嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)：硬件設(shè)計(jì)

第1章 單片機(jī)技術(shù)的預(yù)備知識(shí) 11．1 微型計(jì)算機(jī)及單片微型計(jì)算機(jī)介紹 11．1．1 微型計(jì)算機(jī)簡介 11．1．2 單片微型計(jì)算機(jī)分類及發(fā)展簡史 21．1．3 51系列單片機(jī) 41．1．4 單片機(jī)的應(yīng)用 71．2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的工具及學(xué)習(xí)方法 81．2．1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)主要步驟 81．2．2 積累設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的練習(xí)方法 111．3 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真軟件Proteus簡介 131．3．1 用Proteus做什么 131．3．2 用Proteus設(shè)計(jì)電原理圖 131．3．3 用Proteus進(jìn)行匯編語言程序設(shè)計(jì) 181．3．4 用Proteus交互式仿真調(diào)試 201．4 最簡單的單片機(jī)實(shí)驗(yàn) 221．4．1 80C51單片機(jī)芯片 221．4．2 發(fā)光二極管與石英晶體諧振器 241．4．3 電路原理圖 261．4．4 簡單的程序設(shè)計(jì) 281．4．5 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 31習(xí)題 31第2章 51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 322．1 51系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 322．2 中央處理單元及最小系統(tǒng) 342．2．1 運(yùn)算部件與程序狀態(tài)字 352．2．2 控制部件 362．2．3 時(shí)鐘電路與時(shí)序 372．2．4 復(fù)位電路 382．2．5 最小系統(tǒng) 392．2．6 工作方式與電源控制寄存器 392．3 LED流水燈實(shí)驗(yàn) 402．3．1 基本的流水燈實(shí)驗(yàn) 402．3．2 用數(shù)據(jù)傳送和環(huán)移指令的流水燈實(shí)驗(yàn)程序 452．3．3 循環(huán)結(jié)構(gòu)的流水燈實(shí)驗(yàn)程序及延時(shí)子程序 482．3．4 用查表指令的流水燈實(shí)驗(yàn)程序及多種花樣的流水燈 512．3．5 用流程圖編程 53習(xí)題 57第3章 51系列單片機(jī)的輸入/輸出接口 583．1 輸入/輸出接口功能 583．1．1 通用輸出功能 583．1．2 通用輸入功能 593．1．3 4個(gè)輸入/輸出口 603．2 數(shù)碼管顯示 623．2．1 數(shù)碼管 623．2．2 數(shù)碼管靜態(tài)顯示 633．2．3 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示 653．2．4 數(shù)碼管顯示技巧 703．3 按鍵與鍵盤輸入 733．3．1 按鍵原理 733．3．2 獨(dú)立式鍵盤 743．3．3 矩陣式鍵盤 773．3．4 簡單的監(jiān)控程序?qū)嶒?yàn) 793．3．5 按鍵的應(yīng)用技巧 82習(xí)題 90第4章 51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器 914．1 存儲(chǔ)器 914．1．1 存儲(chǔ)器原理 914．1．2 存儲(chǔ)器分類 934．2 地址空間及51系列單片機(jī)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 954．2．1 51系列單片機(jī)存儲(chǔ)地址空間 954．2．2 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 974．2．3 特殊功能存儲(chǔ)器 994．3 外部并行總線及存儲(chǔ)器擴(kuò)展 1024．3．1 外部并行總線擴(kuò)展 1024．3．2 地址選通方式 1044．3．3 程序存儲(chǔ)器及其擴(kuò)展方法 1074．3．4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及其擴(kuò)展方法 1094．4 串行口擴(kuò)展存儲(chǔ)器 1114．4．1 常用芯片AT24CXX介紹 1114．4．2 AT24C16讀寫實(shí)驗(yàn) 114習(xí)題 116第5章 51系列單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 1175．1 51系列單片機(jī)指令系統(tǒng) 1175．1．1 指令格式 1175．1．2 尋址方式 1195．1．3 指令分類 1225．2 匯編語言及程序設(shè)計(jì) 1245．2．