8051微算機原理與應用(精裝本) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

• 8051單片機
• 微型計算機
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本書使用目前在工業應用係統中最受歡迎的MCS-51族係微控製器為例，詳細地介紹微算機的基本原理與應用，並且介紹一般微處理器的相關原理，使讀者除瞭能夠精通MCS-51之外，也能觸類旁通，讀者於讀完本書之後，將有能力設計各種微處理器或是微控製器的應用係統。本書每一小節後皆提供豐富的復習問題，以幫助讀者自我評量對該小節內容瞭解的程度，並且提供教師當作隨堂測驗的參考題目。

本書特色

　　8051微算機原理與應用一書，使用目前在工業應用係統中最受歡迎的MCS-51族係微控製器為例，詳細地介紹微算機的基本原理與應用。讀者於讀完本書之後，將有能力設計各種微處理器或是微控製器的應用係統。本書的主要特性如下：

　　1. 由淺入深將MCS-51微控製器的指令分類，並且以豐富的程式實例，闡述每一個指令的動作與應用。
　　2. 專章介紹與MCS-51相關的C語言程式設計，包括基本程式設計、函式與指標。
　　3. 平衡介紹組閤語言與C語言在MCS-51微控製器應用係統的設計。
　　4. 專章討論MCS-51微控製器族係的內部功能與硬體界麵，及MCS-51與商用記憶器元件的界接使用。
　　5. 專章討論MCS-51微控製器族係的中斷與處理、係統重置，及功率控製與管理。
　　6. 詳細地介紹並列I/O結構，並列資料轉移與控製方式，與MCS-51族係的I/O埠結構與特性。
　　7. 專章討論MCS-51微控製器族係的定時器/計數器的結構、功能與應用程式設計，及步進馬達的原理與推動程式設計。
　　8. 詳細地介紹鍵盤與顯示器電路設計：輪呼式與中斷式鍵盤的電路及推動程式設計，LED與LCD顯示器的原理及其相關的電路模組與推動程式設計。
　　9. 詳細地介紹串列資料轉移與控製方式、串列介麵標準EIA-232(RS-232)、MCS-51的串列通信埠，SPI與I2C匯流排的結構、特性與應用。
　　10. 每一小節皆提供豐富的復習問題，幫助讀者自我評量對該小節內容瞭解的程度，並且提供教師當作隨堂測驗的參考題目。8051微算機原理與應用一書可以當作微算機原理與應用課程的教科書，或是當作自我進修及實務上的參考用書。

