最小微控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
定 價(jià):36.5 元
- 作者:李玉柏主編
- 出版時(shí)間:2018/3/1
- ISBN:9787040493405
- 出 版 社:高等教育出版社
- 中圖法分類:TP332.3
- 頁碼:291
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
本書屬于全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽系列教材,專門針對(duì)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最小微控制器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用而編寫。本書第一章和第二章對(duì)微控制處理器最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了介紹,重點(diǎn)介紹了微控制處理器的內(nèi)涵發(fā)展、常用的微控制處理器系列以及最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ),尤其是便攜式電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中低功耗設(shè)計(jì)與處理。隨后本書的內(nèi)容分成三個(gè)部分,以最具代表意義的三類微控制處理器為例,分別進(jìn)行了具體的最小嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),并結(jié)合具體應(yīng)用進(jìn)行了電路功能擴(kuò)展和應(yīng)用系統(tǒng)軟件開發(fā)。這三類處理器分別是低功耗微控制器的代表MSP430F5系列、工業(yè)控制的DSP處理器代表TMS320C/F28系列,以及基于Cortex-M4 ARM架構(gòu)的嵌入式微控制器代表STM32F4系列。每一類最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用開發(fā)的電路原理圖、PCB圖、核心算法程序和典型應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件,以數(shù)字資源的形式給出。
微控制器系統(tǒng)已經(jīng)滲透到生活的各個(gè)領(lǐng)域,不說我們離不開的手機(jī)、電腦、電視,就是日常生活中的方方面面,從智能家電到汽車電子,從道路紅綠燈到電子警察,從銀行的ATM機(jī)到自動(dòng)販賣機(jī)等,都是一系列不同形態(tài)的微控制器系統(tǒng)。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽作為一個(gè)有著重大影響力的大學(xué)生科技競(jìng)賽平臺(tái),要求學(xué)生應(yīng)用大學(xué)學(xué)習(xí)的電子技術(shù)知識(shí),獨(dú)立完成有實(shí)用性、有創(chuàng)意的微控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì),提升微控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力。
在全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中,微控制處理器的最小系統(tǒng)是競(jìng)賽作品設(shè)計(jì)與制作的基礎(chǔ),是所有嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),其設(shè)計(jì)方法、電路制作是學(xué)生賽前訓(xùn)練和競(jìng)賽設(shè)計(jì)最重要的內(nèi)容之一。全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽中需要的最小系統(tǒng)已經(jīng)超過了最初單片機(jī)最小系統(tǒng)的范疇:一方面是處理器本身從最基本的單片機(jī)C51發(fā)展為含義更廣泛的微控制、嵌入式系統(tǒng)微處理器,甚至數(shù)字信號(hào)處理器DSP;另一方面是最小系統(tǒng)的功能,也從僅包括擴(kuò)展的顯示系統(tǒng)、鍵控系統(tǒng)、ROM/RAM存儲(chǔ)系統(tǒng)、高頻時(shí)鐘系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和D/A轉(zhuǎn)換電路,擴(kuò)展到包括復(fù)雜模擬電路、PWM驅(qū)動(dòng)電路、射頻電路和基于EDA開發(fā)的FPGA或CPLD可編程高速數(shù)字電路等。
基于這樣的背景,在201 1年我們編寫出版了《最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》一書,用作我們學(xué)!娮涌萍即髮W(xué)開設(shè)的公選課程“最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用”的教材。經(jīng)過多年來的使用,尤其是針對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)所開發(fā)的最小系統(tǒng)板不斷升級(jí),實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目不斷完善,我們決定重新編寫了這本《最小微控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》。
本書第1章和第2章對(duì)微控制處理器最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行介紹。首先介紹了微控制處理器的內(nèi)涵發(fā)展、常用的微控制處理器的系列產(chǎn)品、產(chǎn)品型號(hào)和特點(diǎn);其次給出了微控制處理器最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系與軟件系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境;最后討論了微控制處理器的最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的思路與步驟,重點(diǎn)分析了最小系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)、便攜式系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)以及應(yīng)用系統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)等相關(guān)內(nèi)容。
在此基礎(chǔ)上,本書后續(xù)內(nèi)容進(jìn)行了微控制器最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)。共分為三個(gè)部分,以最具代表意義的三種微控制處理器為例,進(jìn)行了具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)和典型應(yīng)用開發(fā)。這三種微控制處理器分別是低功耗微控制器的代表MSP430F5系列、工業(yè)控制的DSP處理器代表TMS320F28系列以及基于Cortex - M4 ARM架構(gòu)的嵌入式微控制器代表STM32F4系列。
