單片機(jī)原理與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

　　《單片機(jī)原理與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)：原理、應(yīng)用、Protues仿真、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》主要介紹：基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的基本原理和應(yīng)用技術(shù)，共10章，主要內(nèi)容包括單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)概述、嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)、單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境、80C51系列單片機(jī)硬件基礎(chǔ)及編程語(yǔ)言、80C51單片機(jī)內(nèi)嵌外設(shè)和外部擴(kuò)展應(yīng)用、多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTX-51及應(yīng)用實(shí)例、教學(xué)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等?！秵纹瑱C(jī)原理與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)：原理、應(yīng)用、Protues仿真、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》實(shí)例豐富，以C51高級(jí)語(yǔ)言作為編程教學(xué)語(yǔ)言，實(shí)用性較強(qiáng)。提供電子課件、大部分程序的源代碼和Keil ＆micro;Vision2 IDE調(diào)試配合的Proteus單片機(jī)仿真電路。

書(shū)籍目錄

第1章 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)概述 （1）1.1 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史 （1）1.1.1 始于微型計(jì)算機(jī)時(shí)代的嵌入式應(yīng)用 （1）1.1.2 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的兩大分支 （1）1.1.3 兩大分支發(fā)展的里程碑事件 （1）1.2 嵌入式系統(tǒng)的定義與特點(diǎn) （2）1.2.1 嵌入式系統(tǒng)的定義 （2）1.2.2 嵌入式系統(tǒng)組成 （2）1.2.3 嵌入式系統(tǒng)中的有關(guān)概念 （3）1.2.4 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn) （3）1.2.5 嵌入式系統(tǒng)的種類(lèi)與發(fā)展 （5）1.3 嵌入式處理器 （5）1.3.1 嵌入式處理器簡(jiǎn)介 （5）1.3.2 嵌入式處理器的分類(lèi) （6）1.3.3 幾種嵌入式處理器之關(guān)系 （8）1.3.4 如何選擇嵌入式處理器 （8）1.4 嵌入式操作系統(tǒng) （9）1.4.1 嵌入式操作系統(tǒng)特點(diǎn) （9）1.4.2 嵌入式操作系統(tǒng)分類(lèi) （10）1.4.3 使用嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) （10）1.5 基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng) （10）1.5.1 單片機(jī)開(kāi)創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路 （10）1.5.2 單片機(jī)的技術(shù)發(fā)展史 （11）1.5.3 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的高低端 （11）1.5.4 單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn) （12）1.6 單片機(jī)的分類(lèi)和技術(shù)指標(biāo) （13）1.6.1 單片機(jī)的分類(lèi) （13）1.6.2 單片機(jī)的技術(shù)指標(biāo) （13）1.7 常用的單片機(jī)系列 （14）1.8 單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 （16）1.9 單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) （17）本章 小結(jié) （18）習(xí)題1 （19）第2章 嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) （20）2.1 數(shù)制與編碼 （20）2.1.