普通高等教育“十三五”规划教材 单片机与嵌入式系统原理及应用PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1计算机基本概念 1

1.1.1计算机的组成 1

1.1.2信息在计算机中的表示 2

1.1.3计算机的软件 5

1.2微型计算机的基本构成 5

1.2.1微处理器 5

1.2.2存储器 6

1.2.3系统总线 6

1.3单片机的结构与特点 6

1.3.1单片机的基本结构 6

1.3.2单片机的主要特点 7

1.4单片机的重要指标及类型 8

1.5单片机的应用与发展 8

1.5.1单片机的应用 8

1.5.2单片机的发展 9

习题 12

第2章 MCS-51单片机的硬件结构与原理 13

2.1 51系列单片机简介 13

2.2 MCS-51单片机的硬件结构原理 14

2.2.1基本结构组成 14

2.2.2中央处理器 15

2.2.3存储器 18

2.2.4外部引脚 23

2.3 MCS-51单片机的输入/输出端口 25

2.3.1 P0口 26

2.3.2 P1口 28

2.3.3 P2口 28

2.3.4 P3口 29

2.4 MCS-51单片机的最小系统 30

2.4.1电源 30

2.4.2时钟电路 30

2.4.3复位电路 33

2.5 MCS-51单片机的工作方式 34

2.5.1全速执行方式 34

2.5.2单步执行方式 34

2.5.3掉电及节电方式 35

习题 37

第3章 MCS-51单片机指令系统 38

3.1 MCS-51单片机的指令格式及描述符号 38

3.1.1指令格式 38

3.1.2指令中用到的描述符号 39

3.2 MCS-51单片机指令的寻址方式 39

3.2.1立即寻址 40

3.2.2直接寻址 40

3.2.3寄存器寻址 40

3.2.4寄存器间接寻址 41

3.2.5变址寻址（基址＋变址寻址） 41

3.2.6位寻址 42

3.2.7绝对寻址 42

3.2.8相对寻址 42

3.3 MCS-51的指令系统 43

3.3.1数据传送类指令 43

3.3.2算术运算类指令 47

3.3.3逻辑运算类指令 50

3.3.4控制转移类指令 53

3.3.5位操作类指令 57

3.4 MCS-51单片机汇编程序常用伪指令 59

习题 62

第4章 MCS-51单片机汇编程序设计 65

4.1程序编制的方法和步骤 65

4.2数据传送程序设计 65

4.3查表程序设计 66

4.4运算程序设计 67

4.4.1算术运算程序设计 67

4.4.2逻辑运算程序设计 70

4.5代码转换程序设计 70

4.6分支程序设计 71

4.6.1简单分支程序设计 71

4.6.2散转程序设计 72

4.7循环程序设计 75

4.8子程序设计 76

4.8.1子程序的现场保护 77

4.8.2主程序和子程序间的参数传递 77

习题 79

第5章 MCS-51单片机的C语言程序设计 80

5.1 C51概述 80

5.1.1 C51基本知识 80

5.1.2 C51程序结构 81

5.2 C51的数据类型 81

5.2.1 C51的基本数据类型 82

5.2.2 C51特有的数据类型 83

5.3 C51的变量与存储类型 83

5.3.1 C51的普通变量及定义 84

5.3.2 C51的特殊功能寄存器变量 86

5.3.3 C51的位变量 86

5.3.4 C51的指针变量 87

5.4 C51的运算符和表达式 88

5.5绝对地址的访问 90

5.5.1使用C51运行库中的预定义宏 90

5.5.2通过指针访问 91

5.5.3使用C51扩展关键字_at_ 92

5.6 C51的并行接口 92

5.7流程控制语句 93

5.7.1表达式语句 93

5.7.2复合语句 93

5.7.3条件语句 94

5.7.4开关语句 95

5.7.5循环语句 96

5.7.6跳转语句 98

5.8构造数据 99

5.8.1数组 100

5.8.2指针 101

5.8.3结构 103

5.8.4联合 106

5.8.5枚举 107

5.9 C51中的函数 107

5.9.1 C51函数的参数传递 108

5.9.2 C51函数的调用与声明 109

5.9.3 C51函数的返回值 110

5.9.4 C51函数的存储模式 110

