单片机嵌入式系统原理及应用PDF电子书下载

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第1章 单片机嵌入式系统简介 1

1.1 单片机嵌入式系统定义 1

1.1.1 通用计算机系统和嵌入式系统 1

1.1.2 嵌入式系统定义 2

1.1.3 嵌入式系统分类 2

1.2 嵌入式系统中的处理器 3

1.2.1 嵌入式微处理器 3

1.2.2 嵌入式单片机 4

1.2.3 数字信号处理器 4

1.2.4 专用系统处理器 4

1.2.5 多处理器系统 5

1.3 单片机的类型 5

1.3.1 8位、16位、32位单片机 5

1.3.2 CISC和RISC结构单片机 7

1.3.3 单核、双核、3核单片机 7

1.3.4 JTAG接口在线调试单片机 8

1.3.5 总线型单片机和非总线型单片机 9

1.3.6 专用型单片机 9

1.4 Atmel公司生产的单片机 10

1.4.1 以8051为内核的8位单片机 10

1.4.2 精简指令集AVR单片机 12

1.4.3 基于ARM的32位单片机 13

1.5 嵌入式系统中的操作系统 13

1.5.1 嵌入式操作系统 13

1.5.2 实时操作系统 14

1.5.3 分时操作系统 15

1.5.4 嵌入式实时操作系统需要满足的条件 15

1.5.5 嵌入式操作系统的现状 16

1.6 嵌入式系统和单片机发展趋势 16

本章小结 17

习题与思考题 18

第2章 8051单片机的结构体系 19

2.1 8051单片机的主要特性 19

2.2 8051单片机的内部结构 19

2.3 8051单片机的引脚 21

2.4 8051单片机的微处理器 23

2.4.1 运算器 23

2.4.2 控制器 24

2.5 8051单片机的存储器结构 25

2.5.1 程序存储器 26

2.5.2 8051的内部数据存储器 27

2.5.3 特殊功能寄存器（SFR） 27

2.5.4 位地址空间 30

2.5.5 外部数据存储器 31

2.6 8051单片机的并行I/O口 31

2.6.1 8051的I/O结构 32

2.6.2 读-修改-写特性 33

2.6.3 并行I/O口的应用要点 34

2.7 8051的时钟电路与时序 34

2.7.1 时钟电路 35

2.7.2 8051单片机的时序 35

2.8 8051的复位和复位电路 37

2.8.1 复位和复位电路 37

2.8.2 复位时序 38

2.9 8051单片机的低功耗模式 40

2.9.1 空闲工作方式 41

2.9.2 掉电工作方式 41

2.10 AT89S52的片内Flash串行编程操作 42

2.10.1 标志字节 42

2.10.2 程序存储器的加密 42

2.10.3 Flash存储器的串行编程 43

2.11 AT89S52单片机最小系统设计 45

本章小结 46

习题与思考题 46

第3章 8051指令系统 48

3.1 汇编语言指令格式 48

3.1.1 汇编语言执行指令格式 48

3.1.2 汇编语言伪指令 49

3.2 寻址方式 51

3.2.1 寄存器寻址 51

3.2.2 直接寻址 51

3.2.3 立即寻址 51

3.2.4 寄存器间接寻址 52

3.2.5 基址加变址寄存器间接寻址 52

3.2.6 位寻址方式 52

3.2.7 相对寻址方式 53

3.3 8051单片机指令分类 53

3.4 数据传输指令 54

3.4.1 一般传输指令 54

3.4.2 累加器传输指令 55

3.5 算术运算指令 56

3.5.1 加法指令 56

3.5.2 减法指令 57

3.5.3 乘法指令和除法指令 58

3.6 逻辑运算指令 59

3.6.1 单操作数指令 59

3.6.2 双操作数指令 60

3.6.3 逻辑异或指令 60

3.7 转移控制指令 61

3.7.1 调用和返回指令 61

3.7.2 无条件转移指令 61

3.7.3 条件转移指令 62

3.7.4 比较转移指令 62

3.7.5 循环转移指令 63

3.8 空操作指令 63

3.9 位处理指令 63

本章小结 64

习题与思考题 65

第4章 8051单片机程序设计基础 66

4.1 汇编语言程序结构 67

4.1.1 简单程序结构 67

4.1.2 分支结构 68

4.1.3 循环结构 68

4.1.4 子程序及其参数传递方法 72

