本書使用目前最熱門的KEIL C來學習單晶片微電腦，本書共分為四篇，第一篇將單晶片微電腦MCS-51及C語言的相關知識做瞭深入淺齣的說明，第二篇至第四篇為C語言程式所撰寫控製單晶片微電腦的應用實例，是一本理論與實務並重的書籍。本書中每個實例均經由作者精心規劃，且每個程式範例均經由作者上機實驗過。讀者們若能一麵研讀本書一麵依序實習，定可收到事半功倍之效果，進而獲得單晶片微電腦控製之整體知識。本書適閤大學、科大電子、電機、資工係「單晶片微電腦實務」課程使用。
本書特色
1.本書共分為四篇，使用目前最熱門的KEIL C來學習單晶片微電腦，內容深入淺齣，理論與實務並重，在學習上更加得心應手。
2.本書詳細說明C 語言入門語法、程式架構、運算子及特殊指令，是學習單晶片微電腦的最佳書籍。
3.本書中的每個實例均經由作者精心規劃，且由作者親自上機實驗，書後更附有無試用期限的KEIL C試用版。
圖書描述
好的，這是一份關於一本介紹微控製器原理與應用的圖書的詳細簡介。 --- 《嵌入式係統設計與實踐：基於ARM Cortex-M微控製器的高效開發指南》 圖書簡介 本書深入探討瞭當前嵌入式係統領域的核心技術——基於ARM Cortex-M係列微控製器的軟硬件設計與應用開發。隨著物聯網（IoT）、工業自動化以及智能設備需求的爆炸式增長，掌握高性能、低功耗的ARM架構已成為現代電子工程師的必備技能。本書旨在為讀者提供一個從基礎理論到高級實踐的全麵學習路徑，幫助工程師和學生快速構建穩定、高效的嵌入式解決方案。 第一部分：Cortex-M架構的深度解析 本部分將從微處理器的底層架構入手，為讀者打下堅實的基礎。 第1章：嵌入式係統概覽與ARM生態 首先概述嵌入式係統的基本構成、發展曆程及其在現代社會中的關鍵作用。重點介紹ARM處理器傢族的演進，特彆是Cortex-M係列（如M0/M3/M4/M7）的定位、優勢及其在不同應用場景中的適用性。詳細闡述Cortex-M內核的設計哲學——如何平衡性能、功耗與代碼密度。 第2章：Cortex-M內核的硬件結構 深入剖析Cortex-M處理器的核心組件。詳細講解程序計數器（PC）、堆棧指針（SP）、鏈接寄存器（LR）等通用寄存器組的功能。著重介紹特權模式與非特權模式的概念，以及它們在操作係統和裸機程序設計中的作用。講解指令流水綫和存儲器保護單元（MPU）的工作原理，為後續的效率優化和安全設計奠定基礎。 第3章：啓動流程與內存映射 詳盡描述Cortex-M芯片的上電復位（Power-On Reset）序列。解釋啓動代碼（Startup Code）的作用，包括初始化堆棧、清零數據段和BSS段的過程。深入講解存儲器映射單元（NVIC）的配置，包括中斷嚮量錶的設計、中斷優先級分配機製（如NVIC的優先級分組）以及如何高效地處理中斷服務程序（ISR）。 第二部分：中斷、定時器與通信接口 嵌入式係統的實時性和外部交互能力是其核心價值所在。本部分專注於關鍵的外設驅動與實時控製。 第4章：實時中斷管理與係統Tick 係統實時性的基石在於對中斷的精確控製。本章詳細講解中斷的觸發、延遲分析和優先級繼承問題。重點介紹SysTick定時器——一個標準化的、用於實現係統節拍（System Tick）的工具，並展示如何利用它構建一個粗略的實時調度框架。 第5章：高級定時器與脈衝寬度調製（PWM） 探索通用定時器（General Purpose Timers）的高級功能，包括輸入捕獲、輸齣比較、單脈衝輸齣等。深入講解如何利用PWM技術實現電機速度控製、LED調光等模擬量輸齣功能。提供不同定時器模式下的實用配置實例和數學模型。 第6章：串行通信協議棧的實踐 本章覆蓋嵌入式係統中最常用的外部通信接口。 UART/USART： 介紹異步串行通信的波特率計算、數據幀格式校驗。 SPI（Serial Peripheral Interface）： 詳細分析主從模式、時鍾極性與相位（CPOL/CPHA）的組閤，並給齣驅動外部ADC或閃存的實例。 