定 價：48 元
叢書名：普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材普通高等院校工程實踐系列規(guī)劃教材
- 作者：何文學(xué) ... [等] 編著
- 出版時間：2015/4/10
- ISBN：9787030437716
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：TP360.21
- 頁碼：328
- 紙張：印 次：1
- 版次：1
- 開本：16開
《基于項目的嵌入式系統(tǒng)簡明教程》以項目的方法講述多種不具有MMU(內(nèi)存管理單元)管理能力的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)開發(fā)。這類MCU微處理器就是通常所說的單片機，各有其特點�！痘陧椖康那度胧较到y(tǒng)簡明教程》共5篇，第1篇講述用AD軟件制作印制板的方法；第2篇重點介紹ATmega MCU應(yīng)用；第3篇重點闡述MSP430低功耗MCU應(yīng)用；第4篇主要闡述C2000 DSP應(yīng)用；第5篇重點講解Cortex-M3 MCU的應(yīng)用�！痘陧椖康那度胧较到y(tǒng)簡明教程》結(jié)合實例應(yīng)用，系統(tǒng)地介紹多種不同型號的微處理器，是一本學(xué)習(xí)無MMU管理的嵌入式系統(tǒng)的簡明綜合教程。
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《基于項目的嵌入式系統(tǒng)簡明教程》適合高等院校電子信息類及相關(guān)專業(yè)教學(xué)使用，也可作為電子類專業(yè)工程技術(shù)人員的培訓(xùn)和自學(xué)指導(dǎo)書。
目錄
前言
第1篇 Altium Designer 10電路設(shè)計
第1章 印制電路板概述 2
第2章 原理圖設(shè)計 3
2.1 原理圖設(shè)計步驟 3
2.2 原理圖設(shè)計操作流程 3
第3章 原理圖庫的建立 9
3.1 原理圖庫概述 9
3.2 編輯和建立元件庫 9
3.2.1 編輯兀件庫 9
3.2.2 自建元件庫及其制作元件 9
第4章 創(chuàng)建PCB元器件封裝 13
4.1 元器件封裝概述 13
4.1.1 元件封裝的分類 13
4.1.2 元器件的封裝編號 14
4.2 創(chuàng)建封裝庫大體流程 14
4.3 繪制PCB封裝庫的步驟和操作 14
4.3.1 手上創(chuàng)建元件庫 14
4.3.2 利用向?qū)?chuàng)建元件庫 l9
第5章 PCB設(shè)計 23
5.1 重要的概念和規(guī)則 23
5.2 PCB設(shè)計流程 23
5.3 詳細設(shè)計步驟和操作 24
第6章 STC89C51實訓(xùn)項目 29
6.1 任務(wù)分析 29
6.2 任務(wù)實施 30
6.2.1 新建項目 30
6.2.2 新建原理圖文件 31
6.2.3 設(shè)置圖紙參數(shù) 32
6.2.4 制作理圖庫 32
6.2.5 放置元器件 36
6.2.6 修改元器件屬性 38
6.2.7 進行原理圖布線 40
6.2.8 繪制元器件封裝庫 42
6.2.9 加載兀器件封裝庫 46
6.2.10 新建PCB文件 47
6.2.11 原理圖后期處理 49
6.2.12 元器件布局 50
6.2.13 進行布線規(guī)則設(shè)置 50
6.2.14 PCB布線 52
6.2.15 打印設(shè)置 54
6.3 利用熱轉(zhuǎn)印技術(shù)制作印制電路板 55
思考與練習(xí) 56
參考文獻 56
第2篇 基于ATmega MCU的設(shè)計
第7章 ATmega基礎(chǔ) 58
7.1 概述 58
7.2 軟件需求 59
7.3 仿真下載燒寫 63
7.3.1 下載編程模塊 63
7.3.2 JTAG仿真器 63
7.3.3 調(diào)試 63
7.4 入門程序 63
7.4.1 C程序的剖析 64
7.4.2 簡單實例 65
7.5 單片機開發(fā)的其他基礎(chǔ)知識 72
7.5.1 常用電子設(shè)計專業(yè)軟件 72
7.5.2 I/O端口 173
7.5.3 TTL電平 73
7.5.4 寄存器 73
7.5.5 邏輯電路 74
7.5.6 運算放人器 74
7.5.7 十六進制 74
7.5.8 引腳 74
7.5.9 信號 75
第8章 ATmega應(yīng)用實例 76
