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第1章 绪论1

1.1 单片机与嵌入式系统发展概况1

1.1.1 单片机的发展历史1

1.1.2 嵌入式系统的产生和发展1

1.1.3 嵌入式系统的特点2

1.1.4 典型的嵌入式单片机产品4

1.2 单片机的嵌入式应用领域和应用方式7

1.3 习题8

第2章 单片机的基本结构与工作原理9

2.1 MCS-51系列单片机总体结构9

2.1.1 MCS-51单片机的引脚描述9

2.1.2 MCS-51单片机的硬件资源11

2.1.3 MCS-51单片机的片外总线结构12

2.2 MCS-51单片机的时钟电路及CPU的工作时序13

2.2.1 时钟电路13

2.2.2 CPU的工作时序14

2.3 MCS-51单片机存储器分类及配置16

2.3.1 程序存储器17

2.3.2 数据存储器17

2.4 CHMOS型单片机的低功耗工作方式21

2.4.1 空闲方式22

2.4.2 掉电方式22

2.4.3 节电方式的应用22

2.5 习题24

第3章 单片机的指令系统25

3.1 指令格式25

3.1.1 汇编指令25

3.1.2 常用的缩写符号27

3.1.3 伪指令28

3.2 寻址方式30

3.2.1 寄存器寻址30

3.2.2 立即寻址31

3.2.3 直接寻址31

3.2.4 寄存器间接寻址31

3.2.5 基寄存器加变址寄存器间接寻址32

3.2.6 相对寻址32

3.2.7 位寻址33

3.3 指令的类型、字节和周期34

3.3.1 指令系统的结构及分类34

3.3.2 指令的字节和周期34

3.4 数据传送指令35

3.4.1 一般传送指令35

3.4.2 累加器专用数据交换指令40

3.5 算术运算指令41

3.5.1 加减指令41

3.5.2 乘法和除法指令45

3.6 逻辑运算指令46

3.6.1 累加器A的逻辑运算指令46

3.6.2 两个操作数的逻辑运算指令47

3.6.3 单位变量逻辑运算指令48

3.6.4 双位变量逻辑运算指令48

3.7 控制转移指令49

3.7.1 无条件转移指令49

3.7.2 条件转移指令50

3.7.3 子程序调用和返回指令52

3.8 习题54

第4章 单片机的其他片内功能部件56

4.1 并行I/O口56

4.1.1 P1口56

4.1.2 P2口57

4.1.3 P0口59

4.1.4 P3口60

4.2 定时器／计数器61

4.2.1 定时器的一般结构和工作原理61

4.2.2 定时器／计数器T0和T162

4.2.3 定时器／计数器的初始化66

4.2.4 8052等单片机的定时器／计数器T267

4.3 串行通信接口70

4.3.1 串行通信及基础知识70

4.3.2 串行接口的组成和特性71

4.3.3 串行接口的工作方式72

4.3.4 波特率设计75

4.3.5 单片机双机通信和多机通信78

4.4 中断系统81

4.4.1 中断系统概述81

4.4.2 中断处理过程86

4.4.3 中断系统的应用88

4.5 习题94

第5章 汇编语言程序设计95

5.1 汇编语言概述95

5.1.1 汇编语言的优点95

5.1.2 汇编语言程序设计的步骤95

5.1.3 评价程序质量的标准95

5.2 简单程序设计96

5.3 分支程序99

5.3.1 简单分支程序99

5.3.2 多重分支程序100

5.3.3 N路分支程序102

5.4 循环程序105

5.4.1 循环程序的导出105

5.4.2 多重循环108

5.5 查表程序112

5.6 子程序的设计及调用116

5.6.1 子程序的概念116

5.6.2 调用子程序的要点116

5.6.3 子程序的调用及嵌套120

5.7 习题123

第6章 单片机系统的并行扩展125

6.1 MCS-51系统的并行扩展原理125

6.1.1 MCS-51并行扩展总线125

6.1.2 地址译码方法127

6.2 程序存储器扩展130

6.2.1 常用EPROM存储器电路130

6.2.2 程序存储器扩展方法131

6.3 数据存储器扩展132

6.3.1 常用的数据存储器132

6.3.2 数据存储器扩展方法133

6.4 并行接口的扩展134

6.4.1 用74系列器件扩展并行I/O口135

6.4.2 可编程并行I/O扩展接口8255A136

6.4.3 带RAM和计数器的可编程并行I/O扩展接口8155143

6.5 D-A接口的扩展147

6.5.1 梯形电阻式D-A转换原理147

6.5.2 DAC0832148

6.6 A-D接口的扩展151

6.6.1 MC14433151

6.6.2 ADC0809154

6.7 习题158

第7章 单片机系统的串行扩展160

7.1 MCS-51系统的串行扩展原理160

7.1.1 SPI三线总线160

7.1.2 I2C公用双总线161

7.2 单片机的外部串行扩展161

7.2.1 串行扩展E2PROM161

7.2.2 串行扩展I/O接口164

7.2.3 串行扩展A-D转换器165

7.3 习题170

第8章 单片机的人机接口172

8.1 键盘接口172

8.1.1 键盘的工作原理和扫描方式172

8.1.2 键盘的接口电路173

8.1.3 键盘输入程序设计方法175

8.2 LED显示器接口176

8.2.1 LED显示器的工作原理176

8.2.2 LED显示器的工作方式和显示程序设计178

8.3 LCD显示器接口179

8.3.1 LCD显示器的工作原理179

8.3.2 LCD显示器的接口电路和显示程序设计180

8.4 8279专用键盘显示器185

