单片机与嵌入式系统原理及应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 单片机与嵌入式系统发展概况 1

1.1.1 单片机的发展历史 1

1.1.2 嵌入式系统的产生和发展 1

1.1.3 嵌入式系统的特点 2

1.1.4 典型的嵌入式单片机产品 4

1.2 单片机的嵌入式应用领域和应用方式 7

1.3 习题 8

第2章 单片机的基本结构与工作原理 9

2.1 MCS-51系列单片机总体结构 9

2.1.1 MCS-51单片机的引脚描述 9

2.1.2 MCS-51单片机的硬件资源 11

2.1.3 MCS-51单片机的片外总线结构 12

2.2 MCS-51单片机的时钟电路及CPU的工作时序 13

2.2.1 时钟电路 13

2.2.2 CPU的工作时序 14

2.3 MCS-51单片机存储器分类及配置 16

2.3.1 程序存储器 17

2.3.2 数据存储器 17

2.4 CHMOS型单片机的低功耗工作方式 21

2.4.1 空闲方式 22

2.4.2 掉电方式 22

2.4.3 节电方式的应用 22

2.5 习题 24

第3章 单片机的指令系统 25

3.1 指令格式 25

3.1.1 汇编指令 25

3.1.2 常用的缩写符号 27

3.1.3 伪指令 28

3.2 寻址方式 30

3.2.1 寄存器寻址 30

3.2.2 立即寻址 31

3.2.3 直接寻址 31

3.2.4 寄存器间接寻址 31

3.2.5 基寄存器加变址寄存器间接寻址 32

3.2.6 相对寻址 32

3.2.7 位寻址 33

3.3 指令的类型、字节和周期 34

3.3.1 指令系统的结构及分类 34

3.3.2 指令的字节和周期 34

3.4 数据传送指令 35

3.4.1 一般传送指令 35

3.4.2 累加器专用数据交换指令 40

3.5 算术运算指令 41

3.5.1 加减指令 41

3.5.2 乘法和除法指令 45

3.6 逻辑运算指令 46

3.6.1 累加器A的逻辑运算指令 46

3.6.2 两个操作数的逻辑运算指令 47

3.6.3 单位变量逻辑运算指令 48

3.6.4 双位变量逻辑运算指令 48

3.7 控制转移指令 49

3.7.1 无条件转移指令 49

3.7.2 条件转移指令 50

3.7.3 子程序调用和返回指令 52

3.8 习题 54

第4章 单片机的其他片内功能部件 56

4.1 并行I/O口 56

4.1.1 P1口 56

4.1.2 P2口 57

4.1.3 P0口 59

4.1.4 P3口 60

4.2 定时器／计数器 61

4.2.1 定时器的一般结构和工作原理 61

4.2.2 定时器／计数器T0和T1 62

4.2.3 定时器／计数器的初始化 66

4.2.4 8052等单片机的定时器／计数器T2 67

4.3 串行通信接口 70

4.3.1 串行通信及基础知识 70

4.3.2 串行接口的组成和特性 71

4.3.3 串行接口的工作方式 72

4.3.4 波特率设计 75

4.3.5 单片机双机通信和多机通信 78

4.4 中断系统 81

4.4.1 中断系统概述 81

4.4.2 中断处理过程 86

4.4.3 中断系统的应用 88

4.5 习题 94

第5章 汇编语言程序设计 95

5.1 汇编语言概述 95

5.1.1 汇编语言的优点 95

5.1.2 汇编语言程序设计的步骤 95

5.1.3 评价程序质量的标准 95

5.2 简单程序设计 96

5.3 分支程序 99

5.3.1 简单分支程序 99

5.3.2 多重分支程序 100

5.3.3 N路分支程序 102

5.4 循环程序 105

5.4.1 循环程序的导出 105

5.4.2 多重循环 108

5.5 查表程序 112

5.6 子程序的设计及调用 116

5.6.1 子程序的概念 116

5.6.2 调用子程序的要点 116

5.6.3 子程序的调用及嵌套 120

5.7 习题 123

第6章 单片机系统的并行扩展 125

6.1 MCS-51系统的并行扩展原理 125

6.1.1 MCS-51并行扩展总线 125

6.1.2 地址译码方法 127

6.2 程序存储器扩展 130

6.2.1 常用EPROM存储器电路 130

6.2.2 程序存储器扩展方法 131

6.3 数据存储器扩展 132

6.3.1 常用的数据存储器 132

6.3.2 数据存储器扩展方法 133

6.4 并行接口的扩展 134

6.4.1 用74系列器件扩展并行I/O口 135

6.4.2 可编程并行I/O扩展接口8255A 136

6.4.3 带RAM和计数器的可编程并行I/O扩展接口8155 143

6.5 D-A接口的扩展 147

6.5.1 梯形电阻式D-A转换原理 147

6.5.2 DAC0832 148

6.6 A-D接口的扩展 151

6.6.1 MC14433 151

6.6.2 ADC0809 154

6.7 习题 158

第7章 单片机系统的串行扩展 160

7.1 MCS-51系统的串行扩展原理 160

7.1.1 SPI三线总线 160

7.1.2 I2C公用双总线 161

7.2 单片机的外部串行扩展 161

7.2.1 串行扩展E2PROM 161

7.2.2 串行扩展I/O接口 164

7.2.3 串行扩展A-D转换器 165

7.3 习题 170

第8章 单片机的人机接口 172

8.1 键盘接口 172

8.1.1 键盘的工作原理和扫描方式 172

8.1.2 键盘的接口电路 173

8.1.3 键盘输入程序设计方法 175

8.2 LED显示器接口 176

8.2.1 LED显示器的工作原理 176

8.2.2 LED显示器的工作方式和显示程序设计 178

8.3 LCD显示器接口 179

8.3.1 LCD显示器的工作原理 179

8.3.2 LCD显示器的接口电路和显示程序设计 180

8.4 8279专用键盘显示器 185

