最小微控制器系统设计与应用

出版时间:2018-03-01  出版社:高等教育出版社  作者:李玉柏,唐续,林静然  ISBN:9787040493405  页码:291
最小微控制器系统设计与应用

内容简介

  本书属于全国大学生电子设计竞赛系列教材,是专门针对电子系统设计中微控制器系统的设计和应用而编写的一本教材。
  本书第1章和第2章对微控制处理器系统设计的基础知识进行了介绍,重点介绍了微控制处理器的内涵发展、常用的微控制处理器系列以及系统硬件设计基础,尤其是便携式电子系统设计中低功耗设计与处理。随后该书的内容分成三个部分,以具代表意义的三类微控制处理器为例,分别进行了具体的小嵌入式系统的硬件设计,并结合具体应用进行了电路功能扩展和应用系统软件开发。这三类处理器分别是低功耗微控制器的代表MSP430F5系列、工业控制的DSP处理器代表TMS320C/F28系列以及基于cortex-M4 ARM架构的嵌入式微控制器代表STM32F4系列。该书是新形态教材,每一类系统设计与应用开发的电路原理图、PCB图、核心算法程序和典型应用系统的系统软件,以数字资源形式(二维码)给出。该书可作为全国大学生电子设计竞赛的培训教材,也可以作为高职高专学校电气、电子、计算机、机电类等专业课程教材以及开展电子系统设计的相关人员的工程参考书。

目录

第1章 微控制处理器基础
1.1 微处理器、微控制器和嵌入式系统
1.1.1 三种处理器
1.1.2 微控制器与嵌入式系统
1.2 微控制处理器的发展
1.2.1 微控制处理器发展经历的四个阶段
1.2.2 主要的微控制器厂商和其微控制处理器系列
1.3 微控制处理器的体系结构
1.3.1 微控制器的基本组成
1.3.2 精简指令集微控制器和复杂指令集微控制器
1.4 微控制处理器的软件系统

第2章 最小系统设计基础
2.1 微控制器最小系统的设计
2.1.1 最小系统的硬件设计方法与步骤
2.1.2 最小系统的设计举例
2.2 微控制器最小系统的可靠性设计
2.2.1 可靠性复位技术
2.2.2 电压监测及掉电保护技术
2.2.3 指令冗余技术
2.3 低功耗系统的电源设计
2.3.1 移动终端的电池选择
2.3.2 高效率低功耗稳压电路设计
2.4 最小系统中低功耗设计
2.4.1 微控制处理器的选择
2.4.2 外围芯片的选择
2.4.3 软件超低功耗运行管理策略

第一部分 MSP430F5系列微处理器与最小系统设计
第3章 MSP430微处理器基础
3.1 MSP430微处理器概述
3.1.1 MSP430微处理器的结构特点和主要功能
3.1.2 MSP430微处理器系列产品
3.1.3 存储器结构与地址空间
3.2 MSP430指令系统与程序设计
3.2.1 MSP430微处理器的指令系统
3.2.2 MSP430微处理器的C程序设计

第4章 基于MSP430F5529的最小系统设计
4.1 MSP430F5529最小系统硬件设计
4.1.1 MSP430F5系列微处理器最小系统组成
4.1.2 最小系统中电源设计
4.1.3 系统复位电路设计
4.1.4 系统时钟电路设计
4.1.5 MSP430功耗管理模块
4.2 MSP430F5529最小系统开发板设计与应用程序模块
4.2.1 键盘接口
4.2.2 数码管显示接口
4.2.3 液晶驱动接口

第5章 MSP430微处理器的软件开发工具
5.1 IAR Embedded Workbench概述
5.2 Embedded Workbench的使用
5.2.1 创建一个工程及编译链接
5.2.2 项目设置
5.2.3 应用调试
5.2.4 语言扩展与提高编程效率