8.4.1 8279的内部原理185

8.4.2 8279的引脚分析186

8.4.3 8279的键盘显示器电路187

8.4.4 8279的设置188

8.4.5 8279的应用程序介绍190

8.5 习题191

第9章 MCS-51单片机系统的开发与应用193

9.1 单片机应用系统的研制过程193

9.1.1 总体设计194

9.1.2 硬件设计194

9.1.3 可靠性设计196

9.1.4 软件设计196

9.1.5 系统调试198

9.2 磁电机性能智能测试台的研制200

9.2.1 系统概述200

9.2.2 测试系统硬件设计200

9.2.3 测控算法202

9.2.4 程序设计205

9.2.5 实验结果206

9.3 水产养殖水体多参数测控仪207

9.3.1 系统概述207

9.3.2 水体多参数测控仪的基本组成及工作原理207

9.3.3 硬件设计208

9.3.4 软件设计213

9.3.5 可靠性措施214

9.3.6 运行效果214

9.4 课程设计：单片机温度控制实验装置的研制215

9.4.1 系统的组成及控制原理215

9.4.2 控制系统软件编制216

9.4.3 课程设计的安排216

9.4.4 教学效果217

9.5 单片机的C语言程序开发217

9.5.1 Keil IDEμVision2集成开发环境218

9.5.2 WAVE6000 IDE集成开发环境229

9.5.3 常用的C语言程序模块和主程序结构236

9.6 Proteus ISIS软件简介244

9.6.1 Proteus ISIS软件的工作界面244

9.6.2 Proteus ISIS环境下的电路图设计248

9.6.3 Proteus下单片机仿真253

9.7 习题261

第10章 嵌入式系统及ARM处理器262

10.1 嵌入式系统的概念262

10.2 嵌入式系统的组成263

10.2.1 嵌入式处理器263

10.2.2 外围设备263

10.2.3 嵌入式操作系统264

10.2.4 应用软件264

10.3 嵌入式系统的分类265

10.4 嵌入式处理器的分类267

10.4.1 嵌入式微处理器267

10.4.2 嵌入式微控制器268

10.4.3 嵌入式DSP处理器268

10.4.4 嵌入式片上系统268

10.5 嵌入式处理器的技术指标269

10.6 如何选择嵌入式处理器271

10.6.1 选择处理器的总原则271

10.6.2 选择嵌入式处理器的具体方法272

10.7 ARM处理器基础273

10.7.1 ARM处理器系列274

10.7.2 ARM处理器体系结构277

10.7.3 ARM处理器应用选型283

10.8 ARM处理器的工作状态和工作模式283

10.8.1 ARM处理器的工作状态283

10.8.2 ARM处理器的工作模式284

10.9 ARM处理器的寄存器组织285

10.9.1 ARM状态下的寄存器组织285

10.9.2 Thumb状态下的寄存器组织287

10.9.3 程序状态寄存器288

10.10 ARM处理器的存储器组织290

10.11 ARM体系结构所支持的异常291

10.12 习题295

第11章 嵌入式操作系统及软件开发296

11.1 嵌入式操作系统的概述296

11.1.1 嵌入式操作系统的特点296

11.1.2 嵌入式操作系统的分类298

11.1.3 使用嵌入式操作系统的必要性300

11.1.4 常见的嵌入式操作系统301

11.2 嵌入式操作系统内核基础305

11.2.1 多进程和多线程306

11.2.2 任务306

11.2.3 任务切换306

11.2.4 内核307

11.2.5 任务调度308

11.2.6 任务间的通信与同步309

11.3 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ简介311

11.3.1 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ概述311

11.3.2 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的软件体系结构312

11.4 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ在ARM上的移植313

11.4.1 移植条件313

11.4.2 移植步骤314

11.4.3 测试移植代码318

11.5 嵌入式系统软件开发318

11.5.1 嵌入式软件结构和组成319

11.5.2 嵌入式操作系统运行的必要条件321

11.5.3 嵌入式系统软件运行流程322

11.5.4 无操作系统的嵌入式系统软件设计322

11.5.5 有操作系统的嵌入式系统软件设计326

11.6 习题327

第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用328

12.1 Cortex-M3简介328

12.2 STM32的发展329

12.3 STM32F103xx系列微控制器简介332

12.3.1 STM32F103xx系列微控制器的主要特性332

12.3.2 STM32 F103xx系列微控制器的内部结构333

12.4 STM32的A-D转换器及应用334

12.4.1 ADC硬件结构及功能334

12.4.2 ADC工作模式336

12.4.3 ADC数据对齐和中断339

12.4.4 ADC控制寄存器340

12.5 ADC程序设计344

12.6 习题347

附录348

附录A 单片机应用资料的网上查询348

附录B MCS-51单片机的指令表348

参考文献353