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制 （20）2.1.2 進(jìn)位計(jì)數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換 （21）2.1.3 數(shù)碼和字符的代碼表示 （22）2.2 數(shù)字集成電路 （24）2.2.1 常用的邏輯門(mén)電路 （24）2.2.2 集電極開(kāi)路門(mén)輸出電路 （26）2.2.3 常用組合邏輯電路 （28）2.2.4 常用時(shí)序邏輯電路 （32）2.3 存儲(chǔ)器電路 （34）2.3.1 存儲(chǔ)器概述 （34）2.3.2 存儲(chǔ)器有關(guān)概念 （34）2.3.3 RAM存儲(chǔ)器 （35）2.3.4 ROM存儲(chǔ)器 （39）2.3.5 閃速存儲(chǔ)器 （41）2.4 電源電路 （42）2.5 時(shí)鐘與復(fù)位電路 （45）2.5.1 時(shí)鐘電路 （45）2.5.2 復(fù)位電路簡(jiǎn)介 （46）2.5.3 簡(jiǎn)單復(fù)位電路 （46）本章 小結(jié) （49）習(xí)題2 （49）第3章 單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境 （51）3.1 單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的研制步驟和方法 （51）3.1.1 總體設(shè)計(jì) （51）3.1.2 硬件系統(tǒng) （52）3.1.3 軟件系統(tǒng) （53）3.2 單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的軟硬件環(huán)境 （54）3.2.1 單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的軟硬件環(huán)境構(gòu)成 （54）3.2.2 單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具選擇原則 （55）3.2.3 使用JTAG界面單片機(jī)仿真開(kāi)發(fā)環(huán)境 （56）3.2.4 單片機(jī)的在線編程 （56）3.3 KeilC51高級(jí)語(yǔ)言集成開(kāi)發(fā)環(huán)境——Vision2IDE （57）3.3.1 ＆micro;Vision2IDE主要特性 （57）3.3.2 ＆micro;Vision2IDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 （58）3.3.3 ＆micro;Vision2IDE的使用 （61）3.3.4 KeilC51中printf庫(kù)函數(shù) （70）3.4 基于Proteus的單片機(jī)系統(tǒng)仿真 （70）3.4.1 Proteus7Professional界面介紹 （71）3.4.2 繪制電路原理圖 （73）3.4.3 ProteusVSM與Vision2的聯(lián)調(diào) （77）3.4.4 ProteusVSM中的電源、復(fù)位與時(shí)鐘 （80）本章 小結(jié) （80）習(xí)題3 （81）第4章 80C51單片機(jī)硬件基礎(chǔ)知識(shí) （82）4.1 MCS-51系列及80C51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 （82）4.1.1 MCS-51系列和80C51系列單片機(jī) （82）4.1.2 80C51系列單片機(jī)的三次技術(shù)飛躍 （83）4.1.3 高性能80C51單片機(jī)的特點(diǎn) （84）4.2 80C51系列單片機(jī)外引腳功能 （84）4.3 80C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) （88）4.3.1 中央處理器（CPU） （88）4.3.2 存儲(chǔ)器組織 （90）4.3.3 并行輸入/輸出端口結(jié)構(gòu) （99）4.3.4 時(shí)鐘電路 （104）4.3.5 復(fù)位電路 （106）4.4 低功耗運(yùn)行方式 （108）4.4.1 電源控制寄存器PCON （108）4.4.2 待機(jī)方式 （109）4.4.3 掉電方式 （109）4.5 80C51單片機(jī)最小系統(tǒng) （110）本章 小結(jié) （111）習(xí)題4 （111）第5章 80C51單片機(jī)軟件基礎(chǔ)知識(shí) （113）5.1 80C51單片機(jī)指令系統(tǒng)概述 （113）5.1.1 指令的概念 （113）5.1.2 指令系統(tǒng)說(shuō)明 （114）5.1.3 80C51指令系統(tǒng)助記符 （115）5.1.4 指令系統(tǒng)中的特殊符號(hào) （116）5.2 80C51單片機(jī)尋址方式 （117）5.2.1 寄存器尋址方式 （117）5.2.2 直接尋址方式 （117）5.2.3 寄存器間接尋址方式 （117）5.2.4 立即尋址方式 （119）5.2.5 變址間接尋址方式 （119）5.2.6 相對(duì)尋址方式 （119）5.2.7 位尋址方式 （119）5.3 80C51單片機(jī)指令系統(tǒng) （121）5.3.1 數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令 （121）5.3.2 算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令 （125）5.3.3 邏輯運(yùn)算類(lèi)指令 （127）5.3.4 控制轉(zhuǎn)移類(lèi)指令 （130）5.3.5 位操作指令 （132）5.4 80C51匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) （136）5.4.1 偽指令 （136）5.4.2 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)舉例 （137）5.5 80C51單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 （138）5.5.1 C51的標(biāo)識(shí)符和關(guān)鍵字 （140）5.5.2 C51編譯器能識(shí)別的數(shù)據(jù)類(lèi)型 （141）5.5.3 變量的存儲(chǔ)種類(lèi)和存儲(chǔ)器類(lèi)型 （144）5.5.4 絕對(duì)地址的訪問(wèn) （149）5.5.5 中斷服務(wù)程序 （151）5.6 C51的運(yùn)算符和表達(dá)式 （152）5.6.1 賦值運(yùn)算符 （152）5.6.2 算術(shù)運(yùn)算符 （152）5.6.3 關(guān)系運(yùn)算符 （153）5.6.4 邏輯運(yùn)算符 （153）5.6.5 位運(yùn)算符 （153）5.6.6 復(fù)合運(yùn)算符 （154）5.6.7 指針和地址運(yùn)算符 （154）5.7 C51的庫(kù)函數(shù) （155）5.7.1 本征庫(kù)函數(shù)和非本征庫(kù)函數(shù) （155）5.7.2 幾類(lèi)重要的庫(kù)函數(shù) （155）5.8 C51的應(yīng)用技巧 （159）本章 小結(jié) （162）習(xí)題5 （164）第6章 80C51單片機(jī)內(nèi)嵌外設(shè)及應(yīng)用 （166）6.1 中斷系統(tǒng)和外中斷 （166）6.1.1 中斷技術(shù)概述 （166）6.1.2 80C51單片機(jī)中斷系統(tǒng) （168）6.1.3 C51中斷服務(wù)函數(shù) （173）6.1.4 外部中斷的應(yīng)用實(shí)例 （176）6.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 （178）6.2.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0、1的結(jié)構(gòu)及工作原理 （179）6.2.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0、1的四種工作方式 （180）6.2.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器對(duì)輸入信號(hào)的要求 （187）6.2.4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0、1的編程和應(yīng)用實(shí)例 （187）6.2.5 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2 （192）6.3 串行通信 （194）6.3.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí) （194）6.3.2 80C51串行接口 （197）6.3.3 應(yīng)用實(shí)例 （205）本章 小結(jié) （210）習(xí)題6 （212）第7章 單片機(jī)外部擴(kuò)展資源及應(yīng)用 （214）7.1 單片機(jī)外部擴(kuò)展資源和擴(kuò)展編址技術(shù)概述 （214）7.1.1 單片機(jī)外部擴(kuò)展資源分類(lèi) （214）7.1.2 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)與編址技術(shù) （215）7.1.3 單片機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)器擴(kuò)展方法 （217）7.2 并行I/O口擴(kuò)展 （218）7.2.1 8255可編程并行I/O接口芯片 （218）7.2.2 用74HC系列芯片擴(kuò)展I/O接口 （223）7.3 大容量閃速存儲(chǔ)器Flash的擴(kuò)展 （225）7.3.1 SuperFlash39SF040簡(jiǎn)介 （225）7.3.2 89C52單片機(jī)和39SF040接口方法 （227）7.4 單片機(jī)系統(tǒng)中的鍵盤(pán)接口技術(shù) （228）7.4.1 鍵盤(pán)工作原理及消抖 （228）7.4.2 