《最小微控制器系统设计与应用》PDF下载

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  • 作  者:李玉柏著
  • 出 版 社:北京:高等教育出版社
  • 出版年份:2018
  • ISBN:9787040493405
  • 页数:293 页
图书介绍:本书属于全国大学生电子设计竞赛系列教材,专门针对电子系统设计中最小微控制器系统的设计和应用而编写。本书第一章和第二章对微控制处理器最小系统设计的基础知识进行了介绍,重点介绍了微控制处理器的内涵发展、常用的微控制处理器系列以及最小系统硬件设计基础,尤其是便携式电子系统设计中低功耗设计与处理。随后本书的内容分成三个部分,以最具代表意义的三类微控制处理器为例,分别进行了具体的最小嵌入式系统的硬件设计,并结合具体应用进行了电路功能扩展和应用系统软件开发。这三类处理器分别是低功耗微控制器的代表MSP430F5系列、工业控制的DSP处理器代表TMS320C/F28系列,以及基于Cortex—M4 ARM架构的嵌入式微控制器代表STM32F4系列。每一类最小系统设计与应用开发的电路原理图、PCB图、核心算法程序和典型应用系统的系统软件,以数字资源的形式给出。本书可作为参加全国大学生电子设计竞赛的培训教材,也可以作为高职高专学校电器、电子、计算机、机电类等专业课程教材,以及开展电子系统设计的相关人员的工程参考书。

