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第1章 单片机与嵌入式系统概述 1

1.1 单片机与嵌入式系统 1

1.1.1 单片机的定义与特点 1

1.1.2 嵌入式系统的定义与特点 2

1.1.3 嵌入式技术的发展与应用 4

1.2 嵌入式系统的开发 5

1.2.1 嵌入式开发语言 5

1.2.2 嵌入式操作系统 5

1.2.3 嵌入式技术相关概念 6

1.3 单片机中的数制与码制 8

1.3.1 数制 8

1.3.2 数制间的转换 9

1.3.3 单片机中的码制 10

1.4 习题 12

第2章 HCS08单片机硬件结构与功能 13

2.1 飞思卡尔8位单片机概述 13

2.2 HCS08单片机结构与特性 14

2.2.1 HCS08单片机结构与引脚 14

2.2.2 HCS08单片机特性 17

2.3 单片机基本系统连接 18

2.3.1 电源 19

2.3.2 时钟与振荡器 20

2.3.3 复位 20

2.3.4 背景调试与模式选择 21

2.3.5 I/O和外围设备接口电路 21

2.4 系统时钟与总线周期 21

2.4.1 系统时钟 21

2.4.2 总线周期 22

2.5 HCS08单片机工作模式 22

2.5.1 运行模式 22

2.5.2 背景调试模式 23

2.5.3 等待模式 23

2.5.4 停止模式 24

2.6 HCS08片上存储器资源 24

2.6.1 存储器编址方式 24

2.6.2 HCS08单片机存储空间分配 25

2.6.3 RAM存储器 26

2.6.4 Flash存储器 27

2.7 项目实践 单片机最小应用系统硬件设计 27

2.8 习题 29

第3章 单片机与嵌入式系统开发工具 30

3.1 CodeWarrior集成开发环境 30

3.1.1 CodeWarrior简介 30

3.1.2 CodeWarrior的安装 30

3.1.3 CodeWarrior的使用 32

3.1.4 项目管理和设定 37

3.1.5 程序下载与BDM调试 40

3.2 嵌入式C语言编程 41

3.2.1 嵌入式C语言简介 41

3.2.2 嵌入式变量的使用 42

3.2.3 嵌入式C语法扩充 43

3.3 项目实践 CodeWarrior基本操作 50

3.4 习题 53

第4章 输入／输出接口技术 54

4.1 I/O接口概述 54

4.1.1 I/O接口基本功能 54

4.1.2 I/O接口分类与控制方式 55

4.2 HCS08单片机GPIO结构与原理 56

4.2.1 GPIO引脚分布与功能 57

4.2.2 GPIO结构与工作原理 57

4.2.3 端口相关寄存器设置 59

4.3 I/O接口外设驱动电路设计 60

4.3.1 端口的输入和输出电流 61

4.3.2 端口上拉与下拉电阻 62

4.4 项目实践 63

4.4.1 项目1 开关控制LED状态 63

4.4.2 项目2 流水霓虹灯的制作 64

4.5 习题 67

第5章 嵌入式系统人机接口技术 68

5.1 LED数码管显示器接口 68

5.1.1 数码管结构与显示原理 68

5.1.2 数码管的连接与驱动方法 69

5.1.3 数码管显示方式 70

5.1.4 连排数码管的结构与使用 73

5.2 LCD液晶显示器接口 74

5.2.1 液晶显示器原理与结构 74

5.2.2 液晶显示器分类与驱动方式 75

5.2.3 1602字符点阵型液晶模块 76

5.2.4 1602液晶控制指令与操作 79

5.3 键盘接口 81

5.3.1 键盘结构与按键识别 81

5.3.2 按键抖动与消除方法 84

5.3.3 键操作与键值处理 85

5.4 项目实践 87

5.4.1 项目1 数码日期显示牌 87

5.4.2 项目2 液晶信息显示牌 88

5.4.3 项目3 矩阵式键盘的使用 91

5.5 习题 94

第6章 中断与系统配置 95

6.1 中断概述 95

6.1.1 中断的实质与特点 95

6.1.2 中断相关术语 96

6.2 中断处理机制 97

6.2.1 中断处理流程 97

6.2.2 中断处理技术 98

6.2.3 嵌入式中断服务函数的编写 100

6.3 HCS08单片机中断与系统配置 101

6.3.1 HCS08单片机的中断处理 101

6.3.2 HCS08单片机的中断源与优先级 102

6.3.3 外部引脚中断（IRQ） 103

6.3.4 低电压检测系统（LVD） 105

6.3.5 实时中断（RTI） 107

6.3.6 系统配置寄存器 108

6.4 HCS08单片机复位 110

6.4.1 复位及其状态寄存器 111

6.4.2 COP看门狗 112

6.5 HCS08单片机键盘中断 114

6.5.1 键盘中断模块结构与原理 114

6.5.2 边沿与电平触发 115

6.5.3 相关寄存器及设置 116

6.6 项目实践 117

6.6.1 项目1 外部中断实践 117

6.6.2 项目2 实时时钟中断实践 118

6.7 习题 120

第7章 时钟系统与内部时钟发生器 121

7.1 HCS08单片机时钟系统 121

7.1.1 系统时钟分配 121

7.1.2 ICG组成结构 121

7.1.3 时钟系统性能特性 124

7.2 ICG的操作寄存器 124

7.2.1 ICG控制寄存器1（ICGC1） 124

7.2.2 ICG控制寄存器2（ICGC2） 125

7.2.3 ICG状态寄存器1（ICGS1） 126

7.2.4 ICG状态寄存器2（ICGS2） 127

7.2.5 ICG滤波器寄存器（ICGFLTU和ICGFLTL） 127

