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| 編輯推薦： |
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本书从实践应用出发，以51单片机为对象，以C语言为开发语言，详细讲解如何在单片机完成嵌入式应用系统的开发和接口应用。通过本书的学习，读者能够初步了解嵌入式系统设计中的软件设计和常见的内外接口，掌握硬件和软件调试技巧，具备设计、规划和实现一个简单嵌入式应用系统的能力。课程资源配套齐全可供读者学习。
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| 內容簡介： |
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STC15F2K60S2系列单片机在处理能力、外设接口、速度、功耗、抗干扰能力以及编程方式等方面都表现出色，是一款很优秀的单片机产品，广泛应用于各种嵌入式系统和智能设备中。本书以STC15F2K60S2单片机为主线，讲述嵌入式系统的发展、单片机的内部结构、C51语言程序设计、I/O口、中断系统、定时器/计数器、串行通信及总线接口。本书侧重接口的应用，通过模块化搭建应用系统，提升学生的学习兴趣，引导学生通过实践应用理论知识，培养解决复杂工程问题的能力。本书适合作为普通高校计算机科学与技术、电子信息工程、通信工程、机电类等专业的教材，亦可作为工程开发人员的参考读物。此外，本书同样适合作为蓝桥杯电子类竞赛的教学参考资料。
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| 關於作者： |
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武汉大学硕士毕业，在嵌入式软件工程师从事研发工作8年，大学从教三年，具有丰富的实战经验，在教学工程中善于结合应用教学，主要担任Linux操作系统、汇编语言与接口技术、计算机系统结构、云计算等课程的教学工作。。近三年：1. 2021.1 在《现代信息科技》发表论文《多通道高精度温度测量系统》。2. 2021.8 在《黑龙江科学》发表论文《“三全育人”背景下计算机系统结构课程思政的研究与实践》。3. 2021.12在《电子与信息学报》发表论文《一种面向物联网的轻量级增强型长距离物理层设计方法》。4. 2020年参加校级《海明码编解码设计及应用虚拟仿真实验》课题。5. 2021年参加校级《一流课程建设背景下计算机组成原理课程建设研究》课题。6. 2021年参加横向课题《实验室试剂耗材智能管理系统的设计与开发》。7. 2021年发表软件著作权《基于微信小程序的智能垃圾回收客户端软件V1.0》一项。8. 2022年发表软件著作权《自动跟踪小车控制端软件》一项。
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第1章嵌入式系统概述11.1嵌入式系统简介11.2嵌入式系统的发展与应用21.2.1嵌入式系统的发展21.2.2嵌入式系统的应用31.3嵌入式系统的组成31.4微机的工作过程41.5嵌入式处理器51.6常用数制与编码61.6.1数制61.6.2不同数制之间的转换71.6.3计算机常用的编码8课后习题9第2章STC15F2K60S2单片机的硬件结构和原理102.1STC15F2K60S2单片机的基本组成及特性102.2STC15F2K60S2单片机的内部结构122.2.1内部结构组成122.2.2CPU结构122.3STC15F2K60S2单片机的外部引脚及功能142.3.1STC15F2K60S2单片机的外部引脚142.3.2并行I/O工作模式202.4STC15F2K60S2单片机的存储器结构222.4.1程序存储器222.4.2基本RAM232.4.3扩展RAM(XRAM)262.4.4数据Flash存储器(E2PROM)262.5时钟和复位262.5.1时钟262.5.2复位28课后习题31第3章C51语言程序设计与开发环境333.1C51语言基础333.1.1数据类型333.1.2数据的存储类型353.1.3绝对地址访问363.2运算符与表达式373.3C51程序结构403.3.1顺序结构403.3.2分支结构403.3.3循环结构423.4C51函数443.4.1函数的定义443.4.2可再入函数453.4.3库函数463.5C51程序组成及实例473.5.1预处理473.5.2全局变量定义及函数声明493.5.3主函数493.5.4程序实例493.6Keil μVision5开发环境513.6.1创建工程513.6.2编辑与调试55课后习题58第4章I/O口应用604.1发光二极管604.2数码管的应用624.2.1单位数码管624.2.2多位数码管654.3键盘接口及处理程序684.3.1独立式按键684.3.2矩阵键盘704.4设计案例：智能车花样动作73课后习题76第5章中断系统775.1微机交互方式775.1.1无条件传送方式775.1.2查询方式775.1.3中断传送方式785.1.4DMA795.2中断基本概念795.3STC15F2K60S2单片机的中断系统805.3.1中断请求标志815.3.2中断允许控制835.3.3中断优先级控制855.4中断响应和中断处理875.4.1中断响应875.4.2中断服务885.4.3中断返回895.5设计案例：按键启动89课后习题94第6章定时器/计数器及应用956.1定时器/计数器的基本原