從第3章到第6章為微控制器最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一部分,以超低功耗微處理器MSP430F5x系列的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例,重點(diǎn)介紹了微處理器最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)中芯片外圍電路設(shè)計(jì)、片上外設(shè)的使用、軟件開發(fā)環(huán)境,以及典型應(yīng)用設(shè)計(jì)。MSP430F5x系列 是美國(guó)德州儀器公司( TI)推出的MSP430系列超低功耗16位混合信號(hào)處理器,集多
種領(lǐng)先技術(shù)于一體,在業(yè)界獲得廣泛的認(rèn)可,領(lǐng)引微控制的應(yīng)用技術(shù)。
第1章 微控制處理器基礎(chǔ)
1.1 微處理器、微控制器和嵌入式系統(tǒng)
1.1.1 三種處理器
1.1.2 微控制器與嵌入式系統(tǒng)
1.2 微控制處理器的發(fā)展
1.2.1 微控制處理器發(fā)展經(jīng)歷的四個(gè)階段
1.2.2 主要的微控制器廠商和其微控制處理器系列
1.3 微控制處理器的體系結(jié)構(gòu)
1.3.1 微控制器的基本組成
1.3.2 精簡(jiǎn)指令集微控制器和復(fù)雜指令集微控制器
1.4 微控制處理器的軟件系統(tǒng)
第2章 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
2.1 微控制器最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.1.1 最小系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方法與步驟
2.1.2 最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)舉例
2.2 微控制器最小系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)
2.2.1 可靠性復(fù)位技術(shù)
2.2.2 電壓監(jiān)測(cè)及掉電保護(hù)技術(shù)
2.2.3 指令冗余技術(shù)
2.3 低功耗系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)
2.3.1 移動(dòng)終端的電池選擇
2.3.2 高效率低功耗穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)
2.4 最小系統(tǒng)中低功耗設(shè)計(jì)
2.4.1 微控制處理器的選擇
2.4.2 外圍芯片的選擇
2.4.3 軟件超低功耗運(yùn)行管理策略
第一部分 MSP430F5系列微處理器與最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
第3章 MSP430微處理器基礎(chǔ)
3.1 MSP430微處理器概述
3.1.1 MSP430微處理器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要功能
3.1.2 MSP430微處理器系列產(chǎn)品
3.1.3 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)與地址空間
3.2 MSP430指令系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)
3.2.1 MSP430微處理器的指令系統(tǒng)
3.2.2 MSP430微處理器的C程序設(shè)計(jì)
第4章 基于MSP430F5529的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 MSP430F5529最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
4.1.1 MSP430F5系列微處理器最小系統(tǒng)組成
4.1.2 最小系統(tǒng)中電源設(shè)計(jì)
4.1.3 系統(tǒng)復(fù)位電路設(shè)計(jì)
4.1.4 系統(tǒng)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)
4.1.5 MSP430功耗管理模塊
4.2 MSP430F5529最小系統(tǒng)開發(fā)板設(shè)計(jì)與應(yīng)用程序模塊
4.2.1 鍵盤接口
4.2.2 數(shù)碼管顯示接口
4.2.3 液晶驅(qū)動(dòng)接口
第5章 MSP430微處理器的軟件開發(fā)工具
5.1 IAR Embedded Workbench概述
5.2 Embedded Workbench的使用
5.2.1 創(chuàng)建一個(gè)工程及編譯鏈接
5.2.2 項(xiàng)目設(shè)置
5.2.3 應(yīng)用調(diào)試
5.2.4 語言擴(kuò)展與提高編程效率
第6章 MSP430最小系統(tǒng)應(yīng)用
6.1 MSP430片內(nèi)外圍模塊應(yīng)用設(shè)計(jì)
6.1.1 定時(shí)器
6.1.2 模擬比較器應(yīng)用
6.1.3 SPI接口應(yīng)用
6.1.4 片上A/D、D/A和DMA的應(yīng)用
6.2 基于MSP430微處理器的并行比較型ADC設(shè)計(jì)
6.3 基于MSP430的PWM進(jìn)行DAC設(shè)計(jì)
6.3.1 原理分析
6.3.2 硬件設(shè)計(jì)
6.3.3 基于PWM的DAC設(shè)計(jì)的軟件編程
6.4 低頻數(shù)字式相位測(cè)量?jī)x
6.4.1 任務(wù)與要求
6.4.2 題目分析
6.4.3 方案論證
6.4.4 相位測(cè)量?jī)x詳細(xì)設(shè)計(jì)
6.4.5 數(shù)字式移相信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)
6.4.6 作品總評(píng)
第二部分 TMS320C28系列處理器與最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
第7章 TMS320F281x系列DSP
7.1 TMS320F281x概述
7.1.1 TMS320F281x的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要性能
7.1.2 TMS320F281x系列DSP比較
7.1.3 存儲(chǔ)器與地址空間
7.2 TMS320F281x的指令系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)
7.2.1 尋址方式與匯編指令
7.2.2 C程序設(shè)計(jì)
第8章 TMS320F281x最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
8.1 TMS320F2812系統(tǒng)硬件分析
……
第三部分 STM32F4處理器與最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)