1 程序設(shè)計(jì)語言簡介 1245．2．2 匯編語言源程序的設(shè)計(jì)步驟 1245．2．3 匯編偽指令 1255．3 基本程序設(shè)計(jì)方法 1275．3．1 順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì) 1275．3．2 分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì) 1285．3．3 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì) 1325．4 子程序設(shè)計(jì)方法 1355．4．1 子程序設(shè)計(jì) 1355．4．2 子程序的嵌套調(diào)用 137習(xí)題 139第6章 51系列單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 1406．1 C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 1406．1．1 C51的數(shù)據(jù) 1406．1．2 C51的常用運(yùn)算符 1436．1．3 C51的數(shù)組 1456．1．4 C51的指針 1466．2 C51的程序結(jié)構(gòu)與流程控制 1486．2．1 C51的語句 1486．2．2 選擇結(jié)構(gòu) 1496．2．3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 1506．3 C51的函數(shù)與編譯預(yù)處理 1536．3．1 C51的函數(shù) 1536．3．2 編譯預(yù)處理 1556．4 C51程序設(shè)計(jì)應(yīng)用 1576．4．1 C51程序結(jié)構(gòu) 1576．4．2 流水燈的C51編程 1606．4．3 數(shù)碼顯示的C51編程 1656．4．4 鍵盤的C51語言編程 1666．4．5 C51與匯編語言混合編程 1696．4．6 程序優(yōu)化 170習(xí)題 171第7章 51系列單片機(jī)的布爾處理機(jī) 1727．1 布爾處理機(jī)的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用 1727．1．1 布爾處理機(jī)的結(jié)構(gòu) 1727．1．2 布爾處理機(jī)的指令系統(tǒng) 1737．1．3 布爾處理機(jī)的應(yīng)用 1777．2 C51中的位操作 1797．2．1 位變量的C51定義 1797．2．2 特殊功能寄存器(SFR)的C51定義 1807．2．3 位操作運(yùn)算符 1827．3 汽車轉(zhuǎn)彎信號(hào)燈控制系統(tǒng)——匯編語言程序設(shè)計(jì)實(shí)例 1847．3．1 系統(tǒng)功能要求分析 1847．3．2 硬件設(shè)計(jì)說明 1857．3．3 軟件流程設(shè)計(jì)說明 1867．3．4 代碼分析 188習(xí)題 191第8章 51系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 1928．1 中斷概念 1928．1．1 從面向CPU的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)中斷概念 1928．1．2 從面向任務(wù)的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)中斷概念 1938．2 中斷系統(tǒng)硬件與中斷響應(yīng)過程 1948．2．1 中斷系統(tǒng)的任務(wù) 1948．2．2 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1958．2．3 中斷源與中斷申請標(biāo)志 1968．2．4 中斷控制寄存器 1978．2．5 中斷響應(yīng)的過程 1998．3 中斷服務(wù)程序與現(xiàn)場保護(hù)方法 2018．3．1 一個(gè)演示中斷服務(wù)及中斷嵌套的實(shí)驗(yàn) 2018．3．2 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)流程 2058．3．3 現(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù) 2058．3．4 中斷返回 2098．3．5 中斷服務(wù)程序的實(shí)時(shí)性 2118．4 中斷程序應(yīng)用舉例 2118．4．1 中斷源擴(kuò)展實(shí)驗(yàn) 2118．4．2 中斷式按鍵程序設(shè)計(jì) 213習(xí)題 215第9章 51系列單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器 2179．1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)和工作原理 2179．1．1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu) 2179．1．2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作原理 2189．1．