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第1章　嵌入式系统概述1

1.1　嵌入式系统简介1

1.2　单片机简介1

1.2.1　单片机发展历史1

1.2.2　单片机在嵌入式系统中的地位2

1.2.3　单片机的组成3

1.2.4　单片机的产品类型介绍4

1.2.5　单片机的发展与应用4

1.3　单片机系统开发流程5

第2章 AT89S51单片机的硬件结构7

2.1　单片机的内部结构7

2.2　单片机的引脚功能9

2.2.1　引脚功能介绍10

2.2.2　引脚第二功能说明11

2.3　单片机的中央处理器11

2.3.1　运算器11

2.3.2　控制器12

2.4　单片机的存储器结构13

2.4.1　程序存储器ROM14

2.4.2　数据存储器RAM14

2.5　单片机的I/O口18

2.5.1 I/O口的内部结构18

2.6　单片机的时序与复位20

2.6.1　时钟电路与时序20

2.5.2 I/O口的读／写操作20

2.6.2　复位电路与复位22

2.7　单片机的工作方式及工作原理23

2.7.1　单片机的工作方式23

2.7.2　单片机的工作原理24

第3章　指令系统及汇编程序设计28

3.1　单片机指令系统概述28

3.2　单片机寻址方式29

3.2.1　立即寻址30

3.2.2　直接寻址30

3.2.3　寄存器寻址30

3.2.5　相对寻址31

3.2.4　寄存器间接寻址31

3.2.6　变址寻址32

3.2.7　位寻址32

3.3　指令系统分类33

3.3.1　数据传送类指令34

3.3.2　算术运算类指令37

3.3.3　逻辑运算类指令42

3.3.4　控制转移类指令44

3.3.5　位操作类指令47

3.4　汇编语言的伪指令48

3.4.1 ORG设置起始地址命令48

3.4.5 DB定义字节命令49

3.4.4 BIT位定义命令49

3.4.3 EQU赋值命令49

3.4.2 END汇编终止命令49

3.4.6 DW定义数据字命令50

3.4.7 DS定义存储器命令50

3.5　汇编语言程序设计及实用程序举例50

3.5.1　顺序结构程序设计51

3.5.2　分支结构程序设计52

3.5.3　循环结构程序设计52

3.5.4　子程序结构程序设计53

3.5.5　实用程序举例54

3.6　各类指令的中英文对照56

4.1.1 AT89S51单片机的中断系统61

4.1　单片机系统的中断系统61

第4章　单片机内部资源及应用61

4.1.2　中断控制62

4.1.3　中断处理65

4.1.4　中断的应用68

4.2　单片机系统的定时器／计数器69

4.2.1　定时器／计数器的结构70

4.2.2　定时器／计数器的控制寄存器70

4.2.3 定时器／计数器的四种工作方式71

4.2.4　定时器／计数器的应用77

4.3　单片机系统的串行通信80

4.3.1 串行通信的基础知识80

4.3.2　串行通信的控制寄存器82

4.3.3　串行通信的工作方式84

4.3.4　串行通信的应用85

第5章 CPLD/FPGA的组成结构与应用92

5.1 Altera器件简介与选型92

5.1.1 CPLD系列器件简介92

5.1.2 FPGA系列器件简介93

5.1.3 FPGA器件的配置94

5.2 CPLD/FPGA的组成结构及区别95

5.2.1 CPLD的内部结构96

5.2.2 FPGA的内部结构99

5.2.3　CPLD/FPGA器件的区别100

5.3.1 VHDL的描述风格102

5.3　系统模型与基本电路的VHDL语言描述102

5.3.2　用Quartus Ⅱ进行CPLD/FPGA开发的简单流程105

5.3.3　组合逻辑电路的VHDL程序106

5.3.4　时序逻辑电路的VHDL程序111

5.3.5　分频器的设计117

5.3.6　存储器电路的设计124

5.3.7　有限状态机130

第6章　AT89S51单片机系统资源扩展135

6.1　单片机的总线与编址135

6.1.1　地址总线135

6.2　存储器的扩展136

6.2.1　线选法136

6.1.3　控制总线136

6.1.2　数据总线136

6.2.2　译码法137

6.2.3　存储器扩展的一般方法138

6.3　程序存储器的扩展139

6.3.1 2764的引脚139

6.3.2 2764的连接使用139

6.4　数据存储器的扩展140

6.5　单片机系统I/O接口的扩展………………………………………………？142