4.1.5 中断服务程序 75

4.2 8051单片机典型汇编程序设计 75

4.2.1 无符号的多字节 加法 75

4.2.2 双字节 二进制无符号数乘法 76

4.2.3 码制转换程序 77

4.2.4 查表程序 78

4.3 C51基础 82

4.3.1 C51编程概述 82

4.3.2 Keil C51标志符与关键字 83

4.3.3 C51数据与数据类型 83

4.3.4 C51变量及其存储方式 84

4.3.5 C51数据的存储类型和存储模式 86

4.3.6 C51对8051特殊功能寄存器的定义 88

4.3.7 C51对8051并行接口的定义 90

4.3.8 中断服务函数与寄存器组的定义 91

4.3.9 函数的参数和局部变量的存储器模式 92

4.4 C51和汇编语言的混合编程 92

4.4.1 函数名的转换 93

4.4.2 参数传递和函数返回规则 93

本章小结 99

习题与思考题 99

第5章 8051单片机嵌入式系统开发和仿真 100

5.1 8051单片机软件开发集成环境——Keil μ Vision4 100

5.2 Keil项目开发流程 101

5.3 AT89 S5 X单片机程序的下载 104

5.3.1 并口ISP下载电缆 104

5.3.2 USB-ISP下载电缆 105

5.3.3 利用USB-ISP下载电缆下载程序到AT89S52 105

5.4 8051单片机Proteus仿真基础 107

5.4.1 Proteus仿真平台 107

5.4.2 Proteus的基本操作 108

5.4.3 Proteus和第三方软件接口 115

5.4.4 Keil和Proteus的联合仿真 115

本章小结 119

习题与思考题 119

第6章 8051单片机的中断系统 120

6.1 微型计算机中断技术概述 120

6.1.1 中断的概念 120

6.1.2 中断处理过程 120

6.2 8051单片机的中断控制 121

6.2.1 中断源与中断标志位 121

6.2.2 与中断有关的特殊功能寄存器 122

6.2.3 中断响应过程 125

本章小结 131

习题与思考题 132

第7章 8051单片机的定时器/计数器 133

7.1 定时器/计数器的结构 133

7.2 8051的定时器/计数器T0和T1的控制 133

7.2.1 定时器/计数器T0和T1的专用寄存器 134

7.2.2 定时器/计数器T0和T1的工作模式 135

7.2.3 T0和T1的应用实例 138

7.3 AT89S52的定时器/计数器T2 141

7.3.1 定时器2的自动重装模式 142

7.3.2 定时器2的捕获模式 143

7.3.3 定时器2的波特率发生器 144

7.3.4 定时器2的可编程时钟输出模式 144

7.4 定时监视器 145

7.4.1 AT89S52的定时监视器 145

7.4.2 辅助功能寄存器AUXR 146

本章小结 146

习题与思考题 147

第8章 8051单片机的串行接口及串行总线 148

8.1 8051单片机的串行接口 148

8.1.1 串行接口的4种工作模式 148

8.1.2 串行接口控制寄存器 150

8.1.3 波特率的产生 152

8.1.4 多机通信 153

8.2 8051和RS- 232-C标准总线的通信接口 155

8.2.1 RS-232-C接口引脚描述 155

8.2.2 RS-232-C接口的具体规定 156

8.2.3 8051和RS-232-C的接口 157

8.3 SPI总线及8051单片机的模拟 157

8.3.1 SPI总线规范 158

8.3.2 SPI总线的8051单片机模拟 159

8.4 I2C串行总线接口及其8051单片机模拟 160

8.4.1 I2 C串行总线结构和基本特性 160

8.4.2 I2C串行总线时序和数据传输 162

8.4.3 I2C总线寻址与通信过程 165

8.4.4 I2C接口模拟 166

8.5 单总线1-Wire及其8051的模拟 169

8.5.1 概述 169

8.5.2 单总线1-Wire的硬件结构 169

8.5.3 单总线1-Wire的供电方式 170

8.5.4 单总线1-Wire的通信流程 170

8.5.5 单总线1-Wire的时序图 171

8.5.6 单总线1-Wire的8051模拟 172

本章小结 174

习题与思考题 175

第9章 8051单片机系统扩展与接口技术 177

