本書屬于全國大學生電子設計競賽系列教材，專門針對電子系統(tǒng)設計中最小微控制器系統(tǒng)的設計和應用而編寫。本書第一章和第二章對微控制處理器最小系統(tǒng)設計的基礎知識進行了介紹，重點介紹了微控制處理器的內(nèi)涵發(fā)展、常用的微控制處理器系列以及最小系統(tǒng)硬件設計基礎，尤其是便攜式電子系統(tǒng)設計中低功耗設計與處理。隨后本書的內(nèi)容分成三個部分，以最具代表意義的三類微控制處理器為例，分別進行了具體的最小嵌入式系統(tǒng)的硬件設計，并結(jié)合具體應用進行了電路功能擴展和應用系統(tǒng)軟件開發(fā)。這三類處理器分別是低功耗微控制器的代表MSP430F5系列、工業(yè)控制的DSP處理器代表TMS320C/F28系列，以及基于Cortex-M4 ARM架構(gòu)的嵌入式微控制器代表STM32F4系列。每一類最小系統(tǒng)設計與應用開發(fā)的電路原理圖、PCB圖、核心算法程序和典型應用系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件，以數(shù)字資源的形式給出。
微控制器系統(tǒng)已經(jīng)滲透到生活的各個領域，不說我們離不開的手機、電腦、電視，就是日常生活中的方方面面，從智能家電到汽車電子，從道路紅綠燈到電子警察，從銀行的ATM機到自動販賣機等，都是一系列不同形態(tài)的微控制器系統(tǒng)。全國大學生電子設計競賽作為一個有著重大影響力的大學生科技競賽平臺，要求學生應用大學學習的電子技術(shù)知識，獨立完成有實用性、有創(chuàng)意的微控制器系統(tǒng)設計，提升微控制器系統(tǒng)設計與創(chuàng)新能力。
在全國大學生電子設計競賽中，微控制處理器的最小系統(tǒng)是競賽作品設計與制作的基礎，是所有嵌入式系統(tǒng)設計的基礎，其設計方法、電路制作是學生賽前訓練和競賽設計最重要的內(nèi)容之一。全國大學生電子競賽中需要的最小系統(tǒng)已經(jīng)超過了最初單片機最小系統(tǒng)的范疇：一方面是處理器本身從最基本的單片機C51發(fā)展為含義更廣泛的微控制、嵌入式系統(tǒng)微處理器，甚至數(shù)字信號處理器DSP；另一方面是最小系統(tǒng)的功能，也從僅包括擴展的顯示系統(tǒng)、鍵控系統(tǒng)、ROM/RAM存儲系統(tǒng)、高頻時鐘系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和D/A轉(zhuǎn)換電路，擴展到包括復雜模擬電路、PWM驅(qū)動電路、射頻電路和基于EDA開發(fā)的FPGA或CPLD可編程高速數(shù)字電路等。
基于這樣的背景，在201 1年我們編寫出版了《最小系統(tǒng)設計與應用》一書，用作我們學�！娮涌萍即髮W開設的公選課程“最小系統(tǒng)設計與應用”的教材。經(jīng)過多年來的使用，尤其是針對實驗實訓所開發(fā)的最小系統(tǒng)板不斷升級，實訓項目不斷完善，我們決定重新編寫了這本《最小微控制器系統(tǒng)設計與應用》。
本書第1章和第2章對微控制處理器最小系統(tǒng)設計的基礎知識進行介紹。首先介紹了微控制處理器的內(nèi)涵發(fā)展、常用的微控制處理器的系列產(chǎn)品、產(chǎn)品型號和特點；其次給出了微控制處理器最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系與軟件系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境；最后討論了微控制處理器的最小系統(tǒng)硬件設計的思路與步驟，重點分析了最小系統(tǒng)的可靠性設計、便攜式系統(tǒng)的電源設計以及應用系統(tǒng)的低功耗設計等相關內(nèi)容。
在此基礎上，本書后續(xù)內(nèi)容進行了微控制器最小系統(tǒng)設計。共分為三個部分，以最具代表意義的三種微控制處理器為例，進行了具體系統(tǒng)設計和典型應用開發(fā)。這三種微控制處理器分別是低功耗微控制器的代表MSP430F5系列、工業(yè)控制的DSP處理器代表TMS320F28系列以及基于Cortex - M4 ARM架構(gòu)的嵌入式微控制器代表STM32F4系列。
從第3章到第6章為微控制器最小系統(tǒng)設計的第一部分，以超低功耗微處理器MSP430F5x系列的最小系統(tǒng)設計為例，重點介紹了微處理器最小系統(tǒng)設計中芯片外圍電路設計、片上外設的使用、軟件開發(fā)環(huán)境，以及典型應用設計。MSP430F5x系列 是美國德州儀器公司（ TI）推出的MSP430系列超低功耗16位混合信號處理器，集多
