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| 編輯推薦： |
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本书是大学信息类专业的工程训练教材，全书内容包括工程训练的背景、实施方案；“STC学习板、FPGA学习板”制作、测试、教学示范；“STM32开发板” 实践、案例开发；嵌入式系统软件仿真、FPGA数字系统设计软件以及学习引导与创新训练实践等部分。本书可作为高等院校、高职院校的计算机、电子、通信等信息类专业的工程训练的教材。
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| 內容簡介： |
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本书包含以微控器为核心的电子系统硬件制作、检测、测试、软件设计等基础训练与设计内容。第1至8章以STC15单片机学习板为例，讲解电子系统硬件制作、故障检测与功能测试，以及微控制器基础知识及其程序设计环境和基本方法。第9至14章以模数转换、通信和总线等较复杂接口和综合型案例为基础，讲解以微控器为核心的电子系统常用知识、综合应用和程序设计。第15章以一块与单片机学习板应用电路相同的STM32开发板为例，以类比不同微控器方式讲解STM32开发方法。 本书可作为信息类专业计算机系统硬件、软件及其应用的实践性课程教材，也可作为非信息类专业电子与计算机应用技术的通识实践教材，或作为相关人员学习和实践的参考书。
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| 目錄：
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第1章学习板制作
1.1电子产品
1.1.1电子产品发展
1.1.2嵌入式系统特点与发展趋势
1.2电子组装
1.2.1电子组装技术
1.2.2电路板组装及焊接工艺
1.3任务电路板制作
1.3.1规划设计
1.3.2实现步骤
1.4任务电路板检测
1.4.1目视检查与电气测试
1.4.2规划设计
1.5任务亚克力背板设计
1.5.1激光非金属切割
1.5.2规划设计
1.5.3实现步骤
1.6思考题
第2章学习板认知
2.1计算机系统应用
2.1.1计算科学
2.1.2计算机应用系统
2.1.3嵌入式系统应用实例
2.1.4嵌入式处理器分类
2.2计算机系统
2.2.1机器指令
2.2.2RISC与CISC
2.3STCB学习板资源概述
2.3.1STCB学习板功能与特点
2.3.2主芯片IAP15F2K61S2
2.4任务电路板功能测试
2.4.1功能测试作用
2.4.2规划设计
2.4.3实现步骤
2.5思考题
第3章C51编程基础
3.1单片机内部结构
3.1.1MCS51结构
3.1.2STC15结构
3.2Keil C51基础
3.2.1数据类型
3.2.2运算符
3.2.3条件与循环语句
3.3Keil开发环境
3.3.1Keil C51软件安装
3.3.2添加STC系列单片机数据库
3.3.3Keil工程的建立
3.4任务流水灯
3.4.1发光二极管电路
3.4.2规划设计
3.4.3实现步骤
3.5思考题
第4章存储与指令
4.1单片机存储结构
4.1.1编址与存储
4.1.2寻址方式
4.1.351指令集
4.2任务八位数码管动态扫描
4.2.1数码管
4.2.2数码管电路
4.2.3规划设计
4.2.4实现步骤
4.3任务硬件仿真
4.3.1仿真器配置
4.3.2规划设计
4.3.3实现步骤
4.4任务软件仿真
4.4.1规划设计
4.4.2实现步骤
4.5思考题
第5章并口I/O
5.1并口I/O工作模式
5.1.1I/O配置
5.1.2工作模式结构
5.2C51代码风格
5.3任务八位数码管加流水灯
5.3.1规划设计
5.3.2实现步骤
5.4任务三按键测试
5.4.1按键电路
5.4.2规划设计
5.4.3实现步骤
5.5任务振动传感器
5.5.1振动开关器件
5.5.2振动传感器电路
5.5.3规划设计
5.5.4实现步骤
5.6任务霍尔磁场检测
5.6.1霍尔开关器件
5.6.2霍尔开关电路
5.6.3霍尔器件用法
5.6.4规划设计
5.6.5实现步骤
5.7思考题
第6章定时与中断
6.1定时/计数器
6.1.1基本概念
6.1.2内部结构
6.1.3相关寄存器
6.1.4工作方式
6.1.5应用举例
6.2中断系统
6.2.1基本概念
6.2.2中断作用
6.2.3中断结构
6.2.4相关寄存器
6.2.5响应条件和过程
6.2.6应用举例
6.3任务八位数码管滚动显示
6.3.1规划设计
6.3.2实现步骤
6.4任务可变亮度的数码管显示
6.4.1规划设计
6.4.2实现步骤
6.5任务扫描频率可改变的电子钟