獨(dú)立式鍵盤(pán)與工作原理 （229）7.4.3 行列式鍵盤(pán)與工作原理 （230）7.4.4 鍵盤(pán)掃描的控制程序 （231）7.5 單片機(jī)系統(tǒng)中的LED數(shù)碼顯示器 （232）7.5.1 LED顯示器的結(jié)構(gòu)與原理 （232）7.5.2 LED靜態(tài)顯示接口 （233）7.5.3 LED動(dòng)態(tài)掃描顯示接口 （234）7.6 單片機(jī)系統(tǒng)中的LCD液晶顯示器 （236）7.6.1 字符型液晶顯示模塊的組成和基本特點(diǎn) （236）7.6.2 LCD1602模塊接口引腳功能 （237）7.6.3 LCD1602模塊的操作命令 （238）7.6.4 LCD1602與89C52單片機(jī)接口與編程 （241）7.6.5 點(diǎn)陣式圖形LCD顯示器的組成和基本特點(diǎn) （242）7.7 日歷時(shí)鐘接口芯片及應(yīng)用 （247）7.7.1 并行接口日歷時(shí)鐘芯片DS12887 （247）7.7.2 串行接口日歷時(shí)鐘芯片DS1302 （250）7.8 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) （253）7.8.1 并行A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809 （253）7.8.2 串行A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543 （256）7.9 I2C總線接口電路E2PROM及應(yīng)用 （258）7.9.1 串行E2PROM電路CAT24WCXX概述 （258）7.9.2 串行E2PROM芯片的操作 （259）7.9.3 串行E2PROM芯片與89C52的接口與編程 （261）7.1 0RS-232C和RS-485/422通信接口 （262）7.1 0.1 RS-232C接口的物理結(jié)構(gòu)、電氣特性、信號(hào)內(nèi)容 （262）7.1 0.2 RS-485/422接口 （268）本章 小結(jié) （269）習(xí)題7 （270）第8章  單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 （272）8.1 設(shè)計(jì)要求 （272）8.2 總體方案 （272）8.3 硬件電路設(shè)計(jì) （273）8.4 軟件設(shè)計(jì) （275）8.4.1 主程序模塊 （275）8.4.2 每到一層的狀態(tài)控制 （277）8.4.3 內(nèi)部按鍵掃描 （277）8.4.4 外部按鍵掃描 （277）8.5 仿真測(cè)試 （278）8.5.1 測(cè)試正常功能 （278）8.5.2 測(cè)試異常功能 （279）本章  小結(jié) （279）第9章  多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTX-51 （280）9.1 RTX-51實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介 （280）9.1.1 單任務(wù)程序與多任務(wù)程序的比較 （280）9.1.2 使用RTX-51TINY的軟硬件要求 （282）9.1.3 使用RTX-51TINY的注意事項(xiàng) （283）9.2 RTX-51TINY的任務(wù)管理 （284）9.2.1 定時(shí)器滴答中斷 （284）9.2.2 任務(wù) （284）9.2.3 任務(wù)狀態(tài) （284）9.2.4 事件 （285）9.2.5 任務(wù)調(diào)度 （285）9.2.6 任務(wù)切換 （285）9.3 如何使用RTX-51TINY （288）9.3.1 編寫(xiě)程序 （288）9.3.2 編譯和連接 （289）9.3.3 調(diào)試 （289）9.3.4 實(shí)例1——os_wait函數(shù)的使用 （290）9.4 RTX-51TINY提供的系統(tǒng)函數(shù) （292）9.5 RTX-51TINY的配置 （298）9.5.1 配置 （298）9.5.2 庫(kù)文件 （299）9.5.3 優(yōu)化 （300）9.6 基于Proteus的RTX-51應(yīng)用實(shí)例——交通信號(hào)燈控制器 （300）9.6.1 交通信號(hào)燈控制器設(shè)計(jì)要求 （300）9.6.2 總體方案 （301）9.6.3 硬件電路 （301）9.6.4 軟件設(shè)計(jì) （303）9.6.5 功能使用說(shuō)明 （304）9.6.6 程序運(yùn)行與測(cè)試 （305）本章  小結(jié) （306）習(xí)題9 （307）第10章  教學(xué)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì) （308）實(shí)驗(yàn)1單片機(jī)I/O口——流水燈 （308）實(shí)驗(yàn)2單片機(jī)I/O口——汽車(chē)燈光控制器 （309）實(shí)驗(yàn)3外部中斷 （311）實(shí)驗(yàn)4定時(shí)器 （312）實(shí)驗(yàn)5計(jì)數(shù)器 （314）實(shí)驗(yàn)6單片機(jī)和PC通信 （315）實(shí)驗(yàn)7外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 （318）實(shí)驗(yàn)8鍵盤(pán)與顯示 （319）實(shí)驗(yàn)9串行日歷時(shí)鐘與字符LCD顯示器 （321）實(shí)驗(yàn)10串行接口A/D轉(zhuǎn)換器 （322）實(shí)驗(yàn)11RTX-51TINY計(jì)算機(jī)自動(dòng)打鈴器 （324）附錄A指令速查表 （327）參考文獻(xiàn) （331）