8.1 基于ATmega16L單片機的智能型搶答器設(shè)計 76
8.2 自動脈沖序列發(fā)生器 88
思考與練習(xí) 101
參考文獻 101
第3篇 基于MSP430 MCU的設(shè)計
第9章 MSP430基礎(chǔ) 104
9.1 概述 104
9.2 主要特點 105
第10章 MSP430F5529的內(nèi)核 107
10.1 主要特性 107
10.1.1 MSP430F5529硬件資源簡介 107
10.1.2 MSP430F5529引腳圖及結(jié)構(gòu)框圖 109
10.2 CPU 110
10.3 中斷機制 110
10.3.1 MSP430系列單片機的中斷簡介 110
10.3.2 MSP430系列單片機中斷處理過程 111
10.4低功耗 111
第11章 MSP430F5529釙圍器件原理 113
11.1 系統(tǒng)時鐘 113
11.2 通用輸入／輸出端口 113
11.2.1 不具有中斷能力的端口 114
11.2.2 具有中斷能力的端口 115
11.2.3 配置未使用的端口管腳 116
11.3 ADC12_A 117
11.3.1 ADC12_A介紹 118
11.3.2 ADC12_A運行 118
11.4 實時時鐘 127
11.4.1 實時時鐘介紹 127
11.4.2 實時時鐘操作 127
11.4.3 實時時鐘寄存器 131
11.5 UART 132
1 1.5.1 USCI概述 132
11.5.2 UART模式 133
11.5.3 USCI操作：UART模式 133
11.5.4 USCI寄存器：UART模式 140
11.6 看門狗定時器及其他 141
第12章 MSP430開發(fā)簡介 142
12.1 開發(fā)MSP430的入門套件 142
12.1.1 編程器 142
12.1.2 F1標(biāo)板 143
12.1.3 IDE 145
12.2 開發(fā)要求 145
12.2.1 硬件基礎(chǔ) 145
12.2.2 軟件基礎(chǔ) 145
12.2.3 調(diào)試目標(biāo)板 145
第13章 軟件開發(fā) 146
13.1 IAR EW丌發(fā)環(huán)境 146
13.2 IAR EW For MSP430安裝 149
13.3 IAR EW For MSP430的使用及簡單入門程序 152
13.3.1 創(chuàng)建項目和編寫相關(guān)代碼 152
13.3.2 項目設(shè)置并調(diào)試 156
13.3.3 實例代碼按鍵控制LED燈 160
第14章 MSP430F5529應(yīng)用實例 171
14.1 基于MSP430F5529開發(fā)的多功能手表實例 171
14.1.1 多功能手表系統(tǒng)及功能 171
14.1.2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 171
14.1.3 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述、總體軟件框圖 173
14.1.4 產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境 174
14.2 MSP430F5529中的RTC的應(yīng)用實例 174
14.2.1 硬件簡介 174
14.2.2 開發(fā)環(huán)境和開發(fā)調(diào)試 174
14.2.3 調(diào)試硬件并觀察結(jié)果 174
14.2.4 實例代碼 174
14.2.5 基于MSP430的C語言編程 182
第15章 實時操作系統(tǒng) 185
15.1 概述 185
15.1.1 實時操作系統(tǒng)定義 185
15 .1.2 實時操作系統(tǒng)的特征 185
15.1.3 實時操作系統(tǒng)的市幾關(guān)概念 186
15.1.4 嵌入式實時操作系統(tǒng) 186
15.1.5 嵌入式實時操作系統(tǒng)分類 188
15.2 FreeRTOS 189
15.2.1 概述 189
15.2.2 操作系統(tǒng)功能 190
15.2.3 操作系統(tǒng)的原理與實現(xiàn) 190
15.3 RTOS在MSP430中應(yīng)用簡介 193
15.3.1 TI的實時操作系統(tǒng)SYS/BIOS簡介 193
15.3.2 第二方RTOS技術(shù)產(chǎn)品 193
思考與練習(xí) 194