深入探索嵌入式係統設計的基石：現代微控製器架構與編程實踐 本書旨在為電子工程、計算機科學及相關專業學生和工程師提供一套全麵、深入且高度實用的微控製器係統設計與應用指南。它不涉及8051架構的特定細節，而是將焦點放在當代主流的、基於ARM Cortex-M內核的微控製器（如STM32係列）的通用原理、高級應用開發與生態係統構建上。 --- 第一部分：現代嵌入式係統概論與前沿趨勢 第一章：從傳統單片機到Cortex-M生態的跨越 本章首先描繪瞭嵌入式係統在物聯網（IoT）、工業控製、汽車電子和消費電子領域的核心地位。我們討論微控製器（MCU）與微處理器（MPU）的本質區彆，並重點分析過去十年間，以ARM Cortex-M係列為代錶的新一代32位MCU如何憑藉其卓越的功耗效率、強大的處理能力和成熟的軟件工具鏈，迅速取代傳統8位/16位架構，成為行業標準。 MCU市場的演變： 簡述8位/16位體係的局限性及其在特定場景的保留價值。 ARM Cortex-M的崛起： 詳細介紹Cortex-M0/M3/M4/M7在性能、功耗和指令集特性上的差異化定位。 生態係統的重要性： 探討基於CMSIS（Cortex Microcontroller Software Interface Standard）的軟件兼容性如何加速開發周期。 第二章：係統級思維與嵌入式項目管理 嵌入式開發不僅僅是編寫代碼，更是一個係統工程。本章強調從需求分析到最終部署的完整生命周期管理。 需求定義與約束分析： 如何平衡實時性、功耗預算、成本和存儲空間之間的矛盾。 硬件/軟件協同設計： 在係統啓動前，如何通過原理圖審查、PCB布局規範和固件接口定義來避免後期集成衝突。 版本控製與可追溯性： 介紹Git在嵌入式固件開發中的最佳實踐，以及如何管理交叉編譯環境。 --- 第二部分：現代微控製器硬件架構深度剖析（基於通用32位內核） 第三章：Cortex-M內核的微架構與流水綫 本章深入解析現代高性能32位MCU的核心——Cortex-M處理器內核。我們將側重於其實現高效能的機製。 流水綫機製： 詳細剖析三級或五級流水綫如何提升指令吞吐率。 內存保護單元（MPU）： 探討MPU在實現操作係統任務隔離和增強係統魯棒性中的關鍵作用，以及如何配置域（Domain）和權限等級。 堆棧與上下文切換： 分析ARM處理器堆棧的結構（主堆棧/進程堆棧）以及在中斷服務程序（ISR）和任務切換中寄存器組的保存與恢復過程。 第四章：內存係統與總綫結構 現代MCU的性能瓶頸往往齣現在內存訪問上。本章聚焦於片上存儲器和總綫結構。 存儲器映射（Memory Mapping）： 理解程序空間、數據空間、外設寄存器空間在統一或分離地址空間中的組織方式。 高性能總綫矩陣： 解析AHB（Advanced High-performance Bus）和APB（Advanced Peripheral Bus）的不同用途，以及總綫仲裁機製。 DMA控製器的高級應用： 深入講解DMA的工作模式（循環、突發、單次），如何配置DMA通道以實現零CPU乾預的數據傳輸，例如ADC采樣數據到內存的連續傳輸。 第五章：中斷與實時性保證 中斷處理是嵌入式係統的生命綫。本章聚焦於先進的NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller）。 NVIC的結構與優先級配置： 學習如何設置搶占優先級（Pre-emption Priority）和子優先級（Sub-priority），確保嚴格的實時響應順序。 中斷延遲分析： 探討影響最小中斷延遲的因素，包括總綫競爭和指令流水綫影響。 延遲容忍設計： 介紹如何使用事件係統（Event System）或專用信號路由來減少對中斷響應速度的依賴，提高係統吞吐量。 --- 第三部分：核心外設的高級配置與驅動開發 第六章：定時器、PWM與精確控製 本章超越瞭基礎的計數功能，探討如何利用高級定時器模塊實現復雜的控製算法。 互補輸齣與死區插入： 詳解在電機驅動和電源管理中，如何配置互補PWM對以避免上下橋臂直通。 捕獲/比較與編碼器接口： 利用輸入捕獲模式實現對外部脈衝（如光柵編碼器）的精確測量，並計算速度和位置。 高分辨率時間戳： 使用高頻定時器和DWT（Data Watchpoint and Trace）單元實現納秒級時間戳記錄。 第七章：異步與同步通信協議的深度實踐 本章側重於驅動復雜的串行通信接口，並解決實際應用中的數據完整性和速率問題。 UART/USART的高級流控製： 討論硬件流控（RTS/CTS）在高速或不穩定鏈路中的重要性。 SPI的突發傳輸與多主設備管理： 學習如何利用片選（CS）時序和最大化傳輸效率。 I2C/I2S的仲裁與時鍾同步： 詳細分析多主I2C環境下的衝突解決機製，以及I2S在高質量音頻流處理中的應用。 第八章：模數轉換（ADC）與數模轉換（DAC）的優化 本章專注於如何從高精度傳感器中提取可靠數據。 多通道采樣模式： 介紹交錯模式（Interleaved）、掃描模式（Scan Mode）和序列模式的適用場景。 欠采樣與過采樣技術： 探討如何通過軟件算法結閤硬件特性，在不增加硬件成本的情況下提高信噪比（SNR）。 高頻信號的抗混疊設計： 強調在ADC前端濾波設計中的重要性。 --- 第四部分：軟件架構、操作係統與固件部署 第九章：固件開發：從裸機到實時操作係統（RTOS） 本章是軟件工程的核心，對比裸機編程的優缺點，並全麵介紹RTOS的引入。 裸機編程的限製與挑戰： 分析在復雜係統中，非搶占式循環結構難以維護的弊端。 RTOS核心概念： 深入講解任務（Task）、調度器（Scheduler）、信號量（Semaphore）、互斥鎖（Mutex）和消息隊列（Message Queue）的工作原理。 FreeRTOS/Zephyr等主流RTOS的選型與移植： 討論配置內核以適應特定Cortex-M芯片所需的移植層工作。 第十章：係統級調試、測試與安全啓動 可靠性是嵌入式産品的生命綫。本章聚焦於生産就緒（Production-Ready）的代碼質量保障。 JTAG/SWD接口深度利用： 不僅用於代碼下載，更用於實時代碼跟蹤（Tracing）和斷點設置。 固件更新（OTA/FOTA）： 介紹雙備份閃存（Dual Bank Flash）架構在實現原子性固件升級中的作用，防止更新失敗導緻係統“變磚”。 基礎安全機製： 探討片上安全熔絲（Fuses）、代碼簽名驗證和基礎的內存隔離策略在抵禦篡改方麵的初步應用。 --- 本書適閤具有C語言基礎，並希望從基礎8位/16位單片機開發快速過渡到現代高性能32位嵌入式係統開發的工程師和學生閱讀。它提供的是一套麵嚮未來、基於業界主流標準的、通用的係統級設計思維和實踐能力。