9.1 8051程序存储器的扩展 177

9.1.1 8051外部程序存储器的操作时序 178

9.1.2 并行E2 PROM及其扩展 179

9.1.3 并行Flash存储器FM 16 W08及其扩展 181

9.2 8051数据存储器扩展 184

9.2.1 并行接口外部数据存储器的操作时序 184

9.2.2 8051单片机扩展并行接口外部数据存储器SRAM 185

9.2.3 8051扩展SPI接口外部Flash数据存储器FM25040B 186

9.3 8051的I/O接口扩展 190

9.3.1 I/O接口的功能 190

9.3.2 端口的编址 190

9.3.3 I/O数据的几种传送方式 191

9.3.4 可编程并行I/O芯片8255A 191

9.3.5 可编程并行I/O芯片8155 200

9.3.6 用串行口扩展并行I/O口 207

9.4 键盘与显示器接口 208

9.4.1 键盘接口 208

9.4.2 7段式LED显示器接口 210

9.4.3 LED点阵接口 212

9.4.4 字符式LCD接口 215

9.5 8051单片机和ADC及DAC的接口 220

9.5.1 8051与DAC0832的接口 220

9.5.2 8051与DAC 1208的接口 225

9.5.3 8051和ADC器件的接口 227

9.5.4 应用SPI串行总线扩展12位A- D转换器TLC2543 231

9.6 单总线接口及其应用 237

9.6.1 单总线简介 237

9.6.2 数字温度传感器DS18 B20 238

9.6.3 利用DS18B20为8051扩展数字温度传感器 243

本章小结 244

习题与思考题 244

第10章 实时操作系统RTX51 246

10.1 实时操作系统 246

10.1.1 多任务系统 246

10.1.2 多任务系统中任务的定义和状态 246

10.1.3 多任务系统中的任务特性 247

10.1.4 实时操作系统特性 247

10.2 RTX51实时操作系统 247

10.2.1 RTX51实时操作系统的特点 248

10.2.2 RTX51的系统配置 250

10.2.3 RTX 51的典型功能函数 251

10.2.4 RTX51的任务调度方法 253

10.2.5 任务管理 255

10.3 RTX51精简版例程 256

10.4 RTX51全功能版例程 256

本章小结 257

习题与思考题 257

第11章 单片机应用系统开发及实例 259

11.1 单片机应用系统的开发过程 259

11.1.1 开发者必须具备的知识和能力 259

11.1.2 单片机应用系统的开发步骤 260

11.2 电喷汽车喷油器清洗机控制系统 262

11.2.1 系统功能描述及工作原理 262

11.2.2 系统方案及电路设计 263

11.2.3 程序设计 265

11.3 基于实时操作系统RTX51的万年历设计 271

11.3.1 电路原理图 271

11.3.2 实时时钟DS1302 273

11.3.3 主要程序代码 275

本章小结 279

习题与思考题 279

第12章 ARM 32位单片机的结构、编程及开发工具 280

12.1 ARM内核体系结构 280

12.1.1 ARM体系结构版本 281

12.1.2 ARM内核 282

12.2 ARM编程模型 283

12.2.1 处理器状态 283

12.2.2 处理器模式 284

12.2.3 寄存器集 285

12.2.4 体系结构直接支持的数据类型 288

12.2.5 存储器及存储器映射I/O 289

12.2.6 异常 294

12.3 ARM汇编指令 297

12.3.1 ARM处理器寻址方式 297

12.3.2 指令集 297

12.3.3 伪指令 301

12.4 ARM汇编程序设计 305

12.4.1 ARM汇编语句格式 305

12.4.2 ARM汇编语言符号 306

12.4.3 ARM汇编语言表达式 307

12.4.4 ARM汇编程序结构 310

12.5 ARM程序开发工具ADS 311

本章小结 318

习题与思考题 319

附录 320

附录A MCS-51指令表 320

附录B ASCII（美国标准信息交换码）表 324

参考文献 326

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