6.5.1　简单I/O接口的扩展………………………………………………………？6.5.2　可编程I/O接口的扩展142

7.1.1　单片机最小系统的概念148

7.1　单片机最小系统的构建148

第7章　单片机硬件软件综合系统开发148

7.1.2　开始构建最小系统149

7.2　单片机软件系统开发151

7.2.1　认识开发工具——Keil C51151

7.2.2 KeilμVision2集成开发环境的快速入门159

7.2.3　认识单片机的C语言167

7.2.4　单片机C语言控制程序开发170

第8章 基于Quartus Ⅱ的CPLD/FPGA数字系统设计174

8.1 Quartus Ⅱ软件支持的几种开发流程174

8.1.1　图形用户界面设计流程175

8.1.2 EDA工具设计流程176

8.1.3　命令行设计流程176

8.2.1 Quartus Ⅱ开发FPGA/CPLD的原理177

8.2 Quartus Ⅱ开发FPGA/CPLD的设计过程177

8.2.2 Quartus Ⅱ的图形用户界面178

8.2.3 Quartus Ⅱ开发FPGA/CPLD的流程概述179

8.3 Quartus Ⅱ开发FPGA/CPLD的设计实例181

8.3.1　创建工程182

8.3.2　源文件输入183

8.3.3　设计编译196

8.3.4　分配引脚与芯片200

8.3.5　仿真时序分析202

8.3.6　下载配置210

8.3.7　工程参数设置（可选项目）213

8.4.1　乘法器的设计214

8.4　基于Quartus Ⅱ参数化宏单元的数字电路设计214

8.4.2　锁相环电路的设计219

8.5　基于Quartus Ⅱ的接口驱动电路的设计224

8.5.1　串行连接的七段数码管驱动程序224

8.5.2　键盘扫描电路驱动程序226

8.5.3　键盘防抖程序229

8.6 Altera系统级SOPC的开发231

8.6.1 SOPC技术简介231

8.6.2 SOPC Builder简介232

8.6.3 Nios Ⅱ嵌入式微处理器简介233

8.6.4　基于SOPC开发的实例234

第9章　SeaMCU综合实验系统开发248

9.1　初识SeaMCU综合实验系统248

9.2.1 电源模块249

9.2　核心模块介绍249

9.2.2　单片机主控部分250

9.2.3 CPLD扩展部分252

9.3　功能扩展模块253

9.3.1 I2C总线扩展模块253

9.3.2　步进电机模块256

9.4　人机交互接口260

9.4.1　矩阵式键盘接口260

9.4.2　字符型LCD显示器262

9.5　模拟通道接口273

9.5.1 A/D数据采集模块273

9.5.2 D/A转换模块276

9.5.3　数字温度采集模块279

第10章　电子时钟系统设计284

10.1　系统设计目标284

10.2　硬件系统设计284

10.3　软件系统设计284

第11章　计算器系统设计292

11.1　设计目标及硬件原理图设计292

11.2　软件系统设计293

第12章　单片机与FPGA之间的通信299

12.1　单片机控制FPGA启动相应的功能模块299

12.2　单片机向FPGA发送命令字或数据300

12.3 FPGA向单片机传输命令字或数据303

12.3.1　单片机通过SPI口从FPGA中取数据303

12.3.2 FPGA向单片机发送数据305

12.4.1　使用双端口RAM306

12.4.2 使用FPGA内部的RAM单元306

12.4　单片机与FPGA之间互传大量数据306

12.5　单片机和CPLD/FPGA接口逻辑的设计307

12.6 单片机和CPLD实现RS-232发送模块的设计310

第13章　能力拓展317

13.1　硬件系统设计经验谈317

13.1.1　电源、地线的处理317

13.1.2　数字电路与模拟电路的共地处理318

13.1.3　电磁兼容性设计319

13.1.4　去耦电容的配置319

13.1.6　热设计320

13.1.5　印制电路板的尺寸与器件的布置320

13.2　软件系统设计经验谈321

13.2.1　信号和变量321

13.2.2 buffer类型和内部虚拟信号322

13.2.3　不同进程间如何进行通信325

13.2.4　组合逻辑与时序逻辑的综合326

附录A MCS-51单片机指令速查表329

附录B ASCII码字符表333

附录C SeaMCU5.0单片机综合仿真实验系统334

附录D SeaMCU5.0单片机开发系统原理图337

参考文献341

IDETCO大学计划简介342