单片机与嵌入式系统基础

　　本书主要内容包括51单片机的内部结构、汇编语言与C51程序设计、51机内部资源应用、单片机扩展技术、ARM体系结构、STM32微控制器简介及实时操作系统RT-THREAD简介。各章后附思考题和习题。

前言
第1章绪论
1.1嵌入式系统的定义和组成
1.1.1嵌入式系统的定义
1.1.2嵌入式系统的特点
1.1.3嵌入式系统的组成
1.1.4嵌入式系统的分类
1.2嵌入式微处理器的结构和类型
1.2.1嵌入式MCU
1.2.2嵌入式微处理器
1.2.3嵌入式DSP
1.2.4嵌入式SOC
1.3嵌入式操作系统及其现状
1.3.1嵌入式操作系统
1.3.2实时操作系统
1.3.3嵌入式操作系统的现状
1.4嵌入式系统的发展和应用
1.4.1嵌入式系统的发展历史
1.4.2嵌入式系统的应用
本章小结
习题
第2章MCS 51单片机的结构
2.1MCS 51单片机的基本组成
2.1.18051的内部结构和功能
2.1.2存储器结构
2.2I/O端口结构
2.2.1P0口结构及应用
2.2.2P1口结构及应用
2.2.3P2口结构及应用
2.2.4P3口结构及应用
2.3MCS 51单片机的引脚功能
2.3.1引脚信号功能介绍
2.3.2引脚信号的第二功能
2.4时钟电路及工作方式
2.4.1时钟电路
2.4.2时序定时单位
2.4.3指令时序
2.4.4工作方式
本章小结
习题
第3章MCS 51单片机的指令系统及
汇编语言程序设计基础
3.1MCS 51单片机指令系统简介
3.1.1指令格式
3.1.2常用的缩写符号
3.2MCS 51单片机寻址方式
3.2.1立即寻址
3.2.2直接寻址
3.2.3寄存器寻址
3.2.4寄存器间接寻址
3.2.5基址加变址寄存器间接寻址
3.2.6相对寻址
3.2.7位寻址
3.3MCS 51单片机指令集合
3.3.1概述
3.3.2数据传送类指令
3.3.3算术运算类指令
3.3.4逻辑操作类指令
3.3.5位操作类指令
3.3.6控制转移类指令
3.3.7调用和返回指令
3.4MCS 51单片机汇编语言程序
设计基础
3.4.1汇编语言源程序格式及伪指令
3.4.2汇编语言程序设计举例
本章小结
习题
第4章C51程序设计基础
4.1C51的特点及程序结构
4.1.1C51的特点
4.1.2C51的程序结构
4.1.3C51的关键字
4.1.4C51变量的定义
4.1.5C51绝对地址的访问
4.2C51的数据类型及运算符
4.2.1C51的数据类型
4.2.2C51的运算符
4.2.3C51函数
4.3C51程序设计基础
4.3.1C51基本结构
4.3.2C51与汇编语言混合编程
4.3.3C51程序设计实例
本章小结
习题
第5章MCS 51单片机的内部（硬件）
资源及应用
5.1MCS 51单片机的中断系统
5.1.1中断技术
5.1.2MCS 51单片机的中断系统
5.1.3中断处理的过程
5.1.4扩充外部中断源的方法
5.1.5中断系统的应用
5.2MCS 51单片机的定时器/计数器
5.2.1定时器/计数器的结构和功能
5.2.2定时器/计数器的方式寄存器和
控制寄存器
5.2.3定时器/计数器的工作方式
5.2.4定时器/计数器的应用
5.3MCS 51单片机的串行口及
串行总线
5.3.1串行口结构及控制寄存器
5.3.2串行口的工作方式
5.3.3波特率设计
5.3.4多机通信
5.3.5串行口的应用
本章小结
习题
第6章MCS 51单片机的扩展技术
6.1MCS 51单片机扩展及系统结构
6.1.1扩展系统结构
6.1.2常用地址锁存器
6.2MCS 51单片机程序存储器的扩展
6.2.1外部程序存储器的扩展
原理及时序
6.2.2典型EPROM扩展电路
6.3MCS 51单片机数据存储器的扩展
6.3.1片外数据存储器的操作时序
6.3.2常用的静态RAM芯片
6.3.364KB以内SRAM的扩展
6.3.4超过64KB SRAM的扩展
6.3.5扩展既可读又可写的
程序存储器
6.4MCS 51单片机的I/O扩展
6.4.1I/O扩展概述
6.4.2简单输入接口扩展
6.4.3简单输出接口扩展
6.4.4可编程接口芯片扩展
6.5MCS 51单片机与A D、D A
转换器的接口
6.5.1并行输出A D转换器的
接口技术
6.5.2串行输出A D转换器的
接口技术
6.5.3MCS 51与8位D A转换器
接口技术
6.6I2C总线及8051模拟
6.6.1I2C总线简介
6.6.2I2C总线通用读写程序
6.7SPI总线及8051模拟
6.7.1SPI总线规范
6.7.2SPI总线读写程序
6.8单相电子式预付费电能表的
设计与实现
6.8.1单相电子式预付费电能表
的工作过程
6.8.2硬件电路及其工作原理
6.8.3软件编程
6.8.4提高预付费电能表
可靠性的措施
本章小结
习题
第7章ARM嵌入式处理器及芯片
7.1ARM处理器
7.1.1ARM处理器简介
7.1.2ARM系列处理器
7.1.3ARM处理器的特点
7.2ARM处理器的体系结构
7.2.1嵌入式微处理器的体系结构
7.2.2ARM处理器的工作
模式及状态
7.2.3ARM处理器的寄存器结构
7.2.4ARM处理器的异常处理
7.2.5ARM处理器支持的数据类型
和存储模式
7.3STM32F103微控制器
7.3.1STM32F103的内部结构
7.3.2STM32F103的外设端口
7.3.3STM32F103的中断控制器与
DMA控制器
7.4STM32F10x固件库简介与应用举例
7.4.1STM32F10x固件库概述
7.4.2MDK开发环境与应用举例
本章小结
习题
第8章实时操作系统RT Thread及其
在STM32上的移植
8.1实时操作系统概述
8.1.1嵌入式实时操作系统的概念
8.1.2一些嵌入式操作系统的简介
8.2RT Thread实时操作系统简介
8.2.1软件结构
8.2.2任务线程
8.2.3临界区与任务间的通信
8.2.4异常与中断
8.2.5内存管理
8.2.6外围组件
8.3RT Thread实时操作系统的移植
8.3.1RT Thread在STM32F10x系列芯片
上的移植分支
8.3.2RT Thread的移植方法
本章小结
习题
参考文献