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：從軟件設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看，如果功耗成為壓倒性的系統(tǒng)約束，那么會(huì)影響軟件開(kāi)發(fā)工具的選擇，有可能要求用匯編語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)軟件，以提高軟件的運(yùn)行效率。3.恰當(dāng)?shù)奶幚砟芰μ幚砥鞅仨毮茉谝?guī)定的時(shí)間內(nèi)完成所有任務(wù)，不同的嵌入式系統(tǒng)對(duì)處理器的性能要求也不盡相同，從能處理單一的數(shù)字信號(hào)、處理數(shù)字／模擬信號(hào)到DSP應(yīng)用等。4.支持合適的嵌入式操作系統(tǒng)微處理器的選擇還依賴(lài)于是否有合適的嵌入式操作系統(tǒng)支持。對(duì)于8位和16位微處理器，可以配置對(duì)資源要求不高的較小內(nèi)核尺寸的嵌入式操作系統(tǒng)；對(duì)于32位微處理器，應(yīng)該支持商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)。在商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)中調(diào)試實(shí)時(shí)軟件時(shí)，一般需要使用與所采用的嵌入式操作系統(tǒng)兼容的開(kāi)發(fā)工具，最好采用嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商提供的集成解決方案。5.與原有產(chǎn)品的兼容隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在同一系列的處理器中，性能較低的處理器會(huì)被性能較高的取代。新推出的處理器將會(huì)繼續(xù)保持與舊代碼、舊系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的兼容性。在選擇處理器時(shí)，主要決定因素不僅是要最高的性?xún)r(jià)比，而且要求可利用已有的軟件、開(kāi)發(fā)工具及在此系列上積累的豐富經(jīng)驗(yàn)。Intel公司的X86系統(tǒng)是最好的例子。今天最高性能的奔騰處理器仍能執(zhí)行在古老的IBM.PC上使用的8086處理器的目標(biāo)代碼。6.編程語(yǔ)言的限制編程語(yǔ)言的選擇是非常重要的，但有時(shí)開(kāi)發(fā)人員卻別無(wú)選擇，有些工業(yè)部門(mén)對(duì)特定編程語(yǔ)言有著強(qiáng)烈的偏好。如果項(xiàng)目要求在原有程序的基礎(chǔ)上進(jìn)行再開(kāi)發(fā)，要么繼續(xù)使用原先的編程語(yǔ)言，要么使用支持與原有編程語(yǔ)言混合編程的編譯器和連接器。7.上市時(shí)間開(kāi)發(fā)工程師一般會(huì)低估上市時(shí)間的重要性，認(rèn)為只要設(shè)計(jì)性能出眾、特性豐富，產(chǎn)品就會(huì)在市場(chǎng)上大獲成功。事實(shí)上，上市時(shí)間是產(chǎn)品成敗非常關(guān)鍵的因素。如果所選擇的處理器致使上市時(shí)間延期，那么就是處理器選擇失敗。對(duì)于嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者，更多更好的嵌入式微處理器／微控制器將不斷出現(xiàn)。綜合考慮系統(tǒng)的性能、功耗、價(jià)格、供貨保證、開(kāi)發(fā)工具的配備以及工程師過(guò)去對(duì)這種處理器的經(jīng)驗(yàn)和軟件的支持等因素，決定用戶(hù)使用哪一種處理器。嵌入式處理器的選擇不是一成不變的，伴隨著技術(shù)的發(fā)展，速度快、價(jià)格低、功能強(qiáng)的嵌入式處理器不斷涌現(xiàn)，給用戶(hù)提供了更多的選擇。夠用、成本和供貨是選擇嵌入式處理器的3個(gè)主要考慮的因素。

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    單片機(jī)原理與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) PDF格式下載

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