I2C（Inter-Integrated Circuit）： 闡述總綫仲裁、地址尋址機製，並提供讀寫EEPROM或傳感器的代碼示例。 第三部分：固件開發與高級主題 本部分將視角從硬件驅動轉嚮更復雜的軟件架構和應用開發。 第7章：C語言在嵌入式環境下的特性與陷阱 盡管本書基於C語言進行講解，但嵌入式C語言與通用C語言有所不同。本章討論易失性（volatile）、嵌入式指針類型（如`const`和`__attribute__`），以及如何處理位操作和寄存器訪問的原子性問題。強調堆棧溢齣檢測和內存訪問安全性的重要性。 第8章：直接寄存器操作與HAL庫的對比 對比直接操作硬件寄存器（Register Level Programming）和使用硬件抽象層（HAL/LL庫）進行開發的優缺點。展示如何為特定外設編寫高效的、無需依賴特定供應商HAL的裸機驅動代碼，同時展示如何集成廠商提供的標準庫以加快項目進度。 第9章：電源管理與低功耗設計 在移動和電池供電設備中，功耗是決定産品壽命的關鍵因素。詳細介紹Cortex-M內核的各種睡眠模式（Sleep Mode, Deep Sleep, Standby）。講解如何通過時鍾門控、Peripheral Clock Gating和外部喚醒源（如EXTI）的精確配置，實現毫瓦級甚至微瓦級的功耗控製策略。 第10章：固件更新（OTA/Bootloader）機製 隨著係統復雜度的增加，現場固件更新變得至關重要。本章講解雙區（Dual Bank）閃存結構，設計一個安全的、支持斷電恢復的應用程序啓動加載器（Bootloader）。重點分析如何校驗下載的固件鏡像的完整性和安全性，並實現平滑的固件切換流程。 總結與展望 本書不僅教授“如何使用”Cortex-M芯片，更側重於“為何如此設計”。通過大量的實戰代碼和深入的原理分析，讀者將能夠靈活應對各種復雜的嵌入式挑戰，並為進一步學習實時操作係統（RTOS）或嵌入式Linux打下堅實的基礎。本書配備的實踐資源中包含完整的工程文件和硬件接口調試指南，確保理論與實踐的完美結閤。 ---
著者信息
圖書目錄
第1篇 相關知識1-1
第1章 單晶片微電腦的認識1-3
1-1 微電腦的基本結構1-4
1-2 何謂單晶片微電腦1-5
1-3 使用單晶片微電腦的好處1-6
1-4 適用的電腦纔是好電腦1-7
1-5 MCS-51係列單晶片微電腦的認識1-7
第2章 MCS-51係列單晶片微電腦2-1
2-1 我應選用哪個編號的單晶片微電腦2-2
2-2 MCS-51係列之方塊圖2-2
2-3 MCS-51係列的接腳2-4
2-3-1 MCS-51係列的接腳圖2-4
2-3-2 MCS-51係列之接腳功能說明2-4
第3章 MCS-51係列的內部結構3-1
3-1 指令解碼器及控製單元3-3
3-2 算術邏輯單元3-3
3-3 程式計數器3-3
3-4 程式記憶體3-3
3-5 資料記憶體3-4
3-6 特殊功能暫存器3-5
3-7 輸入／輸齣埠3-9
3-8 計時／計數器之基本認識3-12
3-9 計時／計數器0及計時／計數器1 3-12
3-9-1 工作模式之設定3-12
3-9-2 模式0 (Mode 0) 分析3-14
3-9-3 模式1 (Mode 1) 分析3-16
3-9-4 模式2 (Mode 2) 分析3-16
3-9-5 模式3 (Mode 3) 分析3-18
3-10 計時／計數器2 3-19
3-10-1 工作模式之設定3-19
3-10-2 捕取模式 (Capture Mode) 分析3-19
3-10-3 自動再載入模式 (Auto-Reload Mode) 分析3-21
3-10-4 鮑率產生器 (Baud Rate Generator) 分析3-22
3-11 串列埠3-23
3-11-1 串列埠之模式0 3-25
3-11-2 串列埠之模式1 3-27
3-11-3 串列埠之模式2 3-29
3-11-4 串列埠之模式3 3-32
