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第一部分 最小系统设计概述2

第1章 微控制器基础2

1.1微处理器、微控制器和嵌入式系统2

1.1.1三种处理器3

1.1.2微控制器与嵌入式系统3

1.2微控制器的发展5

1.3微控制器的体系结构6

1.3.1微控制器的基本组成7

1.3.2精简指令集微控制和复杂指令集微控制器9

1.4微控制器的软件系统13

1.5常用微控制器介绍15

1.5.1 MCS-51微控制器15

1.5.2 AVR微控制器17

1.5.3 MSP430系列微控制器20

1.5.4 Motorola M68HC系列微控制器23

1.5.5 NS单片机的COP8系列26

1.5.6 Zilog微控制器Z8系列27

1.5.7瑞萨电子MCU29

第2章 最小系统设计基础35

2.1微控制器最小系统的设计35

2.1.1微控制器最小系统的硬件设计方法与步骤35

2.1.2最小系统的设计举例36

2.2微控制器最小系统的可靠性设计42

2.2.1可靠性复位技术43

2.2.2电压监测及掉电保护技术44

2.2.3指令冗余技术44

2.3低功耗系统的电源设计44

2.3.1移动终端的电池选择44

2.3.2高效率低功耗稳压电路设计50

2.4最小系统中低功耗设计56

2.4.1微控制器的选择57

2.4.2外围芯片的选择60

2.4.3软件超低功耗运行管理策略63

第二部分MSP430处理器与最小系统设计66

第3章MSP430单片机基础66

3.1 MSP430单片机概述66

3.1.1 MSP430单片机的结构特点和主要功能66

3.1.2 MSP430单片机系列产品67

3.1.3存储器结构与地址空间68

3.2 MSP430指令系统与程序设计70

3.2.1指令系统70

3.2.2 MSP430程序设计76

第4章MSP430单片机最小系统设计88

4.1 MSP430FG4618单片机结构及引脚定义88

4.2 MSP430FG4618最小系统硬件设计93

4.2.1 MSP430最小系统组成93

4.2.2最小系统电源设计94

4.2.3系统复位电路设计94

4.2.4系统时钟电路设计97

4.2.5 MSP430功耗管理模块99

4.3 MSP430常用人机界面接口设计100

4.3.1键盘接口100

4.3.2数码管显示接口104

4.3.3液晶驱动接口105

4.4 MSP430片内外围模块应用设计119

4.4.1定时器119

4.4.2模拟比较器128

4.4.3 SPI同步操作130

4.4.4 A/D、D/A和DMA135

第5章MSP430软件开发工具141

5.1 IAR Embedded Workbench概述141

5.2 Embedded Workbench的软件结构141

5.3 Embedded Workbench的使用143

5.3.1创建一个工程及编译链接143

5.3.2项目设置148

5.3.3调试153

5.3.4语言扩展与提高编程效率158

第6章MSP430最小系统应用164

6.1基于MSP430单片机的并行比较型ADC设计164

6.2基于MSP430单片机的数模转换器167

6.2.1原理分析167

6.2.2硬件设计168

6.2.3软件设计168

6.3低频数字式相位测量仪169

6.3.1任务与要求170

6.3.2题目分析171

6.3.3方案论证171

6.3.4相位测量仪详细设计173

6.3.5数字式移相信号发生器的设计183

6.3.6作品总结191

第三部分TMS320C28x处理器与最小系统设计195

第7章TMS320C/F28系列DSP概述195

7.1 TMS320C/F28系列CPU的体系结构195

7.1.1 C28x结构概述195

7.1.2 CPU单元197

7.2 TMS320C/F28系列DSP的存储器映射与管理207

7.2.1 C/F28系列DSP的存储器映射及接口207

7.2.2 C/F28系列 DSP片内存储器209

7.2.3 C/F28系列DSP外部存储器扩展211

7.3 TMS320C/F28系列DSP指令系统216

7.3.1寻址方式216

7.3.2汇编指令集216

7.4 TMS320C/F28的片内外设模块228

7.4.1 32位定时器模块229

7.4.2事件管理器（Event Manager）模块230

7.4.3增强的ADC模块235

7.4.4增强的控制器局域网（eCAN）模块238

7.4.5多通道缓冲串口（McBSP）模块241

7.4.6串行通信接口（SCI）模块244

7.4.7串行外设（SPI）模块247

7.4.8通用功能输入输出（GPIO）模块249

7.5 TMS320C/F28系列DSP的中断结构252

7.5.1 CPU中断与复位252

7.5.2 TMS320C/F28的中断结构258

第8章TMS320C/F28系列DSP的最小系统硬件设计260

8.1 TMS320C/F28系列DSP的引脚定义261

8.1.1几种TMS320C/F28芯片硬件特点的对比261

