单片机与嵌入式系统开发方法PDF电子书下载

第1章　单片机概论 1

1.1　单片机概念 1

1.2　单片机的开发方法 2

1.3　单片机的广泛选择 3

1.4　Freescale单片机 4

1.5 MC68HC11系列单片机 5

1.6　16位单片机 7

1.6.1 MC68HC12系列单片机 7

1.6.2　MC9S12系列单片机 7

1.7　双核单片机 10

1.7.1　双核单片机系列 12

1.7.2　使用CPU V1的双核单片机系列 12

1.7.3 使用CPU V2内核的S12X系列单片机 14

1.7.4　S12XE系列单片机 14

1.8　支持FlexRay通信协议的单片机 15

1.8.1　FlaxRay通信协议 15

1.8.2 S12XF系列单片机 16

1.9　S12XS系列单片机 17

1.10　8位单片机 18

1.10.1 HC08Q系列单片机 18

1.10.2　S08系列单片机 21

1.11　32位单片机 22

1.11.1 以68K、CPU32为CPU的32位单片机 22

1.11.2 以ColdFire为CPU的32位单片机 23

1.11.3 用于控制的以PowerPC为CPU的32位单片机 24

1.11.4 用于通信的以PowerPC为CPU的32位单片机 24

1.11.5 ARM系列32位单片机 25

1.11.6 M.Core(C.Core) 26

1.12　Freescale的DSP型单片机 26

1.12.1　普通16位DSP型单片机 27

1.12.2　使用增强型内核的16位DSP型单片机 30

1.12.3 StarCore系列DSP型16位单片机 30

1.12.4　24位的DSP型单片机 31

1.13　相关软件开发工具 32

1.14　单片机中的新技术 32

第2章　单片机基础知识 35

2.1 数的表示 35

2.2　从门电路到逻辑运算单元 35

2.2.1　与非门和或非门 36

2.2.2 三态门 37

2.2.3　与门和或门 38

2.2.4　异或门 38

2.2.5　组合逻辑电路 38

2.2.6　组合运算电路 39

2.2.7　D触发器与时序电路 40

2.2.8　算术逻辑单元示意 41

2.3　CPU的构成 43

2.4　堆栈 45

2.5　CPU的核心寄存器堆 45

2.6 中断 46

2.6.1 中断源 46

2.6.2 中断标志 46

2.6.3 中断控制 46

2.6.4　中断锁存与中断应答 47

2.6.5　中断与堆栈 47

2.6.6 中断向量 48

2.6.7 中断嵌套 48

2.6.8　中断优先级 49

2.7　存储器 49

2.7.1　随机存储器 49

2.7.2　Flash存储器 49

2.8　外设 50

第3章　单片机基本系统 51

3.1　16位单片机 51

3.2　单片机基本硬件系统 52

3.2.1　S12XS系列单片机 53

3.2.2　MC9S12XS基本硬件系统 57

3.2.3 与PC连接 59

3.2.4　PC串口设置 61

3.3　体验监控程序 62

3.4　MC9S12XS单片机系统的硬件电路设计 66

3.4.1 电源电路 66

3.4.2　复位电路和BDM引脚 67

3.4.3　时钟电路 69

3.4.4 串行口的RS-232驱动电路 70

3.4.5 BDM接口 70

3.4.6　单片机并行口及驱动能力 71

3.4.7　调试显示 72

第4章　微处理器结构和指令集 73

4.1　微处理器的内部寄存器结构 73

4.1.1　典型的8位微处理器 73

4.1.2　典型的16位微处理器 73

4.1.3 32位CPU与16位CPU的对比 75

4.1.4　8位／16位单片机的基本内存空间分配 76

4.2　S12X汇编指令集 77

4.3　指令按功能分类 78

4.3.1　数据传送指令 78

4.3.2　算术与逻辑运算指令 80

4.3.3　程序控制指令 84

4.4　指令按寻址方式分类 87

4.5　汇编指令表 89

4.6　指令的机器码组织 90

4.7　用汇编语言编写程序 91

4.7.1　汇编程序的格式 91

4.7.2　汇编管理指令 91

4.8　汇编语言程序设计举例 92

4.9　码的转换类子程序 95

4.10　汇编语言编程技巧 97

4.11　进一步学习 98

第5章　复位、中断及存储空间的扩展 100

5.1　复位和中断 100

5.2　寻址空间的扩展 104

5.3　寻址空间的管理 107

5.3.1　给连续存储空间分区 107

5.3.2 闪存页面管理寄存器PPage 107

5.3.3　数据闪存页面管理寄存器EPage 108

5.3.4 RAM页面管理寄存器RPage 109

5.3.5　子程序远程调用 111

5.4　存储器的可靠性 113

5.5 以存储器为核心制定解决方案 114

5.5.1 选择结构简单的CPU 116

5.5.2　片内存储器资源管理技术 116

5.5.3　避免使用浮点数和浮点运算的方法 117

5.5.4　使用实时操作系统 118

第6章　异步串行通信 120

6.1 串行通信协议RS-232标准 120

6.2　SCI功能简介 124

6.3　SCI寄存器 125

6.3.1　波特率寄存器 126

6.3.2　串行通信控制寄存器1 127

6.3.3 串行通信控制寄存器2 127

6.3.4　串行通信状态寄存器1 128

6.3.5 串行通信状态寄存器2 128

6.3.6 串行通信数据寄存器 129

6.4　SCI的软件开发方法 130

6.4.1　SCI的初始化 130

6.4.2　SCI的查询方式 131