3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器相關(guān)的特殊功能寄存器 2199．2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式 2209．2．1 工作方式0 2209．2．2 工作方式1 2209．2．3 工作方式2 2209．2．4 工作方式3 2219．3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用方法 2229．3．1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的基本應(yīng)用方法 2229．3．2 工作方式0的應(yīng)用方法 2229．3．3 工作方式1的應(yīng)用方法 2239．3．4 工作方式2的應(yīng)用方法 2249．3．5 工作方式3的應(yīng)用方法 2279．3．6 定時(shí)器溢出同步問題 2279．3．7 運(yùn)行中讀定時(shí)/計(jì)數(shù)器 2289．3．8 定時(shí)器門控位GATE的應(yīng)用 2299．4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用 2299．4．1 簡易音樂盒 2299．4．2 時(shí)序邏輯控制器 234習(xí)題 239第10章 51系列單片機(jī)的串行通信接口 24010．1 串行通信概念 24010．1．1 串行通信基礎(chǔ) 24010．1．2 網(wǎng)絡(luò)多機(jī)系統(tǒng)與通信控制 24210．2 51單片機(jī)串行口結(jié)構(gòu)及控制寄存器 24310．2．1 串行口結(jié)構(gòu)及運(yùn)行過程 24310．2．2 用于串行口控制的寄存器 24510．3 串行口的工作方式 24610．3．1 同步工作方式0 24610．3．2 異步工作方式1 24710．3．3 異步工作方式2和方式3 24810．4 串行通信應(yīng)用技術(shù) 24910．4．1 串行通信基本操作 24910．4．2 串行口采用奇偶校驗(yàn)發(fā)送/接收數(shù)據(jù) 25010．4．3 單片機(jī)與單片機(jī)的串口方式1通信 25110．4．4 單片機(jī)與單片機(jī)的串口工作方式2通信(查詢) 25410．4．5 單片機(jī)與單片機(jī)的串口工作方式3通信(中斷) 25710．4．6 多機(jī)通信 26010．4．7 單片機(jī)與PC之間的通信 266習(xí)題 268第11章 單片機(jī)擴(kuò)展技術(shù) 26911．1 A/D轉(zhuǎn)換 26911．1．1 A/D轉(zhuǎn)換器 26911．1．2 ADC0809與單片機(jī)接口 27111．2 D/A轉(zhuǎn)換 27311．2．1 D/A轉(zhuǎn)換主要指標(biāo) 27311．2．2 典型D/A轉(zhuǎn)換器芯片DAC0832 27411．2．3 單緩沖方式的接口與應(yīng)用 27511．2．4 雙緩沖方式的接口與應(yīng)用 27711．3 外部串行總線擴(kuò)展 27911．3．1 串行總線簡介 27911．3．2 I2C總線協(xié)議 280習(xí)題 283附錄一 數(shù)制與碼制 285F1．1 計(jì)數(shù)進(jìn)位制及相互間轉(zhuǎn)換 285F1．1．1 計(jì)數(shù)進(jìn)位制 285F1．1．2 不同進(jìn)位制之間的轉(zhuǎn)換 286F1．2 二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則 288F1．3 帶符號(hào)數(shù)的表示方法：原碼、反碼、補(bǔ)碼 290F1．4 定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù) 292F1．5 BCD碼與ASCII碼 293附錄二 Proteus快速入門 297F2．1 Proteus ISIS編輯環(huán)境及其設(shè)置 297F2．1．1 選擇模板和圖紙 297F2．1．2 設(shè)置文本格式 297F2．1．3 設(shè)置格點(diǎn) 298F2．2 Proteus ISIS庫元件的認(rèn)識(shí) 302F2．2．1 庫元件的分類 302F2．2．2 各子類介紹 303F2．3 Proteus 虛擬儀器及其使用 308F2．3．1 激勵(lì)源 308F2．3．2 虛擬儀器 309F2．4 Proteus 仿真方法 311F2．5 Proteus ARES印制板設(shè)計(jì)工具 312附錄三 Keil C51快速入門 314F3．1 Keil C51 編輯環(huán)境及其設(shè)置 314F3．1．1 建立工程文件 314F3．1．2 源程序文件的建立 315F3．1．3 選項(xiàng)設(shè)置 316F3．1．4 添加文件到當(dāng)前項(xiàng)目組中 316F3．1．5 編寫源程序 317F3．2 Keil C51庫函數(shù) 318F3．3 Keil C51 編譯出錯(cuò)信息列表 325F3．4 Keil C51 程序調(diào)試方法 330附錄四 51系列單片機(jī)匯編指令 332附錄五 51系列單片機(jī)常用匯編程序 337參考文獻(xiàn) 356