　　单片机（Single Chip Microcomputer）是一种大规模集成电路芯片，它把CPU、存储器、I/O接口、定时器/计数器、中断系统等部件集成在同一芯片中。由于其优异的控制性能，又称为微控制器，在芯片厂商的产品介绍中归类为MCU(Micro Controler)。单片计算机具有集成度高、体积小、功能强、可靠性高、价格低廉等优点，广泛应用于工业测控、智能仪器仪表、通信系统、家用电器等领域中。单片机的应用技术发展迅速，目前，单片机已有几十个系列上百种机种，有8位的单片计算机，也有16位、32位的单片计算机。但是，针对初学者而言，MCS.51系列单片机仍为典型的教学机型。本书以8位单片机为基础，系统地讲述了51单片机的结构、工作原理和应用技术。为使读者了解32位的基于ARM的嵌入式系统开发技术，书中简要介绍了32位ARM的体系结构和实时操作系统，并针对Cortext系列的STM32芯片简要介绍了基于库函数的编程方法，使读者在理解掌握基于寄存器编程方法的基础上，了解基于库函数编程的特点。全文结构紧凑，语言简练，便于读者从硬件和软件相结合的角度把问题弄懂、弄透。学习本书内容，可以为学生和自学者尽快掌握单片机在各个领域的应用打下坚实的基础。
　　全书共分八章。第1章介绍了嵌入式系统相关的概念和基础；第2章介绍了MCS.51单片机的内部结构；第3章介绍MCS.51单片机的指令系统及汇编语言程序设计基础；第4章介绍了C51程序设计基础；第5章介绍了MCS.51单片机的内部（硬件）资源及应用；第6章介绍了MCS.51单片机的扩展技术，包括存储器扩展、I/O扩展、ADC及DAC的扩展，并以实际应用实例讲解了单片机应用系统的设计；第7章介绍了ARM嵌入式处理器及芯片；第8章介绍了嵌入式实时操作系统的相关知识。
　　本书是作者从事二十多年单片机技术和嵌入式系统设计教学、科研开发工作的总结。书中很多实例都是从科研实践项目中精选出来的，具有很强的实用性。本书在内容安排上由浅入深，由易到难，通俗易懂。理论与实践结合得比较好，突出易学实用的特点。本书不仅可以作为教材，也是从事单片机开发应用的工程技术人员的一本很好的参考书。
　　由于编者水平有限，加之单片机和嵌入式系统技术日新月异，书中难免会有疏漏和不妥之处，恳请读者批评指正。
　　编者