5.9.5 C51的中断函数 110

5.9.6 C51函数的寄存器组选择 111

5.9.7 C51的重入函数 112

习题 113

第6章 MCS-51单片机的内部资源 114

6.1 MCS-51的并行I/O口 114

6.2 MCS-51单片机的中断系统 114

6.2.1中断的概念 115

6.2.2 MCS-51单片机的中断源 116

6.2.3中断的控制 117

6.2.4中断响应 119

6.2.5中断的编程及应用 120

6.3 MCS-51单片机的定时/计数器 121

6.3.1定时/计数器的主要特性 121

6.3.2定时/计数器的结构和工作原理 122

6.3.3定时/计数器的控制 123

6.3.4定时/计数器的工作方式 124

6.3.5定时/计数器的编程及应用 127

6.4 MCS-51单片机的串行接口 132

6.4.1串行通信的基本概念 132

6.4.2串行接口结构原理 134

6.4.3串行口的工作方式 136

6.4.4串行口的编程及应用 140

习题 149

第7章 MCS-51单片机的常用外设扩展 151

7.1存储器扩展设计 151

7.1.1单片机程序存储器概述 151

7.1.2 EPROM扩展 152

7.2数据存储器扩展 154

7.2.1 SRAM扩展实例 154

7.2.2外部RAM与I/O同时扩展 156

7.3并行I/O口扩展 157

7.3.1简单I/O口扩展 158

7.3.2基于可编程芯片8255A的扩展 159

习题 165

第8章 MCS-51单片机接口技术 166

8.1 MCS-51单片机与LED显示器的接口 166

8.1.1 LED显示器的结构与原理 166

8.1.2 LED数码管的显示方式 168

8.1.3 LED显示器与单片机的接口 169

8.2 MCS-51单片机与键盘的接口 172

8.2.1键盘的工作原理 172

8.2.2独立式键盘与单片机的接口 173

8.2.3矩阵式键盘与单片机的接口 174

8.3 MCS-51单片机与A-D或D-A转换器的接口 176

8.3.1 MCS-51单片机与D-A转换器的接口 176

8.3.2 MCS-51单片机与A-D转换器的接口 180

习题 185

第9章 AT89C51单片机应用设计与开发 186

9.1 AT89C51单片机系统设计步骤 186

9.1.1设计任务 186

9.1.2应用系统设计 186

9.1.3硬件设计 187

9.1.4软件设计 188

9.1.5系统调试 189

9.2 AT89 C51单片机系统抗干扰技术 189

9.2.1干扰源及其传播途径 189

9.2.2抗干扰措施的电源设计 190

9.2.3产品的地线设计 193

9.2.4 A-D和D-A转换器的抗干扰措施 194

9.2.5传输干扰 195

9.2.6抗干扰措施的元器件 196

9.3单片机应用系统设计实例 198

9.3.1数字时钟设计 198

9.3.2市电频率测量设计 210

习题 218

第10章 嵌入式系统基础知识 219

10.1嵌入式系统的概念 219

10.2嵌入式系统的特点 220

10.3嵌入式系统的应用 221

10.4嵌入式系统的组成 222

10.4.1嵌入式处理器 222

10.4.2外围设备 222

10.4.3嵌入式操作系统 223

10.4.4应用软件 223

10.5嵌入式处理器的类型 223

10.6嵌入式操作系统的概念与分类 225

10.6.1嵌入式操作系统的概念 225

10.6.2嵌入式操作系统的分类 226

习题 227

第11章 ARM微处理器体系结构 228

11.1 ARM简介 228

11.1.1 RISC结构特性 228

11.1.2常用ARM处理器系列 229

11.2 ARM7 TDMI模块、内核和功能框图 232

11.2.1 ARM7 TDMI模块框图 232

11.2.2 ARM7 TDMI内核框图 232

11.2.3 ARM7 TDMI功能框图 233

11.3 ARM的存储体系 234

11.4 ARM的总线结构 235

11.5 ARM的流水线技术 237

11.5.1流水线的概念与原理 237

11.5.2流水线的分类 238

11.5.3影响流水线性能的因素 240

11.6 ARM的工作状态 241

11.7 ARM的工作模式 242