8.1.2引脚配置及功能说明262

8.2 TMS320C/F28芯片的基本硬件设计271

8.2.1时钟电路设计272

8.2.2看门狗设计274

8.2.3系统电源设计275

8.2.4系统复位电路设计276

8.2.5芯片上重要引脚的处理277

8.3 TMS320C/F28的外设硬件设计279

8.3.1程序、数据和I/O空间的接口设计279

8.3.2引导模式与Flash程序选择280

8.3.3 SCI接口设计280

8.3.4 SPI接口设计281

8.3.5 AD、DA接口设计282

8.3.6 JTAG接口设计284

第9章TMS320C/F281 x软件开发286

9.1 DSP的软件开发流程286

9.1.1 DSP的软件开发流程286

9.1.2代码生成工具288

9.1.3代码调试工具289

9.2 TMS320C/F281x的编程290

9.2.1汇编源程序的编写290

9.2.2汇编伪指令291

9.2.3汇编源文件与COFF文件292

9.2.4宏及宏的使用295

9.2.5 C与汇编混合编程296

9.3集成编译仿真环境CCS300

9.3.1 CCS简介300

9.3.2 CCS的安装与配配置301

9.3.3 CCS基本仿真工具的使用309

9.3.4 CCS的提高使用——DSP/BIOS314

第10章TMS320C/F28系列最小系统具体应用319

10.1通信接口的设计319

10.1.1 TMS320F2812的SPI接口319

10.1.2 TLC5620I简介320

10.1.3 TLC5620I与TMS320F2812的接口电路321

10.1.4软件设计322

10.2基于F281x的直流电机驱动设计323

10.2.1系统硬件设计324

10.2.2系统控制策略及软件设计325

10.3基于F281x的电能质量监测仪设计327

10.3.1电能质量测试分析仪器的功能与特点327

10.3.2系统硬件设计327

10.3.3系统软件设计328

第四部分Cortex-M3处理器与最小系统设计335

第11章ARM Cortex-M3的处理器硬件结构335

11.1 Cortex-M3处理器的结构335

11.1.1 Cortex-M3的组成及基本特点335

11.1.2 Cortex-M3的存储器338

11.2 Cortex-M3的编程模型343

11.2.1 Cortex-M3的操作模式343

11.2.2 Cortex-M3的操作状态343

11.2.3特权访问和用户访问343

11.2.4寄存器344

11.2.5数据类型348

11.2.6存储器格式348

11.2.7指令集349

11.2.8指令时序358

11.3 Cortex-M3的中断与异常360

11.3.1异常模型360

11.3.2异常类型361

11.3.3异常优先级及相应操作362

11.3.4复位和向量表368

11.4 Cortex-M3的片上外设371

11.4.1片内存储器371

11.4.2定时器Timer374

11.4.3模数转换器模块ADC378

11.4.4控制器局域网模块CAN380

11.4.5通用异步串行通信模块UART382

11.4.6同步串行通信接口SSI383

11.4.7通用输入输出模块GPIO385

11.4.8内部集成电路I2C接口386

11.4.9模拟比较器388

11.4.10微直接存储器访问μDMA389

11.4.11 JTAG接口设计392

第12章ARM Cortex-M3的最小系统硬件设计394

12.1 Stellaris系列微控制器硬件特点对比394

12.2 LM3S9B96引脚配置及功能说明395

12.3 Cortex-M3的硬件设计409

12.3.1时钟电路设计409

12.3.2系统节拍定时器（SysTick）设计412

12.3.3系统电源电路设计415

12.3.4系统复位电路设计418

12.3.5 JTAG/SWD电路设计421

第13章ARM Cortex-M3软件开发423

13.1 LM3S9B96的软件开发423

13.1.1编程语言的选择423

13.1.2编程模式的选择423

13.1.3选择开发环境和工具424

13.2 RealViewMDK的基本使用424

13.2.1 MDK的安装424

13.2.2 MDK的注册426

13.2.3 μVision IDE主框架窗口427

13.2.4工程的创建428

13.2.5建立一个新的源文件430

13.2.6工程中文件的加入430

13.2.7工程基本配置430

13.2.8工程的编译链接431

13.2.9加载调试432

第14章LM3 S9B96微控制器最小系统应用433

14.1 LM3S9B96显示设计433

14.1.1 LED控制接口433

14.1.2背光灯434

14.1.3供电435

14.1.4软件设计435

14.2 LM3S9B96定时器设计438

14.2.1定时器模块小结438

14.2.2软件设计439

附录442

附录1 LM3S9B96显示设计程序442

附录2 LM3S9B96定时器设计程序444

参考文献446