單片機(jī)原理與應(yīng)用——基于MSP430系列單片機(jī)
定 價:58 元
叢書名:普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材
- 作者:郭宏 著
- 出版時間:2020/8/1
- ISBN:9787568060509
- 出 版 社:華中科技大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TP368.1
- 頁碼:336
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
本書以TI公司的MSP430系列超低功耗單片機(jī)為核心,介紹了MSP430單片機(jī)的特點和選型,詳細(xì)講述了MSP430單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng),并對MSP430系列(特別是新推出的F5xx/6xx系列)所涉及的片內(nèi)外圍模塊的功能、原理及應(yīng)用做了詳盡的描述。同時介紹了MSP430的集成開發(fā)環(huán)境,以及單片機(jī)低功耗設(shè)計、常用接口電路設(shè)計。后通過兩個實例介紹了MSP430單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計方法。
本書可作為高等院校計算機(jī)、電子信息、自動化、儀器儀表等專業(yè)的單片機(jī)課程教材,也可作為廣大從事單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的工程技術(shù)人員的學(xué)習(xí)和參考用書。
為便于實踐教學(xué),本書配套TI公司推薦的MSPEXP430F5529和MSP430F6638FFTB實驗教學(xué)系統(tǒng),以及相應(yīng)的實驗指導(dǎo)書。
為了方便教學(xué),本書還配有電子課件等教學(xué)資料,任課教師可以發(fā)郵件至hustpeiit@163.com索取。
1. 由淺入深,循序漸進(jìn) 教材在內(nèi)容設(shè)計上采取了循序漸進(jìn)的原則,由淺入深,使嵌入式系統(tǒng)初學(xué)者能夠以“MSP430體系結(jié)構(gòu)→指令系統(tǒng)→程序設(shè)計→I/O接口(設(shè)備)→應(yīng)用開發(fā)”為主線,以階梯式前進(jìn)的方式,低起點、高效率地學(xué)習(xí)理論、深入實踐,從而為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)打下堅實的基礎(chǔ)。
2. 兼顧理論,重在實踐 作為一門實踐性很強(qiáng)的課程,本教材在跟蹤新的國內(nèi)外理論知識的同時,加強(qiáng)了實踐環(huán)節(jié)。課程理論授課部分,每一章都有設(shè)計實例,這些設(shè)計實例大部分來自教師實際的科研或工程項目,并且隨著科研工作的變化而動態(tài)更新,具有很強(qiáng)的實踐性。
3. 具有較強(qiáng)的實用性和前沿性 教材內(nèi)容的設(shè)置與動態(tài)調(diào)整,是在充分分析當(dāng)前國際上有影響的單片機(jī)系統(tǒng)軟、硬件平臺新的核心技術(shù)、充分考慮嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)企業(yè)技術(shù)需求的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,教材內(nèi)容較大程度地體現(xiàn)了目前嵌入式領(lǐng)域的熱點,是企業(yè)界普遍關(guān)心的核心技術(shù),具有較強(qiáng)的實用性,有利于培養(yǎng)出業(yè)界需要的人才。
4. 注重創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng) 嵌入式系統(tǒng)是面向應(yīng)用的專用計算機(jī)系統(tǒng),與產(chǎn)品和市場有著緊密的聯(lián)系,設(shè)計的創(chuàng)新性直接決定了產(chǎn)品的創(chuàng)新性,加強(qiáng)未來的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計師的創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng),是本課程重點之一。具體體現(xiàn)在教材上:課程只對基本原理和方法介紹;注意培養(yǎng)學(xué)生批判性思維方式;加強(qiáng)綜合設(shè)計性及開放性實驗環(huán)節(jié)。
考慮到教材的通用性,所依托的硬件平臺是目前TI公司主推的MSP430F6638開發(fā)板,這樣有利于學(xué)習(xí)者較容易獲取相應(yīng)的軟硬件資源進(jìn)行實際的開發(fā)應(yīng)用。
MSP430單片機(jī)是TI生產(chǎn)的16位超低功耗單片機(jī),其性能優(yōu)良,在過程控制、便攜儀表、無線通信、能量收集、消費(fèi)類電子產(chǎn)品和公共事業(yè)計量等方面有著廣泛的應(yīng)用。MSP430F5xx/6xx系列是MSP430單片機(jī)新推出的系列,本書以此系列為代表,全面介紹MSP430單片機(jī)的原理及應(yīng)用。全書共有12章,具體內(nèi)容如下。
第1章介紹超低功耗單片機(jī)的特點、MSP430單片機(jī)的發(fā)展歷史和應(yīng)用以及MSP430單片機(jī)的應(yīng)用選型。
第2章以MSP430F5xx/6xx系列單片機(jī)為例,詳細(xì)介紹MSP430單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu),重點介紹MSP430單片機(jī)的CPU、存儲器、中斷及指令系統(tǒng)。
第3章介紹MSP430單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境,重點講解MSP430單片機(jī)的軟件開發(fā)集成環(huán)境的基本操作。
第4章介紹MSP430單片機(jī)的復(fù)位與電源管理模塊的原理以及相關(guān)信號的產(chǎn)生機(jī)制。
第5章重點介紹MSP430單片機(jī)的時鐘系統(tǒng)及其低功耗模式。
第6章重點介紹MSP430單片機(jī)通用I/O端口,LCD驅(qū)動模塊的結(jié)構(gòu)、原理、功能及相關(guān)操作。
第7章介紹看門狗定時器與實時時鐘模塊的結(jié)構(gòu)、工作原理及其相關(guān)編程操作。