3-11-5 串列埠的鮑率3-33
3-11-6 多處理機通訊3-35
3-12 中斷3-38
3-12-1 中斷之緻能3-38
3-12-2 中斷之優先權3-40
3-13 省電模式3-43
3-13-1 閒置模式 (Idle Mode)3-44
3-13-2 功率下降模式 (Power Down Mode)3-45
第4章 C語言入門4-1
4-1 C語言的程式架構4-2
4-2 C語言的變數與常數4-5
4-2-1 變數的名稱4-5
4-2-2 KEIL C51的保留字4-5
4-2-3 資料型態4-6
4-2-4 資料錶示法4-9
4-2-5 記憶體類型4-10
4-2-6 變數的格式4-10
4-2-7 應該在哪裡宣告變數4-11
4-2-8 常數的宣告與使用4-12
4-3 C語言的運算子4-12
4-3-1 運算子是什麼4-12
4-3-2 指定運算子4-13
4-3-3 算術運算子4-13
4-3-4 關係運算子4-14
4-3-5 邏輯運算子4-15
4-3-6 位元運算子4-16
4-3-7 複閤型指定運算子4-18
4-3-8 運算子的優先順序4-19
4-3-9 空白與括號4-19
4-4 程式流程的控製4-20
4-4-1 條件判斷指令if 4-21
4-4-2 分支指令if-else 4-22
4-4-3 階梯分支指令if-else if-else 4-23
4-4-4 多重分支指令switch-case-break-default 4-25
4-4-5 迴圈指令for 4-27
4-4-6 迴圈指令while 4-28
4-4-7 迴圈指令do-while 4-30
4-4-8 跳躍指令goto 4-31
4-5 陣列4-33
4-5-1 一維陣列4-33
4-5-2 字串與陣列4-34
4-6 函數4-35
4-6-1 函數的格式4-36
4-6-2 沒有引數也沒有返迴值的函數4-36
4-6-3 有引數沒有返迴值的函數4-37
4-6-4 有引數也有返迴值的函數4-38
4-6-5 沒有引數有返迴值的函數4-39
4-6-6 用陣列做為引數4-40
4-7 KEIL C51的中斷函數4-42
4-8 KEIL C51的特殊指令4-43
4-8-1 嚮左鏇轉指令4-43
4-8-2 嚮右鏇轉指令4-44
4-8-3 極短時間的延時指令4-46
4-9 到KEIL公司去挖寶4-46
第5章 MCS-51之基本電路5-1
5-1 80C51、87C51、89C51、89S51之基本電路5-2
5-2 介麵電路5-3
5-2-1 輸入電路5-3
5-2-2 輸齣電路5-5
第6章 如何編譯程式6-1
6-1 如何獲得程式的執行檔6-2
6-2 8051的常用C語言編譯器6-2
6-3 下載KEIL C51(請見本書附贈光碟)6-2
6-4 安裝KEIL C51(請見本書附贈光碟)6-3
6-5 KEIL C51之操作實例6-3
6-6 KEIL C51的偵錯能力6-17
第7章 如何執行、測試程式7-1
7-1 直接將程式燒錄在89S51或89C51測試7-2
7-2 直接將程式下載至具有ISP功能的AT89S51或
P89C51RD2執行7-3
7-3 利用電路實體模擬器ICE執行程式7-3
第8章 AT89係列單晶片微電腦的認識8-1
8-1 快閃記憶體 Flash Memory8-2
8-2 AT89C51、AT89S51 8-2
8-3 AT89C52、AT89S52 8-3
8-4 AT89C55 8-3
8-5 AT89C2051、AT89S2051 8-3
8-6 AT89C4051、AT89S4051 8-5
8-7 AT89C1051U 8-6
8-8 KEIL C51試用版的限製 8-6
第2篇 基礎實習9-1
第9章 輸齣埠之基礎實習9-3
實習9-1 閃爍燈9-4
實習9-2 霹靂燈9-10
實習9-3 廣告燈9-14
第10章 輸入埠之基礎實習10-1
