导语

  

内容提要

  

    本书以MCS-51单片机为核心，深入浅出地剖析了嵌入式计算机系统的原理与应用，力求内容完备、结构清晰、实例鲜活，帮助读者打下扎实的技术基础并拓展应用视野。书中首先系统阐述嵌入式计算机系统领域的重要概念，包括实时/分时操作系统、中央处理器与总线技术、寄存器与存储器、轮询与中断机制、同步与异步通信、串行与并行通信、软件与硬件仿真调试等。为帮助读者深入理解嵌入式计算机芯片的底层工作逻辑，本书还详细介绍了汇编指令与汇编语言编程，并给出了汇编语言与C语言的混合编程方法与实例。在此基础上，以实例形式详细讲解I/O口、中断、定时/计数器及通用异步收发器（UART）等常见外设的接口与工作原理。此外，结合Keil开发环境与Proteus仿真软件，基于AT89C51单片机，提供了7段LED显示、行列键及ADC0809模数转换与采集等实用案例。作为全书的进阶实践，书末设计了两个综合仿真项目：数字体温计的设计与模拟心电采集显示系统的设计，以提升读者的工程应用能力。本书提供配套电子课件PPT、练习题参考答案、实践题参考设计、进阶知识点、教学大纲等丰富的教学资源，方便读者选用。
    本书从底层逻辑到上层应用，从基础编程到项目实战，循序渐进，为读者开启嵌入式计算机系统设计的大门，适合作为高等院校电子信息工程、自动化、机械电子工程、生物医学工程等相关专业嵌入式计算机系统课程的教材，也可供嵌入式系统爱好者与研发人员自学参考。