參考文獻 194
第4篇 基于C2000 DSP的設(shè)計
第16章 C2000 DSP系列簡介 196
16.1 DSP基礎(chǔ)知識 196
16.1.1 DSP的定義 196
16.1.2 DSP的特點 196
16.1.3 DSP與MCU. ARM. FPGA的區(qū)別 197
16.1.4 學(xué)習(xí)開發(fā)DSP所需要的知識 197
16.2 如何選擇DSP 197
16.2.1 DSP廠商介紹 197
1 6.2.2 TI公司各個系列DSP的特點 197
16.2.3 TI DSP具體型號的含義 198
16.2.4 C2000系列DSP選型指南 199
第17章 DSP開發(fā)環(huán)境 201
17.1 CCS的版本 201
17.2 CCSv4的安裝 202
17.3 創(chuàng)建工程 206
17.3.1 創(chuàng)建新工程 206
17.3.2 編譯工程 208
17.3.3 配置工程 209
17.4 工程調(diào)試 209
17.4.1 啟動調(diào)試器之前 209
17.4.2 啟動調(diào)試器 211
第18章 TMS320F28335應(yīng)用實例 212
18.1 總體介紹 212
18.2 硬件設(shè)計 212
18.2.1 掃頻信號產(chǎn)生電路 213
18.2.2 帶阻網(wǎng)絡(luò) 214
18.2.3 ADC驅(qū)動電路 215
18.2.4 串口通信模塊 216
18.2.5 電源管理模塊 216
18.3 軟件設(shè)計 217
18.3.1 軟件總體框圖 217
18.3.2 ADC中斷模塊 217
18.4 利用Altium Designer 10繪制原理圖及PCB 219
18.4.1 繪制原理圖 219
18.4.2 繪制PCB 223
18.4.3 利用熱轉(zhuǎn)印技術(shù)制作PCB 225
18.4.4 VB開發(fā)GUI界面 226
18.5 原理圖、PCB、源代碼 227
思考與練習(xí) 235
參考文獻 235
第5篇 基于STM32 MCU的設(shè)計
第19章 STM32硬件概述 238
19.1 STM32簡介 238
19.2 硬件底層 239
第20章 STM32軟件概述 241
20.1 MDK簡介 241
20.2 軟件底層 241
20.3 固件庫介紹 242
第21章 MDK軟件安裝與新建工程 245
21.1 安裝MDK軟件 245
21.2 啟動MDK 247
21.3 新建工程模板 251
第22章 GPIO點亮第一顆LED 258
22.1 GPIO介紹 258
22.1.1 重映射和復(fù)用功能 259
22.1.2 控制GPIO端口的寄存器 259
22.1.3 外設(shè)基地址 261
22.1.4 總線基地址 261
22.1.5 寄存器組基地址 262
22.2 庫的封裝 262
22.3 GPIO配置函數(shù) 263
22.4 按鍵 267
22.5 蜂鳴器 268
第23章 STM32內(nèi)部資源配置 269
23.1 STM32串口USART的配置 269
23.2 時鐘RCC 271
23.2.1 時鐘簡介 271
23.2.2 時鐘硬件 274
23.2.3 時鐘軟件 274
23.2.4 滴答時鐘SysTick 277
23.2.5 復(fù)位 278
23.3 STM32中斷優(yōu)先級管理NVIC 279
23.3.1 NVIC簡介 279
23.3.2 NVIC的軟件 279
23.4 外部中斷EXTI 282
23.4.1 EXTI簡介 282
23.4.2 EXTI的軟件 282
23.5 定時器TIME 283
23.5.1 TIME簡介 283
23.5.2 TIME的軟件 284
23.5.3 PWM簡介 288
23.5.4 PWM軟件 288
23.6 ADC 291
23.6.1 ADC簡介 291
23.6.2 ADC的硬件 292
23.6.3 ADC軟件 292
23.7 看門狗 295
23.7.1 獨立看門狗介紹 295
23.7.2 窗口看門狗介紹 295
23.8 待機喚醒 295
23.8.1 待機喚醒簡介 295
23.8.2 待機喚醒的軟件 296
23.9 DMA 298
23.9.1 DMA簡介 298
23.9.2 DMA的軟件 299
23.10 SPI 301
23.10.1 SPI簡介 301
23.10.2 SPI的軟件 303
第24章 STM32F103應(yīng)用實例 305