8.4.1 8279的内部原理 185

8.4.2 8279的引脚分析 186

8.4.3 8279的键盘显示器电路 187

8.4.4 8279的设置 188

8.4.5 8279的应用程序介绍 190

8.5 习题 191

第9章 MCS-51单片机系统的开发与应用 193

9.1 单片机应用系统的研制过程 193

9.1.1 总体设计 194

9.1.2 硬件设计 194

9.1.3 可靠性设计 196

9.1.4 软件设计 196

9.1.5 系统调试 198

9.2 磁电机性能智能测试台的研制 200

9.2.1 系统概述 200

9.2.2 测试系统硬件设计 200

9.2.3 测控算法 202

9.2.4 程序设计 205

9.2.5 实验结果 206

9.3 水产养殖水体多参数测控仪 207

9.3.1 系统概述 207

9.3.2 水体多参数测控仪的基本组成及工作原理 207

9.3.3 硬件设计 208

9.3.4 软件设计 213

9.3.5 可靠性措施 214

9.3.6 运行效果 214

9.4 课程设计：单片机温度控制实验装置的研制 215

9.4.1 系统的组成及控制原理 215

9.4.2 控制系统软件编制 216

9.4.3 课程设计的安排 216

9.4.4 教学效果 217

9.5 单片机的C语言程序开发 217

9.5.1 Keil IDEμVision2集成开发环境 218

9.5.2 WAVE6000 IDE集成开发环境 229

9.5.3 常用的C语言程序模块和主程序结构 236

9.6 Proteus ISIS软件简介 244

9.6.1 Proteus ISIS软件的工作界面 244

9.6.2 Proteus ISIS环境下的电路图设计 248

9.6.3 Proteus下单片机仿真 253

9.7 习题 261

第10章 嵌入式系统及ARM处理器 262

10.1 嵌入式系统的概念 262

10.2 嵌入式系统的组成 263

10.2.1 嵌入式处理器 263

10.2.2 外围设备 263

10.2.3 嵌入式操作系统 264

10.2.4 应用软件 264

10.3 嵌入式系统的分类 265

10.4 嵌入式处理器的分类 267

10.4.1 嵌入式微处理器 267

10.4.2 嵌入式微控制器 268

10.4.3 嵌入式DSP处理器 268

10.4.4 嵌入式片上系统 268

10.5 嵌入式处理器的技术指标 269

10.6 如何选择嵌入式处理器 271

10.6.1 选择处理器的总原则 271

10.6.2 选择嵌入式处理器的具体方法 272

10.7 ARM处理器基础 273

10.7.1 ARM处理器系列 274

10.7.2 ARM处理器体系结构 277

10.7.3 ARM处理器应用选型 283

10.8 ARM处理器的工作状态和工作模式 283

10.8.1 ARM处理器的工作状态 283

10.8.2 ARM处理器的工作模式 284

10.9 ARM处理器的寄存器组织 285

10.9.1 ARM状态下的寄存器组织 285

10.9.2 Thumb状态下的寄存器组织 287

10.9.3 程序状态寄存器 288

10.10 ARM处理器的存储器组织 290

10.11 ARM体系结构所支持的异常 291

10.12 习题 295

第11章 嵌入式操作系统及软件开发 296

11.1 嵌入式操作系统的概述 296

11.1.1 嵌入式操作系统的特点 296

11.1.2 嵌入式操作系统的分类 298

11.1.3 使用嵌入式操作系统的必要性 300

11.1.4 常见的嵌入式操作系统 301

11.2 嵌入式操作系统内核基础 305

11.2.1 多进程和多线程 306

11.2.2 任务 306

11.2.3 任务切换 306

11.2.4 内核 307

11.2.5 任务调度 308

11.2.6 任务间的通信与同步 309

11.3 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ简介 311

11.3.1 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ概述 311

11.3.2 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的软件体系结构 312

11.4 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ在ARM上的移植 313

11.4.1 移植条件 313

11.4.2 移植步骤 314

11.4.3 测试移植代码 318

11.5 嵌入式系统软件开发 318

11.5.1 嵌入式软件结构和组成 319

11.5.2 嵌入式操作系统运行的必要条件 321

11.5.3 嵌入式系统软件运行流程 322

11.5.4 无操作系统的嵌入式系统软件设计 322

11.5.5 有操作系统的嵌入式系统软件设计 326

11.6 习题 327

第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用 328

12.1 Cortex-M3简介 328

12.2 STM32的发展 329

12.3 STM32F103xx系列微控制器简介 332

12.3.1 STM32F103xx系列微控制器的主要特性 332

12.3.2 STM32 F103xx系列微控制器的内部结构 333

12.4 STM32的A-D转换器及应用 334

12.4.1 ADC硬件结构及功能 334

12.4.2 ADC工作模式 336

12.4.3 ADC数据对齐和中断 339

12.4.4 ADC控制寄存器 340

12.5 ADC程序设计 344

12.6 习题 347

附录 348

附录A 单片机应用资料的网上查询 348

附录B MCS-51单片机的指令表 348

参考文献 353