11.8 ARM的寄存器组织 243

11.8.1 ARM状态下的寄存器组织 243

11.8.2 Thumb状态下的寄存器组织 245

11.8.3程序状态寄存器 246

11.9 ARM的异常处理 248

习题 252

第12章 ARM11微处理器S3C6410 253

12.1 S3C6410简介 253

12.2 S3C6410芯片结构 253

12.3 S3C6410封装及引脚定义 257

12.4存储器映射 269

12.4.1高地址区域 270

12.4.2低地址区域 270

12.5 S3C6410处理器时钟和电源管理 271

12.5.1时钟源的选择 271

12.5.2 PLL和总线时钟 271

12.5.3电源管理 273

12.5.4复位方式 274

12.6 S3C6410内部资源定义的头文件及常用函数 274

12.6.1头文件 274

12.6.2常用函数 283

习题 285

第13章 S3C6410的I/O口及操作 286

13.1 S3C6410I/O概述 286

13.1.1 GPIO特性 286

13.1.2 GPIO控制寄存器分类 287

13.2 S3C6410I/O端口控制寄存器 287

13.3 I/O控制的C语言编程实例 317

13.3.1硬件电路 318

13.3.2实现功能和编程思路 318

13.3.3参考程序 318

习题 319

第14章 S3C6410的中断控制 320

14.1 S3C6410中断控制器概述 320

14.2 S3C6410中断源及中断号 320

14.3外部中断与控制寄存器 322

14.3.1外部中断源分组 323

14.3.2外部中断控制寄存器 323

14.3.3外部中断优先级仲裁及中断号 339

14.4中断处理过程及控制器 341

14.4.1中断流程 341

14.4.2中断控制器 342

14.5中断程序编写实例 350

14.5.1编程思路 351

14.5.2实例程序 351

习题 355

第15章 S3C6410的串口UART 356

15.1 S3C6410的串口概述 356

15.1.1 S3C6410串行通信单元 356

15.1.2 UART通信操作 358

15.2 UART的控制寄存器 359

15.3 UART通信程序实例 369

15.3.1 RS232接口电路 369

15.3.2编程思路 370

15.3.3 UART实例程序 370

习题 372

第16章 S3C6410的PWM控制 373

16.1 PWM定时器概述 373

16.1.1脉宽调制的概念和原理 373

16.1.2 S3C6410的PWM定时器 373

16.1.3 S3C6410的自动重新加载和双缓冲功能 375

16.1.4定时器的基本操作示例 376

16.2 PWM输出电平控制 376

16.2.1 PWM工作原理 376

16.2.2 PWM输出控制 377

16.3 PWM定时器控制寄存器 378

16.4定时器控制编程实例 386

16.4.1硬件电路 386

16.4.2参考程序 386

习题 388

第17章 S3C6410的实时时钟 389

17.1 S3C6410的实时时钟概述 389

17.1.1 S3C6410的RTC单元 389

17.1.2 RTC控制寄存器 391

17.2 RTC应用编程实例 398

习题 400

第18章 S3C6410看门狗电路 401

18.1 S3C6410看门狗概述 401

18.1.1 S3C6410看门狗的工作原理 401

18.1.2 S3C6410看门狗的功能 401

18.1.3 S3C6410看门狗控制寄存器 402

18.2看门狗控制编程实例 404

18.2.1例程思路 404

18.2.2参考程序 404

习题 406

第19章 工程项目开发实例 407

19.1工程项目任务和软硬件准备 407

19.1.1项目任务 407

19.1.2项目的软硬件准备 407

19.2工程项目建立步骤 407

19.2.1项目整体思路 407

19.2.2建立工程项目 409

19.2.3编写（参考）程序 410

19.2.4工程环境配置 412

19.2.5工程编译方法 417

19.2.6工程文件下载 417

附录 MCS-51单片机指令表 420

参考文献 424