24.1 項目要求 305
24.1.1 需求分析 305
24.1.2 實現(xiàn)方法 305
24.2 硬件設(shè)計 307
24.2.1 硬件功能 307
24.2.2 硬件實現(xiàn) 308
24.2.3 外觀設(shè)計 311
24.3 軟件設(shè)計 311
24.3.1 風(fēng)機速度檢測 311
24.3.2 顯示功能 313
24.4 GUI接口設(shè)計 315
思考與練習(xí) 316
參考文獻 316
第1章 印制電路板概述
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展和印制電路板加工工藝不斷提高，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)代電子線路系統(tǒng)已經(jīng)變得非常復(fù)雜。同時電子產(chǎn)品在向小型化發(fā)展，在更小的空間內(nèi)實現(xiàn)更復(fù)雜的電路功能，因此，對印制電路板的設(shè)計和制作要求也越來越高�？焖佟�(zhǔn)確地完成電路板的設(shè)計對電子線路工作者而言是一個挑戰(zhàn)，同時也對設(shè)計工具提出了更高要求，像Cadence、PowerPCB以及Protel等電子線路輔助設(shè)計軟件應(yīng)運而生。其中Protel在國內(nèi)使用最為廣泛。本書所有講解均使用Altium Designer Release 10(Protel新版本)。
用Altium Designer Release 10繪制印制電路板的流程圖如圖1-1所示。
第2章 原理圖設(shè)計
印制電路板制作過程的第一步是設(shè)計電路原理圖，本章以設(shè)計“兩級放大電路為例重點闡述電路原理圖的設(shè)計過程，以幫助初學(xué)者熟悉Altium Designer Release 10軟件平臺。
2.2 原理圖設(shè)計操作流程
這里以設(shè)計“兩級放大電路為例，電路原理如圖2-2所示。首先建立PCB工程(項目)文件，再進行原理圖的繪制工作，原理圖文件需加載到項目文件中，且保存到同一文件夾下。
1．創(chuàng)建PCB工程(項目)文件
啟動Protel DXP后，選擇“File/“New/“Project/“PCB Project菜單命令；完成后如圖2-3所示。
2．保存PCB項目(工程)文件
選擇“File/“Save Project菜單命令，彈出保存對話框“Save [PCB_Project1.PrjPCB]AS對話框，如圖2-4所示；選擇保存路徑后在“文件名欄內(nèi)輸入新文件名保存到自己建立的文件夾中。
3．創(chuàng)建原理圖文件
在新建的PCB項目(工程)下新建原理圖文件。
在新建的PCB項目(工程)下，選擇“File/“New/“Schematic菜單命令；完成后如圖2-5所示。
4．保存原理圖文件
選擇“File/“Save菜單命令，彈出“Save [Sheet1.SchDoc]AS對話框，如圖2-6所示；選擇保存路徑后在“文件名欄內(nèi)輸入新文件名保存到自己建立的文件夾中。
5．設(shè)置工作環(huán)境
建議初學(xué)者保持默認，暫時不需要設(shè)置，等到一定水平后再進行設(shè)置。
選擇“Design/“Document Options菜單命令，在系統(tǒng)彈出的“Document Options對話框中進行設(shè)置。
6．放置元件
在放置元件之前需要加載所需要的庫(系統(tǒng)庫或者自己建立的庫)。
(1)加載庫。
方法一：安裝庫文件的方式放置。
如果知道自己所需要的元件在哪一個庫，則只需要直接將該庫加載，具體加載方法如下：選擇“Design/“Add/Remove library菜單命令，彈出“Available Libraries對話框，如圖2-7所示；單擊安裝所找到庫文件即可。
方法二：搜索元件方式放置。
在不知道某個需要用的元件在哪一個庫的情況下，可以采用搜索元件的方式進行元件放置。具體操作如下：選擇“Place/“Part菜單命令，彈出“Place Part對話框，如圖2-8所示。
單擊“Choose按鈕，彈出“Browse Libraries對話框，如圖2-9所示。單擊“Find按鈕進行查找。
單擊“Find按鈕后彈出“Libraries Search對話框，所示。設(shè)置完成后單擊“Search按鈕，彈出圖2-11所示的對話框。選中所需的元件后單擊“OK按鈕后操作如圖2-12(a)所示。此時元件就粘到了鼠標(biāo)上，如圖2-12(b)所示，單擊即可放置元件。