第6章 MSP430最小系统应用
6.1 MSP430片内外围模块应用设计
6.1.1 定时器
6.1.2 模拟比较器应用
6.1.3 SPI接口应用
6.1.4 片上A/D、D/A和DMA的应用
6.2 基于MSP430微处理器的并行比较型ADC设计
6.3 基于MSP430的PWM进行DAC设计
6.3.1 原理分析
6.3.2 硬件设计
6.3.3 基于PWM的DAC设计的软件编程
6.4 低频数字式相位测量仪
6.4.1 任务与要求
6.4.2 题目分析
6.4.3 方案论证
6.4.4 相位测量仪详细设计
6.4.5 数字式移相信号发生器的设计
6.4.6 作品总评

第二部分 TMS320C28系列处理器与最小系统设计
第7章 TMS320F281x系列DSP
7.1 TMS320F281x概述
7.1.1 TMS320F281x的结构特点和主要性能
7.1.2 TMS320F281x系列DSP比较
7.1.3 存储器与地址空间
7.2 TMS320F281x的指令系统与程序设计
7.2.1 寻址方式与汇编指令
7.2.2 C程序设计

第8章 TMS320F281x最小系统设计
8.1 TMS320F2812系统硬件分析
……
第三部分 STM32F4处理器与最小系统设计

前言/序言

  微控制器系统已经渗透到生活的各个领域,不说我们离不开的手机、电脑、电视,就是日常生活中的方方面面,从智能家电到汽车电子,从道路红绿灯到电子警察,从银行的ATM机到自动贩卖机等,都是一系列不同形态的微控制器系统。全国大学生电子设计竞赛作为一个有着重大影响力的大学生科技竞赛平台,要求学生应用大学学习的电子技术知识,独立完成有实用性、有创意的微控制器系统设计,提升微控制器系统设计与创新能力。
  在全国大学生电子设计竞赛中,微控制处理器的最小系统是竞赛作品设计与制作的基础,是所有嵌入式系统设计的基础,其设计方法、电路制作是学生赛前训练和竞赛设计最重要的内容之一。全国大学生电子竞赛中需要的最小系统已经超过了最初单片机最小系统的范畴:一方面是处理器本身从最基本的单片机C51发展为含义更广泛的微控制、嵌入式系统微处理器,甚至数字信号处理器DSP;另一方面是最小系统的功能,也从仅包括扩展的显示系统、键控系统、ROM/RAM存储系统、高频时钟系统、A/D转换系统和D/A转换电路,扩展到包括复杂模拟电路、PWM驱动电路、射频电路和基于EDA开发的FPGA或CPLD可编程高速数字电路等。
  基于这样的背景,在201 1年我们编写出版了《最小系统设计与应用》一书,用作我们学校——电子科技大学开设的公选课程“最小系统设计与应用”的教材。经过多年来的使用,尤其是针对实验实训所开发的最小系统板不断升级,实训项目不断完善,我们决定重新编写了这本《最小微控制器系统设计与应用》。
  本书第1章和第2章对微控制处理器最小系统设计的基础知识进行介绍。首先介绍了微控制处理器的内涵发展、常用的微控制处理器的系列产品、产品型号和特点;其次给出了微控制处理器最小系统结构体系与软件系统开发环境;最后讨论了微控制处理器的最小系统硬件设计的思路与步骤,重点分析了最小系统的可靠性设计、便携式系统的电源设计以及应用系统的低功耗设计等相关内容。
  在此基础上,本书后续内容进行了微控制器最小系统设计。共分为三个部分,以最具代表意义的三种微控制处理器为例,进行了具体系统设计和典型应用开发。这三种微控制处理器分别是低功耗微控制器的代表MSP430F5系列、工业控制的DSP处理器代表TMS320F28系列以及基于Cortex - M4 ARM架构的嵌入式微控制器代表STM32F4系列。
  从第3章到第6章为微控制器最小系统设计的第一部分,以超低功耗微处理器MSP430F5x系列的最小系统设计为例,重点介绍了微处理器最小系统设计中芯片外围电路设计、片上外设的使用、软件开发环境,以及典型应用设计。MSP430F5x系列 是美国德州仪器公司( TI)推出的MSP430系列超低功耗16位混合信号处理器,集多
  种领先技术于一体,在业界获得广泛的认可,领引微控制的应用技术。
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