種領先技術(shù)于一體，在業(yè)界獲得廣泛的認可，領引微控制的應用技術(shù)。
第1章 微控制處理器基礎
1．1 微處理器、微控制器和嵌入式系統(tǒng)
1．1．1 三種處理器
1．1．2 微控制器與嵌入式系統(tǒng)
1．2 微控制處理器的發(fā)展
1．2．1 微控制處理器發(fā)展經(jīng)歷的四個階段
1．2．2 主要的微控制器廠商和其微控制處理器系列
1．3 微控制處理器的體系結(jié)構(gòu)
1．3．1 微控制器的基本組成
1．3．2 精簡指令集微控制器和復雜指令集微控制器
1．4 微控制處理器的軟件系統(tǒng)
第2章 最小系統(tǒng)設計基礎
2．1 微控制器最小系統(tǒng)的設計
2．1．1 最小系統(tǒng)的硬件設計方法與步驟
2．1．2 最小系統(tǒng)的設計舉例
2．2 微控制器最小系統(tǒng)的可靠性設計
2．2．1 可靠性復位技術(shù)
2．2．2 電壓監(jiān)測及掉電保護技術(shù)
2．2．3 指令冗余技術(shù)
2．3 低功耗系統(tǒng)的電源設計
2．3．1 移動終端的電池選擇
2．3．2 高效率低功耗穩(wěn)壓電路設計
2．4 最小系統(tǒng)中低功耗設計
2．4．1 微控制處理器的選擇
2．4．2 外圍芯片的選擇
2．4．3 軟件超低功耗運行管理策略
第一部分 MSP430F5系列微處理器與最小系統(tǒng)設計
第3章 MSP430微處理器基礎
3．1 MSP430微處理器概述
3．1．1 MSP430微處理器的結(jié)構(gòu)特點和主要功能
3．1．2 MSP430微處理器系列產(chǎn)品
3．1．3 存儲器結(jié)構(gòu)與地址空間
3．2 MSP430指令系統(tǒng)與程序設計
3．2．1 MSP430微處理器的指令系統(tǒng)
3．2．2 MSP430微處理器的C程序設計
第4章 基于MSP430F5529的最小系統(tǒng)設計
4．1 MSP430F5529最小系統(tǒng)硬件設計
4．1．1 MSP430F5系列微處理器最小系統(tǒng)組成
4．1．2 最小系統(tǒng)中電源設計
4．1．3 系統(tǒng)復位電路設計
4．1．4 系統(tǒng)時鐘電路設計
4．1．5 MSP430功耗管理模塊
4．2 MSP430F5529最小系統(tǒng)開發(fā)板設計與應用程序模塊
4．2．1 鍵盤接口
4．2．2 數(shù)碼管顯示接口
4．2．3 液晶驅(qū)動接口
第5章 MSP430微處理器的軟件開發(fā)工具
5．1 IAR Embedded Workbench概述
5．2 Embedded Workbench的使用
5．2．1 創(chuàng)建一個工程及編譯鏈接
5．2．2 項目設置
5．2．3 應用調(diào)試
5．2．4 語言擴展與提高編程效率
第6章 MSP430最小系統(tǒng)應用
6．1 MSP430片內(nèi)外圍模塊應用設計
6．1．1 定時器
6．1．2 模擬比較器應用
6．1．3 SPI接口應用
6．1．4 片上A/D、D/A和DMA的應用
6．2 基于MSP430微處理器的并行比較型ADC設計
6．3 基于MSP430的PWM進行DAC設計
6．3．1 原理分析
6．3．2 硬件設計
6．3．3 基于PWM的DAC設計的軟件編程
6．4 低頻數(shù)字式相位測量儀
6．4．1 任務與要求
6．4．2 題目分析
6．4．3 方案論證
6．4．4 相位測量儀詳細設計
6．4．5 數(shù)字式移相信號發(fā)生器的設計
6．4．6 作品總評
第二部分 TMS320C28系列處理器與最小系統(tǒng)設計
第7章 TMS320F281x系列DSP
7．1 TMS320F281x概述
7．1．1 TMS320F281x的結(jié)構(gòu)特點和主要性能
7．1．2 TMS320F281x系列DSP比較
7．1．3 存儲器與地址空間
7．2 TMS320F281x的指令系統(tǒng)與程序設計
7．2．1 尋址方式與匯編指令
7．2．2 C程序設計
第8章 TMS320F281x最小系統(tǒng)設計
8．1 TMS320F2812系統(tǒng)硬件分析
……
第三部分 STM32F4處理器與最小系統(tǒng)設計
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