單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

　　內(nèi)容簡介本書是《單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)》（修訂版）一書的姐妹篇?！秵纹瑱C(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)》的內(nèi)容以程序設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和技巧為主，而本書內(nèi)容則以程序設(shè)計(jì)的基本算法為主，目的在于全面提高單片機(jī)程序設(shè)計(jì)者的軟件素質(zhì)?；緝?nèi)容包括：單片機(jī)常用的線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相關(guān)算法、排序和查找算法、樹和圖在單片機(jī)中的實(shí)現(xiàn)、常用的數(shù)據(jù)處理算法及常用編碼方法等。從單片機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際硬件環(huán)境出發(fā)，語言通俗易懂，使讀者輕松地將單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基本算法學(xué)到手。為加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果和增加實(shí)用價(jià)值，本書配套了上機(jī)學(xué)習(xí)光盤，在光盤中還提供了最新修訂的子程序庫和相關(guān)調(diào)試工具軟件，以及眾多單片機(jī)資料。本書可作為電子技術(shù)人員自學(xué)單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基本算法的教材，也可供高等院校電子技術(shù)類專業(yè)本科生和研究生參考。前言嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣，我國從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的人員也越來越多，而單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的核心單元。從我國主要的幾種電子雜志上可以看出，有關(guān)單片機(jī)應(yīng)用的文章也越來越多。在開發(fā)一種嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品（含單片機(jī)產(chǎn)品）時(shí)，有關(guān)單片機(jī)部分的工作主要是做兩方面的設(shè)計(jì)：硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)方面，世界上幾家主要的半導(dǎo)體公司（如INTEL，PHILIPS，MOTOROLA等）競相推出各種高性能、低功耗、低成本的單片機(jī)和外圍芯片，使我們在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)時(shí)可以很快地得到最先進(jìn)的芯片。在這種情況下，硬件設(shè)計(jì)的外部條件越來越好，集成度越來越高，在實(shí)現(xiàn)相同功能的情況下線路越來越簡化。在軟件設(shè)計(jì)方面，雖然開發(fā)工具和程序設(shè)計(jì)語言也在不斷提高，但技術(shù)人員本身的軟件素質(zhì)對軟件設(shè)計(jì)水平無疑起決定作用。軟件設(shè)計(jì)水平在嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)的過程中占有重要地位，直接影響到產(chǎn)品的水平和競爭能力。不容置疑，在我國各大專院校、科研院所和大中型企業(yè)中，有一批專家，他們的軟、硬件水平均非常高；但另一方面，我國目前絕大多數(shù)從事電子產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)人員身在基層，基本上不是計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)的，有的沒有上過大學(xué)，他們未接受過系統(tǒng)的軟件基礎(chǔ)理論教育，軟件設(shè)計(jì)水平不太高。在軟件開發(fā)過程中，他們只是不自覺地采用了一些規(guī)律性的設(shè)計(jì)方法，或者模仿別人的程序設(shè)計(jì)方法，而有更多成熟的基本方法沒有被掌握，致使開發(fā)出來的軟件水平不高，使產(chǎn)品的功能和可靠性受到一定的制約。作者已經(jīng)出版了《單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)》（修訂版）一書。該書內(nèi)容以程序設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和技巧為主，而本書內(nèi)容則以程序設(shè)計(jì)的基本算法為主，目的在于全面提高單片機(jī)程序設(shè)計(jì)者的軟件素質(zhì)。軟件設(shè)計(jì)是一門科學(xué)，有其自身的規(guī)律，也有很多成熟的理論和算法。