6.4.3　SCI的中断方式 131

6.5　SCI应用 133

第7章　用C语言开发应用程序 137

7.1　C语言是开发单片机应用软件的有力工具 137

7.2　开发嵌入式应用的C编译器的特点 138

7.2.1　编译过程与集成开发环境 139

7.2.2　不要使用初始化变量 140

7.2.3　注意变量的数据类型 141

7.2.4　注意函数的可重入性 143

7.3　建立C语言程序运行环境 143

7.4　应用程序的模块化 146

7.5　合理使用全局变量和局部变量 147

7.6 函数的结构与函数间参数的传递 148

7.7　在C程序中直接操作硬件 150

7.8　程序模块的框架与组织 151

7.9　程序的链接与定位 152

7.10 MISRA标准C 153

第8章　监控程序与BDM原理 156

8.1　单片机开发工具 156

8.2　监控程序 157

8.3　建立单片机运行环境 157

8.3.1　堆栈指针初始化 158

8.3.2 串行口初始化 159

8.3.3　人机对话 159

8.3.4　命令字与跳转表 161

8.4　建立CPU在内存中的固定影像 161

8.5　执行程序 162

8.6　显示和修改CPU寄存器 163

8.7　显示与修改内存 164

8.8 向RAM下载程序 165

8.9　闪存的擦除与写入 166

8.10　断点与单步执行 169

8.11 中断向量表管理 170

8.12　监控程序的链接与定位 171

8.13　用户可以使用的存储空间 171

8.14　系统调用表 172

8.15　BDM调试方法 172

8.15.1　单线通信和通信建立机制 173

8.15.2　BDM基本操作——读写单字节 174

8.15.3 BDM接口 175

8.15.4　BDM命令字 176

8.15.5　BDM指令基本结构 177

8.15.6 TBDML工具 178

第9章　使用嵌入式实时操作系统 179

9.1　移植μC/OS-Ⅱ 181

9.1.1　根据应用定义内核的大小和功能 182

9.1.2　修改OS_CPU.H文件 184

9.1.3 编写OS_CPU_C.C文件 187

9.1.4　产生时钟节拍中断 197

9.2　写应用程序 200

9.2.1 主程序main.c 200

9.2.2　3个任务 203

9.2.3　链接与程序定位 203

9.3　精心分配RAM资源 206

9.3.1 RAM空间的分页管理 206

9.3.2　估算μC/OS-Ⅱ占用的RAM资源 206

9.3.3　估算内核占用RAM空间举例 212

第10章　单片机片内外设模块 214

10.1　并行I/O 214

10.2 同步串行外设接口SPI 215

10.2.1　SPI的数据流动 216

10.2.2　SPI功能 217

10.2.3　SPI引脚 217

10.2.4　SPI寄存器 219

10.2.5　SPI接口编程范例 222

10.3　ATD转换模块 223

10.3.1　ATD转换模块简述 223

10.3.2　ATD转换模块寄存器 223

10.3.3　ATD模块编程范例 230

10.4　周期中断定时器PIT 234

10.4.1　周期中断定时器简介 234

10.4.2　周期中断定时器寄存器 235

10.4.3　PIT模块编程范例 238

10.5　时钟产生器模块 239

10.5.1　与时钟相关的寄存器 239

10.5.2　系统时钟初始化 242

第11章　单片机软件开发工具使用入门 243

11.1 商用软件开发工具CODEWARRIOR FOR HCS12 243

11.2 安装CODEWARRIOR 244

11.3　建立一个简单的工程 244

11.4 自动生成的文件系统 249

11.5　写一个汇编程序 250

11.6　编写一个简单的C程序 251

11.7　再写一个能看到演示效果的C程序 252

11.8　增加新程序模块 253

11.9　定义装载地址和复位向量 253

第12章　S12实验开发系统及实验指导 255

12.1　S12实验开发系统简介 256

12.2　S12实验系统设计框架 257

12.3　基于S12实验开发系统的实验 261

实验1　熟悉实验环境 261

实验2　S12汇编语言基础 262

实验3　熟悉BDM工具的使用 262

实验4　C程序编写 263

实验5　并行IO口及IRQ中断 263

实验6　SCI串行口实验 265

实验7　用周期中断定时器（PIT）实现精确定时 265

实验8　A/D转换实验 266

实验9　SPI同步串行外设接口 266

实验10 KEYBOARD实验 269

实验11　动态数码管的显示 269

实验12　uC/OS－Ⅱ在S12上的移植 270

实验13　综合实验——uC/OS-Ⅱ下多I/O任务实现 270

第13章　单片机应用中的电磁兼容问题 271

13.1 电磁兼容基本概念 271

13.2　电磁兼容组织与标准 272

13.3　单片机系统的电磁兼容问题 274

13.4　噪声的来源与传输 275

13.4.1　信号线间交叉干扰 276

13.4.2　来自电源的噪声 277

13.5 印刷线路板EMC设计 278

13.5.1　元件的布置 279

13.5.2　印刷线路板接地线的处理 279

13.5.3　多层板设计 280

13.6　常用抗干扰器件 281

13.7　印刷线路板设计中控制噪声的经验 284

13.8　单片机自身的抗干扰措施 285

附录A　MC9S12XS128监控程序 289

附录B　S12X CPU汇编指令表 310

附录C　CPU12指令机器码表 334

参考文献 338