實習10-1 用開關選擇動作狀態10-2
實習10-2 用按鈕控製動作狀態10-8
實習10-3 矩陣鍵盤(掃描式鍵盤)10-11
第11章 計時器之基礎實習11-1
實習11-1 使用計時器做閃爍燈11-2
實習11-2 使用計時中斷做閃爍燈11-6
第12章 計數器之基礎實習12-1
實習12-1 用計數器改變輸齣狀態12-2
實習12-2 用計數中斷改變輸齣狀態12-7
第13章 外部中斷之基礎實習13-1
實習13-1 接到外部中斷信號時改變輸齣狀態13-2
第14章 串列埠之基礎實習14-1
實習14-1 用串列埠來擴充輸齣埠14-2
實習14-2 用串列埠單嚮傳送資料14-7
實習14-3 兩個MCS-51互相傳送資料14-16
實習14-4 多個MCS-51互相傳送資料14-27
第3篇 基礎電機控製實習15-1
第15章 電動機之起動與停止15-3
第16章 電動機之正逆轉控製16-1
第17章 三相感應電動機之Y-△自動起動17-1
第18章 順序控製18-1
第19章 電動門19-1
第20章 單按鈕控製電動機之起動與停止20-1
第4篇 專題製作21-1
第21章 用七段顯示器顯示數字21-3
第22章 多位數字之掃描顯示 22-1
實習22-1 五位數之掃描顯示 22-2
實習22-2 閃爍顯示 22-11
實習22-3 移動顯示 22-14
第23章 五位數計時器23-1
第24章 電子琴24-1
第25章 聲音產生器25-1
實習25-1 忙音產生器25-2
實習25-2 鈴聲產生器25-7
實習25-3 警告聲產生器25-11
實習25-4 音樂盒25-14
第26章 用點矩陣LED顯示器顯示字元26-1
第27章 用點矩陣LED顯示器做活動字幕27-1
第28章 文字型LCD模組之應用28-1
實習28-1 用文字型LCD模組顯示字串28-2
實習28-2 用文字型LCD模組顯示自創之字元或圖形28-26
實習28-3 用一個文字型LCD模組製作四個計數器28-34
第29章 步進馬達29-1
實習29-1 步進馬達的基本認識29-2
實習29-2 2相步進馬達的1相激磁29-15
實習29-3 2相步進馬達的2相激磁29-22
實習29-4 2相步進馬達的1-2相激磁31-26
第30章 數位直流電壓錶 30-1
第31章 數位溫度控製器 31-1
第32章 紅外線遙控開關 32-1
附錄 常用資料(請見本書附贈光碟)附-1
附錄1 本書附贈之光碟內容附-2
附錄2 AT89X51.H的內容附-6
附錄3 本書所需之器材附-13
附錄4 常用零件的接腳圖附-16
附錄5 各廠牌MCS-51相容產品互換指引附-21
附錄6 固態電驛SSR附-21
附錄7 如何提高抗乾擾的能力附-23
附錄8 加強功能型51係列產品附-26
附錄9 認識HEX檔附-26
第1章 單晶片微電腦的認識1-3
1-1 微電腦的基本結構1-4
1-2 何謂單晶片微電腦1-5
1-3 使用單晶片微電腦的好處1-6
1-4 適用的電腦纔是好電腦1-7
1-5 MCS-51係列單晶片微電腦的認識1-7
第2章 MCS-51係列單晶片微電腦2-1
2-1 我應選用哪個編號的單晶片微電腦2-2
2-2 MCS-51係列之方塊圖2-2
2-3 MCS-51係列的接腳2-4
2-3-1 MCS-51係列的接腳圖2-4
2-3-2 MCS-51係列之接腳功能說明2-4
第3章 MCS-51係列的內部結構3-1
3-1 指令解碼器及控製單元3-3
3-2 算術邏輯單元3-3
3-3 程式計數器3-3
3-4 程式記憶體3-3
3-5 資料記憶體3-4
3-6 特殊功能暫存器3-5
3-7 輸入／輸齣埠3-9
3-8 計時／計數器之基本認識3-12
3-9 計時／計數器0及計時／計數器1 3-12
3-9-1 工作模式之設定3-12
3-9-2 模式0 (Mode 0) 分析3-14
3-9-3 模式1 (Mode 1) 分析3-16