第1章  绪论
  1.1  如何高效掌握嵌入式计算机技术
  1.2  嵌入式计算机技术的发展趋势与未来方向
  1.3  基于MSP430的心电采集传输系统
    1.3.1  系统架构
    1.3.2  硬件设计
    1.3.3  软件设计
    1.3.4  分析测试
    1.3.5  总结
  1.4  课后练习题
第2章  嵌入式计算机系统基础
  2.1  嵌入式计算机系统的定义
  2.2  嵌入式计算机系统概述
    2.2.1  嵌入式计算机系统的架构
    2.2.2  嵌入式计算机系统的核心部件
    2.2.3  嵌入式计算机系统的操作系统
  2.3  嵌入式计算机系统芯片的分类及应用
    2.3.1  嵌入式微处理器
    2.3.2  嵌入式微控制器
    2.3.3  嵌入式数字信号处理器
    2.3.4  嵌入式片上系统
    2.3.5  嵌入式计算机系统的应用
  2.4  嵌入式计算机系统的开发环境
  2.5  课后练习题
第3章  MCS-51单片机概述
  3.1  单片机的定义
    3.1.1  单片机在计算机体系中的地位
    3.1.2  单片机的特点
    3.1.3  单片机的应用领域
    3.1.4  常用单片机系列介绍
    3.1.5  MCS-51单片机简介
  3.2  MCS-51单片机的引脚定义与功能
    3.2.1  主电源引脚GND和VCC
    3.2.2  外接晶振引脚XTAL1和XTAL2
    3.2.3  控制及其他复用引脚
    3.2.4 输入输出引脚Pn.0～Pn.7（n=0～3）
  3.3  MCS-51单片机的最小系统
    3.3.1  电源电路
    3.3.2  复位电路
    3.3.3  时钟电路
    3.3.4  外部程序存储器扩展电路
  3.4  单片机的开发与仿真
    3.4.1  单片机项目的开发流程
    3.4.2  开发实例
    3.4.3  单片机软件开发过程
    3.4.4  仿真开发环境
  3.5  课后练习题
第4章  MCS-51单片机结构与原理
  4.1  MCS-51单片机结构
  4.2  MCS-51单片机的CPU
  4.3  MCS-51单片机的存储器
    4.3.1  存储器统一编址的概念
    4.3.2  存储器架构
    4.3.3  程序存储器
    4.3.4  内部数据存储器及地址空间
  4.4  MCS-51单片机的寄存器及功能
    4.4.1  寄存器概述
    4.4.2  特殊功能寄存器（SFR）
    4.4.3  电源控制寄存器（PCON）
    4.4.4  复位后各寄存器的地址和初始值
  4.5  课后练习题
第5章  MCS-51单片机的I/O口技术
  5.1  I/O口概述
  5.2  I/O口的结构与工作原理
    5.2.1  P0口的功能和使用
    5.2.2  P2口的内部结构
    5.2.3  P1口、P3口的内部结构
  5.3  I/O口扩展技术
  5.4  MCS-51单片机访问外部存储器的时序
    5.4.1  MCS-51单片机时序
    5.4.2  MCS-51单片机片外指令的执行时序
  5.5  课后练习题
第6章  MCS-51单片机的指令系统
  6.1  指令概述
  6.2  指令的寻址方式
    6.2.1  立即数寻址
    6.2.2  直接寻址
    6.2.3  寄存器寻址
    6.2.4  寄存器间接寻址
    6.2.5  变址寻址
    6.2.6  相对寻址
    6.2.7  位寻址
  6.3  数据传输类指令（29条）
    6.3.1  以累加器为目的操作数的指令（4条）
    6.3.2  以寄存器Rn为目的操作数的指令（3条）
    6.3.3  以直接地址为目的操作数的指令（5条）
    6.3.4  以寄存器间接地址为目的操作数的指令（3条）
    6.3.5  16位立即数的传输指令（1条）
    6.3.6  累加器A与外部数据存储器之间的数据传输类指令（4条）
    6.3.7  读程序存储器指令（2条）
    6.3.8  堆栈操作（2条）
    6.3.9  交换指令（5条）
  6.4  算术运算类指令（24条）
    6.4.1  加法指令（14条）
    6.4.2  减法指令（8条）
    6.4.3  乘法指令（1条）
    6.4.4  除法指令（1条）
  6.5  逻辑运算类指令（24条）
    6.5.1  逻辑或指令（6条）
    6.5.2  逻辑与指令（6条）
    6.5.3  逻辑异或指令（6条）
    6.5.4  清零与取反指令（2条）
    6.5.5  循环移位指令（4条）
  6.6  控制转移类指令（17条）
    6.6.1  无条件转移指令（4条）
    6.6.2  条件转移指令（8条）
    6.6.3  调用与返回指令（4条）
    6.6.4  空操作指令（1条）
  6.7  位操作指令（17条）
    6.7.1  位传送指令（2条）
    6.7.2  位清零和置位（4条）
    6.7.3  位逻辑运算指令（6条）
    6.7.4  位条件转移指令（5条）
  6.8  课后练习题
第7章  MCS-51单片机的程序设计
  7.1  概述
    7.1.1  编写程序的步骤
    7.1.2  程序设计流程图
    7.1.3  汇编指令格式
    7.1.4  伪指令
  7.2  汇编语言程序编辑和汇编
    7.2.1  概述
    7.2.2  汇编的实例
  7.3  程序设计基础与实例
    7.3.1  顺序结构
    7.3.2  分支结构
    7.3.3  循环结构
    7.3.4  子程序调用
  7.4  基于C/ASM混合程序设计
    7.4.1  Keil C51的命名规则
    7.4.2  Keil C51函数的参数传递规则
    7.4.3  混合编程实践
  7.5  课后练习题
第8章  MCS-51单片机的中断系统
  8.1  中断机制与轮询
    8.1.1  中断机制的优势
    8.1.2  中断的概念
    8.1.3  中断的处理流程
  8.2  MCS-51单片机中断系统的结构与实现机制
    8.2.1  MCS-51单片机中断系统的结构
    8.2.2  中断源
    8.2.3  中断标志位
    8.2.4  中断触发方式
    8.2.5  中断允许控制
    8.2.6  中断优先级控制
  8.3  中断处理过程
    8.3.1  中断响应条件
    8.3.2  中断的响应时间
    8.3.3  中断响应过程
    8.3.4  中断返回
  8.4  中断实例
  8.5  课后练习题
第9章  MCS-51单片机的定时/计数器原理及应用
  9.1  定时/计数器概述
  9.2  定时/计数器的结构与原理
    9.2.1  定时/计数器的结构
    9.2.2  工作方式控制
  9.3  定时/计数器的工作方式
    9.3.1  方式0
    9.3.2  方式1
    9.3.3  方式2
    9.3.4  方式3
  9.4  定时/计数器的应用实践
    9.4.1  测量从外部中断引脚输入正脉冲的宽度
    9.4.2  定时/计数器用于外部中断扩展
    9.4.3  定时产生方波
  9.5  课后练习题
第10章  MCS-51单片机的串行通信原理及接口技术
  10.1  串行通信概述
    10.1.1  串并行通信
    10.1.2  同异步通信
    10.1.3  主机与从机
    10.1.4  波特率与比特率
  10.2  UART的工作原理
    10.2.1  UART在系统中的位置
    10.2.2  UART的模块结构
    10.2.3  UART发送和接收的触发
    10.2.4  UART的控制寄存器
  10.3  UART的工作方式
    10.3.1  方式0
    10.3.2  方式1
    10.3.3  方式2和方式3
    10.3.4  波特率的计算与配置
    10.3.5  UART的初始化
    10.3.6  UART的多机通信策略
  10.4  UART接口技术
    10.4.1  UART双机通信实践
    10.4.2  UART与RS-232接口通信
    10.4.3  RS-232转USB
  10.5  课后练习题
第11章  基于Proteus和Keil的仿真实践
  11.1  Keil入门使用
  11.2  Keil与Proteus结合的仿真实践
  11.3  行列键控制7段LED显示
    11.3.1  7段LED简介
    11.3.2  行列键的原理
    11.3.3  硬件设计原理图
    11.3.4  软件代码
    11.3.5  运行仿真结果
  11.4  基于MCS-51单片机的I/O口扩展ADC0809
    11.4.1  ADC0809简介
    11.4.2  MCS-51单片机与ADC0809的接口参考
    11.4.3  MCS-51单片机对ADC0809的控制时序
    11.4.4  基于Proteus仿真的MCS-51单片机与ADC0808的接口实践——中断方式
    11.4.5  基于Proteus仿真的MCS-51单片机与ADC0808的接口实践——查询方式
  11.5  基于MCS-51单片机的数字体温计仿真实践
    11.5.1  设计要求
    11.5.2  系统设计
    11.5.3  软件设计
    11.5.4  实践结果
  11.6  基于MCS-51单片机的模拟心电采集显示仿真实践
    11.6.1  心电信号的特征
    11.6.2  硬件设计
    11.6.3  软件设计
    11.6.4  实践结果
  11.7  课后练习题
第12章  进阶知识点
参考文献