對于廣大電子技術(shù)人員來說，不大可能再脫產(chǎn)進(jìn)大學(xué)系統(tǒng)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論，只能一邊干一邊學(xué)。要學(xué)習(xí)就要選教材，而目前能選到的教材大都是專為大學(xué)生編寫的，如《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》、《計(jì)算方法》、《線性代數(shù)》及《代數(shù)與編碼》等。這些教材起點(diǎn)較高，偏重理論證明，不考慮單片機(jī)的特點(diǎn)，對于廣大電子產(chǎn)品開發(fā)人員來說不是十分適合，學(xué)起來會感到比較抽象和吃力。出于提高我國廣大電子產(chǎn)品開發(fā)人員軟件素質(zhì)的愿望，我決定編寫一本適合自學(xué)軟件理論基礎(chǔ)和基本算法的書。該書起點(diǎn)不高，只要有中學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，并已從事了一段時(shí)間電子產(chǎn)品的開發(fā)，就可以看懂。學(xué)完本書后，對單片機(jī)程序設(shè)計(jì)的主要基礎(chǔ)理論和常用成熟算法能初步掌握，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，可以減少很多盲目性，并為更系統(tǒng)、更深入地學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)理論打下良好基礎(chǔ)。在內(nèi)容上，我們選擇最基本和最成熟的理論和算法予以介紹。主要范圍為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算方法、線性代數(shù)及代數(shù)與編碼，但不可能介紹全部內(nèi)容，只是選取與單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)聯(lián)系最緊密的內(nèi)容加以重新整理、編排，打破大學(xué)教科書的傳統(tǒng)教材格式，基本取消推導(dǎo)證明過程，盡量結(jié)合單片機(jī)的特點(diǎn)，使廣大讀者能夠比較順利地理解和接受。在單片機(jī)中應(yīng)用最多的是線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，故本書第1章首先介紹常用的線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及部分基礎(chǔ)算法；第2章和第3章集中介紹線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的排序算法和查找算法；第4章介紹幾種常用的特殊算法，為進(jìn)一步介紹非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作準(zhǔn)備；對于常用的非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其有關(guān)算法分別在第5，6章進(jìn)行介紹；帶單片機(jī)的電子儀器設(shè)備一般都具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，為此在第7章中介紹常用線性方程組的解法；第8章介紹插值算法；第9章介紹數(shù)理統(tǒng)計(jì)中常用的計(jì)算方法；第10章介紹常用編碼方法，這對優(yōu)化設(shè)計(jì)很有幫助；第11章介紹兩個(gè)實(shí)例，作為全書的一個(gè)總結(jié)；附錄A介紹浮點(diǎn)數(shù)據(jù)處理的基本原理，這對不熟悉浮點(diǎn)數(shù)的讀者會有一定幫助；附錄B為本書上機(jī)學(xué)習(xí)光盤文件說明。為了更好地掌握本書內(nèi)容，建議上機(jī)實(shí)際運(yùn)行一下書中的程序，效果一定要好得多。為配合學(xué)習(xí)，我們將書中的程序添加上主程序和各種支撐子程序以及數(shù)據(jù)樣品，形成可執(zhí)行、可調(diào)試的運(yùn)行程序，并進(jìn)行了較嚴(yán)格的測試，然后匯總成一張配套的上機(jī)學(xué)習(xí)光盤，附在本書中。在該光盤中還包含了經(jīng)過長期考驗(yàn)和優(yōu)化的最新版本的子程序庫，實(shí)用價(jià)值較高。本書1997年出版了第一版，受到讀者好評；但也存在一些缺陷，本次修訂工作就顯得十分必要。修訂工作如下：（1）對過時(shí)或不合適的字句進(jìn)行修改，對插圖中少量的瑕疵進(jìn)行了彌補(bǔ)。（2）對匯編語言程序中的常量和變量在定義時(shí)分別用EQU和DATA進(jìn)行區(qū)分，使程序更準(zhǔn)確、更規(guī)范。（3）對上機(jī)學(xué)習(xí)光盤中的程序進(jìn)行了全面整理，更方便上機(jī)學(xué)習(xí)。（4）為配合C51的推廣，增加了大量與匯編語言程序?qū)?yīng)的C算法程序。（5）增加了少量新內(nèi)容。在本書修訂過程中，得到北京航空航天大學(xué)出版社的大力支持，在此表示衷心感謝！由于水平有限，書中錯(cuò)誤及不足之處敬請廣大讀者予以指正，不勝感謝！作者于江西省撫州市2003年3月

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