第1章 微控制处理器基础 1

1.1 微处理器、微控制器和嵌入式系统 1

1.1.1 三种处理器 2

1.1.2 微控制器与嵌入式系统 2

1.2 微控制处理器的发展 4

1.2.1 微控制处理器发展经历的四个阶段 4

1.2.2 主要的微控制器厂商和其微控制处理器系列 6

1.3 微控制处理器的体系结构 10

1.3.1 微控制器的基本组成 11

1.3.2 精简指令集微控制器和复杂指令集微控制器 13

1.4 微控制处理器的软件系统 17

第2章 最小系统设计基础 20

2.1 微控制器最小系统的设计 20

2.1.1 最小系统的硬件设计方法与步骤 20

2.1.2 最小系统的设计举例 21

2.2 微控制器最小系统的可靠性设计 28

2.2.1 可靠性复位技术 29

2.2.2 电压监测及掉电保护技术 30

2.2.3 指令冗余技术 30

2.3 低功耗系统的电源设计 30

2.3.1 移动终端的电池选择 31

2.3.2 高效率低功耗稳压电路设计 36

2.4 最小系统中低功耗设计 43

2.4.1 微控制处理器的选择 43

2.4.2 外围芯片的选择 46

2.4.3 软件超低功耗运行管理策略 49

第一部分 MSP430F5系列微处理器与最小系统设计 55

第3章 MSP430微处理器基础 55

3.1 MSP430微处理器概述 55

3.1.1 MSP430微处理器的结构特点和主要功能 55

3.1.2 MSP430微处理器系列产品 57

3.1.3 存储器结构与地址空间 57

3.2 MSP430指令系统与程序设计 59

3.2.1 MSP430微处理器的指令系统 59

3.2.2 MSP430微处理器的C程序设计 60

第4章 基于M SP430F5529的最小系统设计 67

4.1 MSP430F5529最小系统硬件设计 67

4.1.1 MSP430F5系列微处理器最小系统组成 67

4.1.2 最小系统中电源设计 68

4.1.3 系统复位电路设计 68

4.1.4 系统时钟电路设计 71

4.1.5 MSP430功耗管理模块 74

4.2 MSP430F5529最小系统开发板设计与应用程序模块 76

4.2.1 键盘接口 76

4.2.2 数码管显示接口 77

4.2.3 液晶驱动接口 79

第5章 MSP430微处理器的软件开发工具 82

5.1 IAR Embedded Workbench概述 82

5.2 Embedded Workbench的使用 82

5.2.1 创建一个工程及编译链接 82

5.2.2 项目设置 87

5.2.3 应用调试 93

5.2.4 语言扩展与提高编程效率 98

第6章 MSP430最小系统应用 101

6.1 MSP430片内外围模块应用设计 101

6.1.1 定时器 101

6.1.2 模拟比较器应用 105

6.1.3 SPI接口应用 107

6.1.4 片上A/D、D/A和DMA的应用 110

6.2 基于MSP430微处理器的并行比较型ADC设计 113

6.3 基于MSP430的PWM进行DAC设计 116

6.3.1 原理分析 116

6.3.2 硬件设计 116

6.3.3 基于PWM的DAC设计的软件编程 117

6.4 低频数字式相位测量仪 118

6.4.1 任务与要求 119

6.4.2 题目分析 120

6.4.3 方案论证 120

6.4.4 相位测量仪详细设计 122

6.4.5 数字式移相信号发生器的设计 128

6.4.6 作品总评 131

第二部分 TMS320C28系列处理器与最小系统设计 135

第7章 TMS320F281 x系列DSP 135

7.1 TMS320F281x概述 135

7.1.1 TMS320F281 x的结构特点和主要性能 135

7.1.2 TMS320F281x系列DSP比较 138

7.1.3 存储器与地址空间 140

7.2 TMS320F281x的指令系统与程序设计 145

7.2.1 寻址方式与汇编指令 145

7.2.2 C程序设计 146

第8章 TMS320F281 x最小系统设计 155

8.1 TMS320F2812系统硬件分析 156

8.1.1 TMS320F2812最小系统组成 156

8.1.2 最小系统电源与复位电路设计 156

8.1.3 时钟电路设计 159

8.1.4 看门狗设计 161

8.1.5 芯片上重要引脚的处理 162

8.1.6 JTAG接口设计 165

8.2 TMS320F2812的开发系统介绍 166

第9章 TMS320F281 x软件开发工具 172

9.1 DSP的软件开发 172

9.1.1 DSP的软件开发流程 172

9.1.2 代码生成工具 174

9.1.3 代码调试工具 175

9.2 集成编译仿真环境的概述 176

9.3 CCS的使用 178

9.3.1 CCS的安装与配置 178

9.3.2 CCS基本仿真工具的使用 187

9.4 基于C语言编程的实例 194

第10章 基于TMS320F281 x最小系统的应用 199

10.1 TMS320F281x的外设应用设计 199

10.1.1 GP Timer的使用 199

10.1.2 利用EV产生PWM波 201

10.1.3 SCI的使用 206

10.1.4 A/D的使用 209

10.2 基于F281 x的无人机飞控设计 211

10.2.1 飞控子系统总体设计 211

10.2.2 各关键模块的说明 212

10.2.3 飞控关键部分——PID调节 效果演示 214

第三部分 STM32F4处理器与最小系统设计 219

第11章 ARM STM32F4系列处理器基础 219

11.1 STM32F4处理器概述 219

11.1.1 Cortex-M4的组成及基本特点 219

11.1.2 STM32F4的存储器 222

11.1.3 CRC计算单元 227

11.1.4 电源控制器(PWR) 227

11.1.5 系统配置控制器(SYSCFG) 228

11.2 STM32F4外设和接口概述 228

11.2.1 嵌入式Flash接口 228

11.2.2 通用I/O 231

11.2.3 DMA控制器 232

11.2.4 中断和异常 233

11.2.5 模数转换器 239

11.2.6 数模转换器 241

11.2.7 定时器 242

11.2.8 内部集成电路(I2 C)接口 243

11.2.9 串行外设接口(SPI) 245

11.2.10 通用同步异步收发器(USART) 248

第12章 STM32F4最小系统设计 251

12.1 最小系统总体框图及资源介绍 251

12.2 最小系统的硬件设计 251

12.2.1 时钟电路设计 251

12.2.2 系统节 拍定时器(SysTick)设计 254

12.2.3 系统电源电路设计 257

12.2.4 系统复位电路设计 260

12.2.5 JTAG/SWD电路设计 262

12.3 典型的STM 32 F4开发板 264

第13章 ARM Cortex-M4软件开发 266

13.1 STM32F407的软件开发 266

13.1.1 编程语言的选择 266

13.1.2 编程模式的选择 267

13.1.3 选择开发环境和工具 267

13.2 RealView MDK的基本使用 267

13.2.1 MDK的安装 268

13.2.2 MDK的注册 271

13.2.3 μVision IDE主框架窗口 272

13.2.4 工程的创建 272

13.2.5 加载调试 277

第14章 基于STM32F4微控制处理器的嵌入系统应用实例 278

14.1 基于STM 32 F4的80~100 MHz频谱分析仪设计与制作 278

14.1.1 设计任务 278

14.1.2 总体方案论证与比较 278

14.1.3 系统设计方案论证 279

14.1.4 系统理论分析 280

14.1.5 主要电路与程序设计 281

14.1.6 系统程序的设计 283

14.1.7 测试方案与结果 285

14.2 基于STM32F4微控制处理器的卫星导航接收机设计 286

14.2.1 应用背景 286

14.2.2 卫星定位导航基本原理 287

14.2.3 卫星导航接收机总体方案 287

14.2.4 FPGA部分的设计方案 288

14.2.5 卫星导航接收机的设计方案 290