第1章 簡介
1.1 微算機係統結構與應用
1.2 MCS-51/52微控製器
1.3 文數字碼與數碼
1.4 數係轉換
1.5 二進製算術
1.6 參考資料
1.7 習題

第2章 微算機基本工作原理
2.1 計算機基本功能與原理
2.2 CPU基本組織與動作
2.3 組譯程式與組閤語言程式
2.4 組閤語言程式的建立與執行
2.5 參考資料
2.6 習題

第3章MCS-51軟體模式
3.1 規劃模式
3.2 資料類型與記憶器組織
3.3 定址方式與指令格式
3.4 參考資料
3.5 習題

第4章 基本組閤語言程式設計
4.1 定址方式與指令使用
4.2 資料轉移指令
4.3 算術運算指令
4.4 分歧(跳躍)指令
4.5 參考資料
4.6 習題

第5章 組閤語言程式設計
5.1 邏輯與位元運算指令
5.2 移位與循環移位指令
5.3 CPU控製與旗號位元指令
5.4 程式設計基本技巧
5.5 副程式
5.6 參考資料
5.7 習題

第6章 C語言與程式設計
6.1 基本C語言程式
6.2 函式與指標
6.3 參考資料
6.4 習題

第7章 MCS-51硬體模式
7.1 MCS-51硬體模式
7.2 基本的MCS-51模組
7.3 MCS-51與記憶器界接
7.4 參考資料
7.5 習題

第8章 中斷、係統重置與功率控製
8.1 中斷與處理
8.2 MCS-51中斷
8.3 中斷服務程式
8.4 係統重置與功率控製
8.5 參考資料
8.6 習題

第9章 並列、I/O與界麵
9.1 I/O基本結構
9.2 I/O資料轉移方式
9.3 並列資料轉移
9.4 MCS-51 I/O埠結構與動作
9.5 參考資料
9.6 習題

第10章 定時器與應用
10.1 定時器0與1
10.2 定時器2
10.3 應用實例---步進馬達控製
10.4 參考資料
10.5 習題

第11章 鍵盤與顯示器電路
11.1 鍵盤電路設計
11.2 LED顯示器電路
11.3 液晶顯示器
11.4 參考資料
11.5 習題

第12章 串列I/O、界麵與應用
12.1 串列資料轉移
12.2 MCS-51串列通信埠
12.3 串列界麵基本應用
12.4 參考資料
12.6 習題

附錄 MCS-51相關資料
A. MCS-51/52特殊功能暫存器(SFR)
A.1 特殊功能暫存器(SFR)位址圖
A.2 中斷嚮量錶(MCS-51/52)
A.3 狀態語句(PSW)
A.4 電源控製暫存器(PSW)
A.5 中斷緻能暫存器(IE)
A.6 中斷優先權暫存器(IP)
A.7 定時器0/1控製暫存器(TCON)
A.8 定時器0/1模式暫存器(TMOD)
A.9 定時器2控製暫存器(T2CON)
A.10 串列通信埠控製暫存器(SCON)
B. MCS-51指令組詳細資料
B.1 MCS-51指令分類錶
B.2 MCS-51指令碼、執行週期與長度
B.3 MCS-51指令詳細動作

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老實說，我對8051這個微控製器一直有種既熟悉又陌生的感覺。它算是微控製器界的「老牌」瞭，很多早期的嵌入式係統都離不開它，但隨著技術的飛速發展，現在市麵上有很多更先進的晶片，所以有時候會覺得，學8051會不會有點「過時」？不過，仔細想想，經典之所以經典，一定有它的道理。它就像是程式語言中的C語言一樣，雖然有各種更新的語言齣現，但C語言的底層邏輯和概念，依然是理解許多進階語言的基礎。《8051微算機原理與應用(精裝本)》這個標題，讓我覺得它應該會深入淺齣地講解8051的內核，從最基本的架構、指令集，到各種週邊電路和中斷的應用，應該都會有詳盡的闡述。我希望這本書的作者能提供一些實際的電路圖和程式碼範例，讓我能夠親手實踐，加深對原理的理解。畢竟，光是理論上的學習，很難真正掌握微算機的奧妙。尤其是在颱灣，很多地方的工業和電子產業都有很深的8051基礎，掌握這方麵的知識，對我來說，可能會有意外的助益。我特別想知道，書中會不會探討一些8051在早期工業自動化、傢電控製等領域的經典應用，從而看到它如何一步步影響瞭整個產業的發展。

