭 8051 的核心原理，包括記憶體映射、I/O 埠的操作、特殊功能暫存器（SFR）的配置，還深入探討瞭如何運用它的各種週邊功能，例如 PWM 的產生、ADC 的讀取、EEPROM 的存取等。最讓我驚喜的是，書中對於一些進階的硬體設計考量，例如電源管理、時序控製、以及 EMI/EMC 的基本概念，也都有所涉及，這對於我們這種需要考慮產品量產和穩定性的工程師來說，是非常寶貴的資訊。書中的軟體設計部分，除瞭 C 語言的範例，還觸及瞭組閤語言在特定情境下的應用，這對於理解效率和底層操作非常有幫助。總之，這本書是 8051 領域的一本集大成之作，無論是新手入門還是經驗豐富的工程師，都能從中獲益良多。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《8051 基本原理與軟、硬體設計大全》真的是讓我大開眼界！我本身是電子科係的學生，一直覺得 8051 這顆微控製器雖然經典，但要真正掌握它的精髓，尤其是軟硬體的整閤設計，總是有點捉襟見肘。市麵上很多書都偏重理論，講到實際操作就顯得語焉不詳，不然就是程式範例過於簡單，難以應付複雜的專案。這本書的齣現，簡直是及時雨！它不隻把 8051 的架構、指令集、中斷、定時器等基本概念講得透徹，更重要的是，它把這些理論落實到實際的硬體應用上。書中大量的實例，從簡單的 LED 閃爍，到更進階的感測器介麵、通訊協定（像是 UART、SPI），甚至是一些小型係統的設計，都涵蓋在內。而且，它的程式碼範例都非常貼近實際應用，寫得清晰易懂，不僅能直接參考，還能引導我們思考如何優化和擴展。我尤其欣賞它在除錯和疑難排解方麵的建議，這部分往往是初學者最容易卡關的地方，有瞭這些經驗分享，真的省瞭我不少摸索的時間。對於想要深入瞭解 8051，並且希望能夠將知識轉化為實際專案能力的讀者，我強烈推薦這本書！

评分☆☆☆☆☆

這本《8051 基本原理與軟、硬體設計大全》在我的書架上佔有相當重要的位置，原因無他，就是它完整且實用的內容。我過去在學校時期就接觸過 8051，但當時的學習體驗比較零散，對於如何將各個模組整閤在一起，以及如何進行係統層級的設計，一直感到模糊。這本書卻能將 8051 的所有麵嚮，從底層的指令集執行，到中層的周邊功能配置，再到高層的係統整閤，都串聯起來，形成一個完整的知識體係。書中對於 8051 的硬體架構，例如它的匯流排結構、計時器/計數器的工作模式、序列埠的通訊原理，都解析得相當深入。更重要的是，它並沒有停留在理論層麵，而是提供瞭大量實際的電路設計範例，並搭配詳細的程式碼，來演示如何實現各種功能。我特別喜歡書中對於不同硬體平颱的介紹，例如不同的 8051 開發闆，以及如何根據實際需求選擇閤適的硬體元件，這對於想要進行專案開發的讀者來說，具有很高的參考價值。此外，書中也觸及瞭軟體架構的設計，例如如何組織程式碼，如何進行模組化的設計，以及如何進行基本的軟體測試，這對於提升程式的品質和可維護性有很大的幫助。總之，這是一本能夠帶領讀者從入門到精通 8051 的優秀參考書。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在電子教學領域工作多年的教師，長期以來，在尋找一本能夠真正幫助學生理解 8051 微控製器，並且能夠有效進行軟硬體整閤設計的教材。許多現有的教科書，要嘛過於理論化，讓學生覺得枯燥乏味；要嘛範例太過時，無法貼近目前的教學需求。然而，這本《8051 基本原理與軟、硬體設計大全》的齣現，可以說是為我解決瞭一個大難題。它的優點在於，它非常係統化地將 8051 的核心概念，例如它的內部架構、操作模式、以及各種功能模組，進行瞭清晰且深入的闡述。從如何撰寫組閤語言，到如何運用 C 語言進行高效的開發，書中都提供瞭詳實的教學和範例。更讓我讚賞的是，它在軟硬體整閤設計方麵，提供瞭非常豐富的實務指導。從如何設計 PCB 的基本原則，到如何將 8051 與外部感測器、緻動器、甚至顯示器進行連接，書中都提供瞭詳細的電路圖和程式碼範例。這些範例涵蓋瞭多種應用領域，能夠激發學生的學習興趣，並幫助他們建立實際的專案開發能力。書中對於常見的開發工具和除錯技巧的介紹，也對教學非常有幫助，能夠幫助學生更快地剋服學習中的障礙。毫無疑問，這是一本非常適閤用於高等教育和職業培訓的優質教材。

评分☆☆☆☆☆

身為一個對創客（Maker）文化充滿熱情，但又不是科班齣身的電子愛好者，我一直渴望能有一本真正「接地氣」的 8051 教科書。很多市麵上的書籍，不是術語太艱澀，就是範例太學術，很難讓一個沒有深厚電子背景的人讀懂。這本《8051 基本原理與軟、硬體設計大全》就完全打破瞭這個僵局！作者以非常淺顯易懂的語言，循序漸進地介紹瞭 8051 的工作原理，從它的「大腦」（CPU）到「記憶體」和「四肢」（I/O），都解釋得非常清楚。最讓我感動的是，書中大量的圖示和流程圖，讓原本抽象的電路和程式邏輯變得具象化，看著圖就能理解，不用再猜測。而且，它的實作範例非常有趣，像是如何用 8051 控製一個簡單的機器人、如何製作一個音樂播放器，甚至是簡單的環境監測係統。這些專案不僅好玩，而且所需的材料都很容易取得，大大降低瞭入門的門檻。書中還提供瞭不少關於如何選擇零組件、如何焊接、以及如何進行基本測試的技巧，這對於剛開始動手做的創客來說，真的太重要瞭。我真心覺得，這本書讓 8051 不再隻是冰冷的學術名詞，而是變成瞭一個可以實現各種創意想法的得力工具。