方法三：自己建立元件庫。
具體建庫步驟參見原理圖庫的建立一章。添加元件同方法一，不再贅述。
(2)元件修改和定義。
在放置好元件后需要對元件的位置、名字、封裝、序號等進行修改和定義。除元件位置之外其他修改也可以放到布線以后再進行。
①元件屬性修改方法。在元件上雙擊鼠標(biāo)左鍵，彈出“Properties for Schematic Component in Sheet(原理圖文件名)對話框，屬性修改如圖2-13所示。
②封裝修改過程。在圖2-13所示對話框中單擊“Footprint，封裝修改過程如圖2-14所示。
7．原理圖布線
在放好元件位置后即可對原理圖進行布線操作。
選擇“Place/“Wire菜單命令，此時將帶十字形的光標(biāo)放到元件引腳位置單擊鼠標(biāo)左鍵即可進行連線(注意：拉線過程不應(yīng)一直按住鼠標(biāo)左鍵不放)，將導(dǎo)線拉到另一引腳上單擊鼠標(biāo)左鍵即放完一根導(dǎo)線，放置完導(dǎo)線右擊或者按“Esc鍵結(jié)束放置。
選擇“Place菜單命令，里面的操作和“Wire類似。具體功能自行查閱。(注意：“Place里面的工具基本上都要求會用)。
8．原理圖電氣規(guī)則檢查
選擇“Project/“Compile PCB Project[工程名]菜單命令；若無錯誤提示，即通過電器規(guī)則檢查，如有錯誤，則需找到錯誤位置進行修改調(diào)整(注意：電氣檢查規(guī)則建議初學(xué)者不要更改，待熟練后再更改)。
9．生成網(wǎng)絡(luò)表
通過編譯后，即可進行網(wǎng)絡(luò)表生成。選擇“Design/“Netlist for Project/“Protel菜單命令。
10．保存輸出
選擇“File/“Save(或者“File/“Save As)菜單命令即可保存。
第3章 原理圖庫的建立
在Protel中，并不是所有元件在庫中都能找到，或者能找到但與實際元件引腳標(biāo)號不一致，或者元件庫里面的元件的符號大小或者引腳的距離與原理圖不匹配等，因此需要對找不到的庫或者某些元件重新進行繪制，以完成電路的繪制。
3.1 原理圖庫概述
1．原理圖元件組成
2．建立新原理圖元件的方法
(1)在原有的庫中編輯修改。
(2)自己重新建立庫文件(本書學(xué)習(xí)主要以第二種方法為主)。
3.2 編輯和建立元件庫
3.2.1 編輯元件庫
此方法請同學(xué)們自行查閱相關(guān)資料進行操作，或者到基本掌握該軟件的應(yīng)用后作為高級工具來進行學(xué)習(xí)。
3.2.2 自建元件庫及其制作元件
1．自建元件庫及其制作元件總體流程
自建元件庫及其制作元件總體流程如圖3-1所示。
2．具體操作步驟
(1)新建原理圖元件庫。
選擇“File/“New/“l(fā)ibrary/“Schematic Library菜單命令，完成后如圖3-2所示。
選擇“File/“Save菜單命令，彈出“Save [Schlib1.SchLib]As對話框，選擇保存路徑，如圖3-3所示。
(2)為庫文件添加元件。
單擊打開“SCH Library面板，如圖3-4所示。此時可以在右邊的工作區(qū)進行元件繪制；建立第二個以上元件時，選擇“Tools/“New Component菜單命令，彈出對話框如圖3-5所示，確定后即可在右邊的工作區(qū)內(nèi)繪制元件。
(3)繪制元件外形。
庫元件的外形一般由直線、圓弧、橢圓弧、橢圓、矩形和多邊形等組成，系統(tǒng)也在其設(shè)計環(huán)境下提供了豐富的繪圖工具。要想靈活、快速地繪制出自己所需要的元件外形，就必須熟練掌握各種繪圖工具的用法。具體操作方法請自行研究。
選擇“Place菜單命令，可以繪制各種圖形。
(4)為元件添加引腳。
選擇“Place/“Pin菜單命令，光標(biāo)變?yōu)槭中螤睿в幸粋�引腳符號，此時按“Tab鍵，彈出圖3-6所示的元件“Pin Properties對話框(或者先將引腳放置在面板上后雙擊就可以彈出以下對話框設(shè)置屬性)，可以修改引腳參數(shù)，移動光標(biāo)，使引腳符號上遠離光標(biāo)的一端(即非電氣熱點端)與元件外形的邊線對齊，然后單擊，即可放置一個引腳。
(5)定義元件屬性。
繪制好元件后，還需要描述元件的整體特性，如默認標(biāo)識、描述、PCB封裝等。
打開“SCH Library庫文件面板，在元件欄“Components選中某個元件，然后單擊“Edit
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