6.5.1规划设计
6.5.2实现步骤
6.6任务按键消抖计数
6.6.1按键抖动
6.6.2规划设计
6.7思考题
第7章波形发生
7.1方波发生
7.1.1指令运行时间
7.1.2方波的节拍
7.2分时制结构编程
7.2.1程序流程图
7.2.2分时制结构
7.3任务步进电机
7.3.1步进电机
7.3.2电路与控制
7.3.3规划设计
7.3.4实现步骤
7.4任务可控步进电机之一
7.4.1规划设计
7.4.2实现步骤
7.5任务可控步进电机之二
7.5.1规划设计
7.5.2实现步骤
7.6任务蜂鸣器
7.6.1无源蜂鸣器
7.6.2蜂鸣器电路
7.6.3规划设计
7.6.4实现步骤
7.7任务可变调的蜂鸣器
7.7.1规划设计
7.7.2实现步骤
7.8思考题
第8章基础综合
8.1选题参考
8.1.1目标与问题
8.1.2思路与举例
8.2文档与考查
8.3任务电子音乐
8.3.1音符频率
8.3.2规划设计
8.3.3实现步骤
8.4任务可切换内容的电子音乐
8.5任务可振动感应的电子音乐
8.6任务振动声光报警器
8.7思考题
第9章ADC应用
9.1逼近式ADC
9.1.1ADC原理
9.1.2ADC转换函数图
9.1.3逐次逼近式ADC特点
9.1.4逐次逼近式ADC结构
9.2ADC控制寄存器
9.2.1P1口模拟功能与ADC控制寄存器
9.2.2结果存储格式与存储寄存器
9.2.3中断相关寄存器
9.3任务导航按键测试
9.3.1导航按键
9.3.2规划设计
9.3.3实现步骤
9.4任务导航按键与数字按键结合
9.4.1规划设计
9.4.2实现步骤
9.5任务温度与光照测试
9.5.1热敏电阻
9.5.2光敏电阻
9.5.3规划设计
9.5.4实现步骤
9.6任务光照报警器
9.7任务光敏开关
9.8思考题
第10章串口通信
10.1串行通信
10.1.1工作模式
10.1.2数据收发同步
10.1.3数据校验
10.2STC15单片机串口
10.2.1UART
10.2.2串口1的模式1
10.2.3串口1的波特率计算
10.2.4串口1的模式1过程
10.2.5串口引脚切换
10.3任务串口通信
10.3.1CH340G芯片
10.3.2USB通信电路
10.3.3规划设计
10.3.4实现步骤
10.4任务RS485双机通信
10.4.1M485芯片
10.4.2RS485接口电路
10.4.3规划设计
10.4.4实现步骤
10.5思考题
第11章红外通信
11.1红外线收发
11.2任务红外测试
11.2.1发射管与接收管
11.2.2红外通信测试电路
11.2.3规划设计
11.2.4实现步骤
11.3任务红外通信1
11.3.1规划设计
11.3.2实现步骤
11.4任务红外通信2
11.5思考题
第12章外设IIC通信
12.1IIC通信
12.1.1IIC总线特性
12.1.2IIC数据传输
12.1.3IIC数据帧格式
12.2模块化编程
12.2.1源文件
12.2.2头文件
12.2.3分割文件
12.3常用C51库
12.4任务非易失存储器测试
12.4.1AT24C02存储芯片
12.4.2存储测试电路
12.4.3规划设计
12.4.4实现步骤
12.5任务三轴加速度测试
12.5.1ADXL345三轴加速度芯片
12.5.2三轴加速度(电子水平尺)测试电路
12.5.3规划设计
12.5.4实现步骤
12.6思考题
第13章外设应用
13.1DS1302时钟芯片
13.1.1DS1302概述
13.1.2DS1302测试电路
13.1.3DS1302时序
13.2RDA5807FP收音机芯片
13.2.1RDA5807FP概述
13.2.2RDA5807FP测试电路
13.2.3RDA5807FP时序
13.3扩展接口
13.4任务实时时钟测试
13.4.1规划设计
13.4.2实现步骤
13.5任务可校准的实时时钟
13.6任务FM收音机
13.6.1规划设计
13.6.2实现步骤
13.7任务扩展接口测试(双通道电压表)
13.7.1规划设计
13.7.2实现步骤
13.8任务超声波测距
13.8.1HCSR04超声波测距模块
13.8.2规划设计
13.9思考题
第14章创意综合
14.1任务乒乓游戏
14.2任务显示歌词的ABC英文歌
14.3任务看谁手速快
14.4任务光敏计数
14.5任务格力空调遥控器
14.5.1遥控器红外编码
14.5.2规划设计
14.6任务多功能电子钟
14.7任务可与PC通信的实时时钟
14.8任务多功能收音机
14.9任务倒车雷达
14.10任务电子秤
14.10.1压力传感器与HX711
14.10.2规划设计
14.11任务电子尺
14.11.1KTC拉杆式位移传感器
14.11.2规划设计
14.12任务电子转角测量
14.12.1增量式旋转编码器
14.12.2规划设计
14.13任务基于PC的数据采集系统