3-9-4 模式2 (Mode 2) 分析3-16
3-9-5 模式3 (Mode 3) 分析3-18
3-10 計時／計數器2 3-19
3-10-1 工作模式之設定3-19
3-10-2 捕取模式 (Capture Mode) 分析3-19
3-10-3 自動再載入模式 (Auto-Reload Mode) 分析3-21
3-10-4 鮑率產生器 (Baud Rate Generator) 分析3-22
3-11 串列埠3-23
3-11-1 串列埠之模式0 3-25
3-11-2 串列埠之模式1 3-27
3-11-3 串列埠之模式2 3-29
3-11-4 串列埠之模式3 3-32
3-11-5 串列埠的鮑率3-33
3-11-6 多處理機通訊3-35
3-12 中斷3-38
3-12-1 中斷之緻能3-38
3-12-2 中斷之優先權3-40
3-13 省電模式3-43
3-13-1 閒置模式 (Idle Mode)3-44
3-13-2 功率下降模式 (Power Down Mode)3-45
第4章 C語言入門4-1
4-1 C語言的程式架構4-2
4-2 C語言的變數與常數4-5
4-2-1 變數的名稱4-5
4-2-2 KEIL C51的保留字4-5
4-2-3 資料型態4-6
4-2-4 資料錶示法4-9
4-2-5 記憶體類型4-10
4-2-6 變數的格式4-10
4-2-7 應該在哪裡宣告變數4-11
4-2-8 常數的宣告與使用4-12
4-3 C語言的運算子4-12
4-3-1 運算子是什麼4-12
4-3-2 指定運算子4-13
4-3-3 算術運算子4-13
4-3-4 關係運算子4-14
4-3-5 邏輯運算子4-15
4-3-6 位元運算子4-16
4-3-7 複閤型指定運算子4-18
4-3-8 運算子的優先順序4-19
4-3-9 空白與括號4-19
4-4 程式流程的控製4-20
4-4-1 條件判斷指令if 4-21
4-4-2 分支指令if-else 4-22
4-4-3 階梯分支指令if-else if-else 4-23
4-4-4 多重分支指令switch-case-break-default 4-25
4-4-5 迴圈指令for 4-27
4-4-6 迴圈指令while 4-28
4-4-7 迴圈指令do-while 4-30
4-4-8 跳躍指令goto 4-31
4-5 陣列4-33
4-5-1 一維陣列4-33
4-5-2 字串與陣列4-34
4-6 函數4-35
4-6-1 函數的格式4-36
4-6-2 沒有引數也沒有返迴值的函數4-36
4-6-3 有引數沒有返迴值的函數4-37
4-6-4 有引數也有返迴值的函數4-38
4-6-5 沒有引數有返迴值的函數4-39
4-6-6 用陣列做為引數4-40
4-7 KEIL C51的中斷函數4-42
4-8 KEIL C51的特殊指令4-43
4-8-1 嚮左鏇轉指令4-43
4-8-2 嚮右鏇轉指令4-44
4-8-3 極短時間的延時指令4-46
4-9 到KEIL公司去挖寶4-46
第5章 MCS-51之基本電路5-1
5-1 80C51、87C51、89C51、89S51之基本電路5-2
5-2 介麵電路5-3
5-2-1 輸入電路5-3
5-2-2 輸齣電路5-5
第6章 如何編譯程式6-1
6-1 如何獲得程式的執行檔6-2
6-2 8051的常用C語言編譯器6-2
6-3 下載KEIL C51(請見本書附贈光碟)6-2
6-4 安裝KEIL C51(請見本書附贈光碟)6-3
6-5 KEIL C51之操作實例6-3
6-6 KEIL C51的偵錯能力6-17
第7章 如何執行、測試程式7-1
7-1 直接將程式燒錄在89S51或89C51測試7-2
7-2 直接將程式下載至具有ISP功能的AT89S51或
P89C51RD2執行7-3
7-3 利用電路實體模擬器ICE執行程式7-3