评分☆☆☆☆☆

這本《8051微算機原理與應用(精裝本)》的內容，我猜測應該會非常紮實，絕對不是那種輕描淡寫的入門讀物。精裝本的定位，本身就暗示著這本書的深度和廣度。我尤其關注書中關於「原理」的部分，究竟會講到什麼程度？是隻停留在基本的硬體架構介紹，還是會深入到晶片的內部設計、時序控製、記憶體管理這些更底層的細節？我個人對後者比較有興趣，因為理解瞭底層的原理，纔能更好地掌握它的應用。而且，「應用」的部分，我希望看到非常多元的範例。除瞭常見的LED閃爍、按鍵輸入這些基礎操作，能不能有一些更複雜的應用，像是通訊介麵、感測器數據採集、甚至是一些簡單的數據處理？如果在書中能看到針對特定應用情境的完整設計流程和程式碼，那就太棒瞭。我一直覺得，學習微控製器，最終還是要落實到實際的專案開發上。如果這本書能提供足夠的靈感和技術指導，讓我能夠獨立完成一些小專案，那就真的是一本價值連城的書瞭。另外，我想知道書中的程式碼會不會是用C語言或者組閤語言來寫？這對初學者來說，可是很重要的一點。

评分☆☆☆☆☆

談到《8051微算機原理與應用(精裝本)》，我腦海裡浮現的第一個畫麵，就是它那厚實的書頁和清晰的排版，感覺就是一本可以「啃」下去的書。我特別在意書中的「原理」部分，會不會有深入的探討，例如，8051的內部結構，它的執行流程，以及各種指令是如何工作的。我希望作者能夠用比較直觀的方式來解釋這些概念，而不是一味地羅列技術術語。而且，「應用」的部分，我希望看到一些能引人入勝的實際案例。像是它在早期的工業控製、醫療儀器、甚至是像電子看闆這類比較貼近生活的應用。如果能有完整的電路圖和程式碼範例，那我就更開心瞭。我一直覺得，學習微控製器，最重要的是能夠動手實踐。一本好的教材，應該能提供足夠的資訊，讓讀者能夠從零開始，逐步搭建起自己的專案。我還在想，這本書會不會包含一些進階的主題，像是多任務處理、即時作業係統的入門，或者是一些關於如何優化程式效能的技巧。畢竟，8051雖然經典，但在一些對效能要求比較高的場閤，還是需要一些巧妙的設計。如果這本書能涵蓋這些內容，那就真的是一本非常全麵的參考書瞭。

评分☆☆☆☆☆

我對《8051微算機原理與應用(精裝本)》這本書最大的好奇，在於它能如何將「原理」與「應用」巧妙地結閤在一起。很多書在講原理的時候，就像在講天書，枯燥乏味；而有些書在講應用，卻又流於錶麵，抓不住重點。我希望這本書能夠做到兩者兼顧，甚至讓它們相輔相成。例如，在講解到某個特定的硬體模組（像是定時器/計數器）時，能否立刻接上幾個實際的應用範例，告訴我們如何利用這個模組來實現某個功能？像是延遲計時、產生PWM信號等等。這樣，讀者就能在理解原理的同時，立刻看到它的實際價值，進而激發更深入學習的動力。此外，我還期待書中能有一些「除錯」和「故障排除」的技巧。畢竟，在實際的嵌入式開發過程中，遇到問題是常態，如果書中能提供一些實用的除錯方法和思路，那就真的能幫到大忙瞭。我記得以前學習的時候，花瞭很多時間在除錯上，如果當時有這樣一本參考書，肯定能少走很多彎路。不知道這本書會不會提到一些常見的8051開發闆，或者提供一些關於如何選擇閤適開發工具的建議。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《8051微算機原理與應用(精裝本)》的封麵設計真的好有質感，那個精裝的質感，拿在手裡沉甸甸的，感覺就是一本值得好好收藏的書。我對這種經典的硬殼裝訂一直情有獨鍾，每次看到這種精緻的印刷和裝訂，都會讓我想起以前念書的時候，那種對知識的敬畏感油然而生。而且，書的標題就直接點明瞭主題，對於我這種對微控製器有興趣，但又有點望而卻步的人來說，這樣的標題是個很大的吸引力。我特別好奇書中的圖文編排，是不是有很多清晰的圖示和實際的範例，讓那些抽象的原理變得更容易理解。畢竟，學習微算機這種東西，光看文字說明真的會讓人頭昏腦漲，如果能有生動的圖解，那就事半功倍瞭。我一直覺得，好的教材不隻是傳授知識，更是一種引導，能激發讀者的學習熱情，讓學習的過程充滿樂趣。我還在想，這本書的內容會不會涵蓋到最新的8051發展趨勢，或者是一些經典的應用案例，能讓我一窺這個領域的廣闊天地。總之，光是從這精美的外觀，我就對這本書充滿瞭期待，希望它能帶給我一場知識的盛宴。