第8章介紹模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)及數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)模塊的結(jié)構(gòu)、特點與相關(guān)操作。
第9章主要介紹比較器和硬件乘法器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、功能及其相關(guān)操作。
第10章重點介紹RAM控制器、F1ash控制器和DMA控制器的結(jié)構(gòu)、原理及功能,并針對各個控制器給出其相關(guān)的編程操作。
第11章詳細(xì)介紹USCI通信模塊和USB通信模塊的結(jié)構(gòu)、原理及功能,并給出了簡單的數(shù)據(jù)通信的相關(guān)編程操作。
第12章介紹基于MSP430單片機(jī)的低功耗應(yīng)用系統(tǒng)的一般設(shè)計原則,MSP430單片機(jī)的鍵盤、數(shù)字顯示和實時時鐘等常用接口設(shè)計,并列舉了使用MSP430單片機(jī)設(shè)計數(shù)字溫度測試儀、可燃?xì)怏w測試儀的實例,為讀者使用MSP430單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)提供參考。
本書由郭宏主編。在編寫過程中,課程組的王朝輝教授就該書框架的確定和內(nèi)容的編寫提出了許多寶貴的意見,此外,計算機(jī)科學(xué)系主任胡威教授也給予了很大的支持和幫助,并提出了許多建設(shè)性的意見。在此,編者表示衷心的感謝,同時還要感謝TI大學(xué)計劃部、教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目(項目編號:201801006040)及華中科技大學(xué)出版社對本書出版的大力支持。
為了方便理論教學(xué),我們還開發(fā)了完整的教學(xué)配套資源,包括MOOC、PPT課件等,任課教師可以發(fā)郵件至hustpeiit@163.com索取。
由于時間倉促且作者水平有限,書中肯定存在不妥之處,敬請廣大讀者批評指正。
個人簡歷: 郭宏,男,1962年生,博士,副教授,武漢科技大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教師。講授課程:數(shù)字電路與邏輯設(shè)計、單片機(jī)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)主要研究項目及領(lǐng)域: 長期從事嵌入式系統(tǒng)、智能儀器儀表、過程參數(shù)測量與分析方面的研究。多次參與國*級和省部級相關(guān)項目研究工作。發(fā)表國內(nèi)外學(xué)術(shù)論文三十多篇(其中多篇被SCI/EI/ISTP檢索),參與國家863項目3項、原國防科工委預(yù)研項目1項,湖北省科技攻關(guān)項目1項,湖北省教研項目3項,武漢科技大學(xué)教研專項資助2項。 主講數(shù)字電路與邏輯設(shè)計、單片機(jī)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)等課程。撰寫教學(xué)論文7篇。近幾年出版的教材: 《嵌入式系統(tǒng)與移動設(shè)備開發(fā)基礎(chǔ)》,人民郵電出版社,2018,9,2000冊/年。
第1章超低功耗單片機(jī)/1
1.1超低功耗單片機(jī)/1
1.2MSP430系列單片機(jī)/3
1.3MSP430單片機(jī)應(yīng)用選型/6
本章小結(jié)/7
思考題/8
第2章MSP430單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)/9
2.1MSP430單片機(jī)結(jié)構(gòu)/9
2.2MSP430單片機(jī)特性、結(jié)構(gòu)和外部
引腳/10
2.3MSP430單片機(jī)的中央處理器/12
2.4MSP430單片機(jī)的中斷結(jié)構(gòu)/12
2.5MSP430單片機(jī)的存儲器/16
2.6MSP430單片機(jī)尋址方式/19
2.7MSP430指令系統(tǒng)概述/22
本章小結(jié)/26
思考題/27
第3章MSP430集成開發(fā)環(huán)境/28
3.1IAR Embedded Workbench嵌入式
開發(fā)工具/28
3.2CCSv5軟件開發(fā)集成環(huán)境/34
本章小結(jié)/39
思考題/39
第4章復(fù)位與電源管理模塊/40
4.1MSP430系統(tǒng)復(fù)位/40
4.2電源管理模塊/42
本章小結(jié)/55
思考題/55
第5章時鐘系統(tǒng)與低功耗模式/56
5.1MSP430時鐘系統(tǒng)/56
5.2MSP430低功耗工作模式/72
本章小結(jié)/78
思考題/78
第6章通用I/O端口與LCD驅(qū)動模塊/79
6.1通用I/O端口/79
6.2MSP430液晶驅(qū)動模塊/85
本章小結(jié)/99
思考題/99
第7章定時器模塊/100
7.1看門狗定時器/100
7.2定時器A/104
7.3RTC控制器/119
本章小結(jié)/132
思考題/133
第8章A/D與D/A模塊/134
8.1ADC12_A/134
8.2DAC12_A/153
本章小結(jié)/164
思考題/164
第9章比較器與乘法器/165
9.1比較器B/165
9.2硬件乘法器/173
本章小結(jié)/183
思考題/183
第10章存儲器控制模塊/184
10.1RAM控制器/184
10.2Flash控制器/185
10.3DMA控制器/200
本章小結(jié)/215
思考題/215
第11章MSP430通信接口/216
11.1USCI模塊概述/216
11.2通用串行通信接口(USCI)——
UART模式/216
11.3通用串行通信接口(USCI)——
SPI模式/233
11.4通用串行通信接口(USCI)——
I2C模式/244
11.5通用串行總線(USB)模塊/261
本章小結(jié)/293
思考題/294
第12章MSP430應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計/295
12.1超低功耗單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計
原則/295
12.2MSP430系列單片機(jī)常用接口
設(shè)計/300
12.3MSP430系列單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計
舉例/318
本章小結(jié)/330
思考題/330