14.14任务基于红外多机通信系统
14.15任务基于RS485多机通信系统
14.16任务基于RS485总线的评分系统
14.16.1模拟Modbus协议
14.16.2规划设计
14.17任务基于Android的数据采集系统
第15章拓展训练
15.1STM32
15.2STM32开发板
15.2.1功能与特点
15.2.2主芯片STM32F103VB
15.3开发环境
15.3.1MDK安装
15.3.2程序编译与下载
15.3.3调试程序
15.4资料参考
15.5基础知识
15.5.1GPIO
15.5.2地址映射
15.5.3时钟系统
15.6任务流水灯案例
15.6.1硬件连接
15.6.2规划设计
15.6.3实现步骤
15.6.4代码解析
15.7任务深入分析流水灯案例
15.7.1固件库
15.7.2规划设计
15.7.3实现步骤
15.7.4时钟配置
15.7.5代码解析
15.8总结
附录AASCII编码表
附录BMCS51系列单片机指令
参考文献
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| 內容試閱：
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工程实践能力训练是高等学校工科类专业教学中一个非常重要的环节。在当前形势下，如何给大学生提供有效的工程实践能力训练是高等学校工科类专业面临的一个普遍问题。工程训练中心被认为是开展系统、高效和规模化的基础工程实践能力培训最有效的校内承载平台，是适合现阶段中国国情的校内工程实践教学的新模式，工程训练中心因此在工科院校得到了建设和普及。尽管如此，由于不同专业的不同特点、不同内容、不同目的、不同要求等原因，在面向具体专业学生进行工程实践能力训练教学时，其教学内容、方式等仍是值得深入研究和探索的问题。
信息技术类专业不仅自身学科在高等学校工科类专业中占很大比重，而且一些信息类通识课的基础知识和实践能力也成为其他专业学生必须学习的内容，如互联网、计算机编程、软件工具使用等。为此，在面向信息类专业、近信息类专业和非信息类专业的学生时，信息技术工程实践能力训练都成为一个重要内容。
信息技术可分为硬件和软件两个方面，软件越来越丰富高效，硬件越来越体小价低。软硬件知识融会贯通和软硬件设计（编程）实践能力同步提高是信息技术工程实践训练的核心。电子系统设计与创新训练学习过程体系重在专业的通识教育与兴趣引导、系统的培养与提高、专业的深度训练。
本书针对信息类工程能力的培养特点，将信息类的专业基础知识、工程技术和技能等引入工程训练教学中，从计算机应用系统的硬件与软件子系统两个方面来构造工程训练的内容，通过指导学生动手搭建和制作硬件平台，完成软件案例学习、模拟设计、测试验证等过程，开展工程训练和创新实践，以提高大学生实践创新能力，实现教学成果的最大化。
全书以任务方式驱动，共15章。
第1章至第8章是基础训练，适合少学时的教与学入门，从STCB单片机学习板制作、电路板检测、功能测试、质量管理入手硬件学习平台； 认识电子产品和以嵌入式计算系统为代表的现代电子系统； 熟悉以Keil为主的电子设计和RDworks激光切割工程软件的开发流程； 重点以计算机应用系统框图介绍片上C51程序运行与A51汇编代码指令仿真、处理器外围并口、定时器和中断资源； 从基础语法、C51程序基本结构和代码风格的角度介绍C51软件编程方法，无障碍地深入接触分时制结构和DEMO示例模板，为后续编程开发综合项目提供现实保障。
第9章至第14章，适合多学时的教与学进阶，包含模拟信号数据采集、芯片间数据交换的有线和无线通信、用户与单片机交互； 循序渐进地介绍DEMO模板编程和多文件模块化编程，执着于追求逻辑正确且时序理想的多任务软件代码； 利用丰富外设与扩展接口完成对温度、光照、角度、距离、重量等的采集，从器件参数、电路图、控制方式和软件驱动多方面来介绍相关应用； 将创意转变现实，如游戏趣味电子小制作、空调遥控的实用电子设备、Android数据采集APP的智能电子设备。
第15章适合拓展训练，采用与STCB学习板非常接近的电路板设计方案自制STM32开发板，掌握STM32软件开发流程的寄存器和库函数方法，从而能很方便地过渡到更先进的嵌入式系统应用开发阶段。
本书由徐成任主编，张洪杰、钱彭飞、刘峰、方恺晴、况玲、韦理静任副主编。湖南大学信息技术大学生创新训练中心和湖南大学嵌入式及网络实验室的殷素、宁晓兰、徐梓桑、陈海贤、杨芳、陈李培、王子豪、魏月露等学生完成了书中大量实验及资料的收集工作； 湖南大学信息技术实验室各位同仁对本书提出了许多宝贵意见，信息科学与工程学院李仁发教授对本书创作给予了大量的专业指导，在此一并感谢他们的热情帮助。
由于编者水平有限，书中难免存在不足之处，敬请各位读者批评指正。
编者2021年12月
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