理956.2STC15F2K60S2定时器/计数器的结构966.2.1定时器/计数器T0和T1的结构966.2.2定时器/计数器T2996.3T0/T1的工作方式及应用1006.3.1方式01006.3.2方式11016.3.3方式21026.3.4方式31036.3.5T0/T1的应用1036.4T2的工作方式及应用1076.5设计案例：PWM调速107课后习题109第7章串行口通信1117.1串行通信基本概念1117.1.1同步通信1117.1.2异步通信1137.2STC15F2K60S2串行口介绍1137.2.1串行口结构1137.2.2串行口控制寄存器1147.3波特率设置方式1177.4串行口的工作方式1207.4.1串行口1的工作方式01207.4.2串行口1的工作方式11217.4.3串行口1的方式2和方式31227.5串行通信应用1247.5.1双机通信1247.5.2多机通信1287.6设计案例：蓝牙遥控133课后习题135第8章系统总线扩展1378.1I2C总线串行扩展1378.1.1I2C总线系统结构1378.1.2I2C总线的数据传输规则1398.1.3单片机模拟I2C串行总线传送数据1418.2SPI串行外设接口总线1448.2.1SPI串行外设接口各线的定义1448.2.2SPI串行扩展典型结构1448.2.3SPI模块相关的特殊功能寄存器1458.2.4SPI数据通信实例1488.3单总线串行扩展1508.3.1单总线温度数据采集芯片DS18B201508.3.2DS18B20芯片温度转换的计算1528.4并行总线扩展1528.4.1并行总线的扩展原理1528.4.2并行总线的扩展应用1538.4.3并行扩展地址译码技术153课后习题154第9章应用系统综合训练1559.1点阵字符显示1559.1.1硬件方案设计1559.1.2软件设计1569.2循迹避障小车1589.2.1硬件方案设计1589.2.2软件设计159附录ASTC15单片机的特殊功能寄存器简表161附录BC51运算符165附录CC51常用库函数头文件167参考文献171
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嵌入式系统自其萌芽，历经了微控制器、嵌入式操作系统以及嵌入式处理器等多个演变，现已深入汽车、家电、工业机械、通信设备及消费电子等多个领域，并成为推动社会科技与经济进步的重要技术之一。其技术已涵盖硬件设计、软件开发及网络通信等多个方面。随着应用场景的不断演变，教学内容也需要与时俱进，以确保学生未来能够适应行业需求。嵌入式系统的学习涉及多个专业的知识，如计算机科学、电子信息、自动化控制等。如何将这些跨学科的知识有效地整合在一起，形成完整的教学体系，是当前教学面临的一大难题。本书采用国产的宏晶STC15F2K60S2单片机，相比传统51单片机，STC15F2K60S2单片机可以提供更丰富的接口，很适合学生学习接口技术，更利于构建各种应用系统。编者一直关注行业的发展与技术的更新，在应用场景中以“智能小车控制”为应用实例，以丰富的教学内容，扩展与智能控制相关的应用，将实现的功能与知识有效结合起来，形成以“应用为导向”的教学方式。(1) 教学内容重新梳理。本书内容包括嵌入式系统概述、STC15F2K60S2单片机的硬件结构和原理、C51语言程序设计与开发环境、I/O口应用、中断系统、定时器/计数器及应用、串行口通信、系统总线扩展、应用系统综合训练等。(2) 精选教学案例。本书主要聚焦于真实、生动、有深度的教学实践案例，设计了两条案例路线：其一，点亮LED灯，围绕数码管显示、控制、数据通信等展开案例，便于教师在课堂教学过程中演示，同时方便学生使用仿真平台实践；其二，通过控制智能小车的实践之旅，围绕智能小车设计的扩展案例，让学生在课下学会知识的迁移，利用所学知识搭建自己的具有特色功能的智能小车。智能小车的功能多种多样，如无人驾驶、自动避障、智能导航等，可以让学生感受到知识的力量与魅力。案例实践可以提升当代大学生的创新思维和实践能力，以满足新工科背景下解决复杂工程问题的能力需求。(3) 注重循序渐进的学习方式，模块化搭建系统。每个章节会完成一个简单的小模块，教学内容由浅及深，*后完成一个功能复杂的系统。例如，在智能小车系统的搭建中，I/O口用于控制前进后退、中断系统用于实现按键启动及避障、定时器用于实现PWM调速、串行口用于实现无线遥控。本书的设计案例，前后贯穿，渐进式实践应用，学生每学完一个模块的内容就能实现相应的功能，不仅可提高学生的学习兴趣，还可让学生提升成就感。(4) 以赛促学，这是一种独特而高效的学习方式。本书结合蓝桥杯大赛(电子赛)单片机赛道的知识要求和能力要求，将学科竞赛作为学习的重要载体，引导学生在学科竞赛中取得成绩，提升未来就业的专业能力。在每章的结尾，都设有练习题，旨在帮助学生巩固所学知识，并引导他们主动思考和探索。本书由李乳演、刘智珺、谢桂辉担任主编，张海勇老师参与第8章的编写。在编写本书的过程中，很荣幸能够获得计算机系各位老师的无私援助。他们凭借深厚的专业知识和丰富的经验，为本书的编写提供了无尽的支持，并协助确立了教材的大纲。在与老师们的深入交流中，我们逐渐把握了教材的核心要点与难点，明确了如何以更加清晰、生动的方式向读者呈现教材内容。得益于他们的悉心指导，我们逐步构建了一个全面且系统的教材框架，确保了教材内容的连贯性与完整性。由于作者水平有限，书中难免存在错误和不妥之处，恳请读者批评指正。编者2024年3月于武汉
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