7.2.6 ICG调整寄存器（ICGTRM） 128

7.3 时钟模块工作模式 128

7.3.1 OFF模式 129

7.3.2 自时钟模式（SCM） 129

7.3.3 FLL内部时钟模式（FEI） 130

7.3.4 FLL旁路外部时钟模式（FBE） 130

7.3.5 FLL外部时钟模式（FEE） 131

7.4 时钟系统配置与应用 131

7.4.1 时钟选择方法 131

7.4.2 时钟系统初始化配置 132

7.4.3 ICG初始化应用实例 137

7.5 项目实践 内部时钟发生器模块 138

7.5.1 项目1 ICG功能基础实践 138

7.5.2 项目2 LED闪烁调速控制 139

7.6 习题 142

第8章 定时器／PWM模块 143

8.1 定时器模块结构与工作模式 143

8.1.1 定时实现方法 143

8.1.2 HCS08定时器模块结构 144

8.1.3 定时器模块工作模式 145

8.1.4 定时器模块引脚及其配置 146

8.2 定时器模块寄存器设置 147

8.2.1 基础寄存器及其设置 147

8.2.2 通道寄存器及其设置 149

8.3 定时器模块功能描述 151

8.3.1 定时计数功能 152

8.3.2 输入捕捉功能 153

8.3.3 输出比较功能 154

8.3.4 PWM功能 155

8.4 定时器模块中断操作 157

8.4.1 定时器溢出中断 158

8.4.2 通道事件中断 158

8.5 项目实践 159

8.5.1 项目1 电子秒表 159

8.5.2 项目2 周期检测器 162

8.5.3 项目3 方波发生器 165

8.5.4 项目4 LED亮度调节器 166

8.6 习题 168

第9章 A-D转换器 170

9.1 A-D转换技术 170

9.1.1 A-D转换流程与技术指标 170

9.1.2 A-D转换器种类与工作原理 171

9.2 HCS08内部ADC模块 173

9.2.1 模块结构与组成 174

9.2.2 模块引脚与功能 176

9.2.3 ADC工作过程 177

9.2.4 自动比较功能 178

9.3 ADC模块寄存器设置 178

9.3.1 状态和控制寄存器1（ADC1SC1） 178

9.3.2 状态和控制寄存器2（ADC1SC2） 179

9.3.3 配置寄存器（ADC1CFG） 180

9.3.4 数据结果寄存器（ADC1RH:ADC1RL） 181

9.3.5 比较值寄存器（ADC1CVH:ADC1CVL） 181

9.3.6 引脚控制寄存器（APCTL1、APCTL2和APCTL3） 182

9.4 A-D转换操作与控制 183

9.4.1 A-D转换操作 183

9.4.2 A-D转换控制流程 183

9.4.3 A-D转换时间 186

9.5 项目实践 数字电压表 186

9.6 习题 189

第10章 串行通信接口 191

10.1 串行通信基础 191

10.1.1 数据传输分类与特点 191

10.1.2 数据传输速率 192

10.1.3 串行通信方式 192

10.1.4 RS-232C标准与电平转换 193

10.2 HCS08串行通信接口模块 194

10.2.1 波特率生成器 195

10.2.2 SCI发送器 195

10.2.3 SCI接收器 197

10.2.4 SCI中断和状态标志 199

10.3 SCI模块寄存器 199

10.3.1 波特率寄存器（SClxBDH:ClxBDL） 199

10.3.2 SCI控制寄存器1（SCIxC1） 200

10.3.3 SCI控制寄存器2（SCIxC2） 201

10.3.4 SCI状态寄存器1（SCIxS1） 202

10.3.5 SCI状态寄存器2（SCIxS2） 203

10.3.6 SCI控制寄存器3（SCIxC3） 203

10.3.7 SCI数据寄存器（SCIxD） 204

10.4 项目实践 205

10.4.1 项目1 SCI模块数据发送 205

10.4.2 项目2 SCI模块数据接收 207

10.5 习题 208

第11章 串行外设（SPI）接口 210

11.1 SPI技术概述 210

11.1.1 SPI总线工作过程 210

11.1.2 SPI总线时序 211

11.2 HCS08的SPI模块 213

11.2.1 内部结构与功能 213

11.2.2 SPI模块引脚与功能 215

11.2.3 数据传输过程 215

11.2.4 SPI中断 216

11.2.5 模式故障检测 216

11.3 SPI模块寄存器 216

11.3.1 SPI控制寄存器1（SPIC1） 216

11.3.2 SPI控制寄存器2（SPIC2） 217

11.3.3 SPI比特率寄存器（SPIBR） 218

11.3.4 SPI状态寄存器（SPIS） 219

11.3.5 SPI数据寄存器（SPID） 219

11.4 项目实践 SPI模块数据传送 220

11.5 习题 221

第12章 IIC总线接口 222

12.1 IIC总线技术概述 222

12.1.1 IIC总线技术与特点 222

12.1.2 IIC总线协议与工作过程 223

12.2 HCS08的IIC模块 226

12.2.1 IIC模块功能与内部结构 226

12.2.2 IIC模块寄存器 226

12.2.3 IIC模块的中断 231

12.2.4 IIC模块使用方法 232

12.3 项目实践 IIC模块数据传送控制 232

12.4 习题 237

附录 238

附录A 飞思卡尔HCS08AC系列芯片引脚分布 238

附录B ASC Ⅱ码表 240

附录C ADC参数表 240

参考文献 242