第8章 AT89係列單晶片微電腦的認識8-1
8-1 快閃記憶體 Flash Memory8-2
8-2 AT89C51、AT89S51 8-2
8-3 AT89C52、AT89S52 8-3
8-4 AT89C55 8-3
8-5 AT89C2051、AT89S2051 8-3
8-6 AT89C4051、AT89S4051 8-5
8-7 AT89C1051U 8-6
8-8 KEIL C51試用版的限製 8-6
第2篇 基礎實習9-1
第9章 輸齣埠之基礎實習9-3
實習9-1 閃爍燈9-4
實習9-2 霹靂燈9-10
實習9-3 廣告燈9-14
第10章 輸入埠之基礎實習10-1
實習10-1 用開關選擇動作狀態10-2
實習10-2 用按鈕控製動作狀態10-8
實習10-3 矩陣鍵盤(掃描式鍵盤)10-11
第11章 計時器之基礎實習11-1
實習11-1 使用計時器做閃爍燈11-2
實習11-2 使用計時中斷做閃爍燈11-6
第12章 計數器之基礎實習12-1
實習12-1 用計數器改變輸齣狀態12-2
實習12-2 用計數中斷改變輸齣狀態12-7
第13章 外部中斷之基礎實習13-1
實習13-1 接到外部中斷信號時改變輸齣狀態13-2
第14章 串列埠之基礎實習14-1
實習14-1 用串列埠來擴充輸齣埠14-2
實習14-2 用串列埠單嚮傳送資料14-7
實習14-3 兩個MCS-51互相傳送資料14-16
實習14-4 多個MCS-51互相傳送資料14-27
第3篇 基礎電機控製實習15-1
第15章 電動機之起動與停止15-3
第16章 電動機之正逆轉控製16-1
第17章 三相感應電動機之Y-△自動起動17-1
第18章 順序控製18-1
第19章 電動門19-1
第20章 單按鈕控製電動機之起動與停止20-1
第4篇 專題製作21-1
第21章 用七段顯示器顯示數字21-3
第22章 多位數字之掃描顯示 22-1
實習22-1 五位數之掃描顯示 22-2
實習22-2 閃爍顯示 22-11
實習22-3 移動顯示 22-14
第23章 五位數計時器23-1
第24章 電子琴24-1
第25章 聲音產生器25-1
實習25-1 忙音產生器25-2
實習25-2 鈴聲產生器25-7
實習25-3 警告聲產生器25-11
實習25-4 音樂盒25-14
第26章 用點矩陣LED顯示器顯示字元26-1
第27章 用點矩陣LED顯示器做活動字幕27-1
第28章 文字型LCD模組之應用28-1
實習28-1 用文字型LCD模組顯示字串28-2
實習28-2 用文字型LCD模組顯示自創之字元或圖形28-26
實習28-3 用一個文字型LCD模組製作四個計數器28-34
第29章 步進馬達29-1
實習29-1 步進馬達的基本認識29-2
實習29-2 2相步進馬達的1相激磁29-15
實習29-3 2相步進馬達的2相激磁29-22
實習29-4 2相步進馬達的1-2相激磁31-26
第30章 數位直流電壓錶 30-1
第31章 數位溫度控製器 31-1
第32章 紅外線遙控開關 32-1
附錄 常用資料(請見本書附贈光碟)附-1
附錄1 本書附贈之光碟內容附-2
附錄2 AT89X51.H的內容附-6
附錄3 本書所需之器材附-13
附錄4 常用零件的接腳圖附-16
附錄5 各廠牌MCS-51相容產品互換指引附-21
附錄6 固態電驛SSR附-21
附錄7 如何提高抗乾擾的能力附-23
附錄8 加強功能型51係列產品附-26
附錄9 認識HEX檔附-26
圖書序言
- ISBN：9786263281219
- 叢書係列：大專電子
- 規格：平裝 / 548頁 / 19 x 26 x 2.74 cm / 普通級 / 單色印刷 / 四版
- 齣版地：颱灣
- 本書分類：專業/教科書/政府齣版品> 電機資訊類> 電子
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