微机原理与嵌入式接口技术

图书标准信息

• 作者 刘显荣 著
• 出版社 西安电子科技大学出版社
• 出版时间 2016-08
• 版次 1
• ISBN 9787560641355
• 定价 37.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 328页

【内容简介】

本书是一本从实际应用出发，同时兼顾原理性内容的“微机原理及应用”课程教材。本书用基于ARM内核的STM32CPU代替了传统的8086CPU，并按照基础知识、基本原理和应用案例的结构重新构建了课程的三部分内容：微型计算机体系结构原理、汇编/C语言编程和接口应用技术。全新的教学内容与原有课程体系完全融合在一起，满足了课程的原理性与应用性的要求。
本书内容丰富，案例真实完整，主要采用C语言库函数实现，反映了现代微机技术发展的新水平和趋势，做到学以致用。本书内容包括微型计算机基础，Cortex-M3基础，Cortex-M3的指令系统与汇编程序设计，接口技术，中断技术，定时器与计数器，D/A与A/D转换技术，串行通信技术，存储器及其扩展，嵌入式接口技术。
本书可作为高等学校电气信息类专业本科生及非计算机专业研究生“微机原理及应用”或“微机原理与接口技术”课程的教材，还可以作为计算机及相关专业大专和各类嵌入式培训班的教材或参考书，对工程技术人员也有一定的指导意义和参考价值。

【目录】

第1章  微型计算机基础                1  

      1.1   计算机中的数制与编码                1    

        1.1.1  数制及其转换                1    

        1.1.2  计算机中数的表示与运算                4    

        1.1.3  BCD码和ASCII码                10  

      1.2   微型计算机概述                12    

        1.2.1  微型计算机基本概念                12    

        1.2.2  微型计算机系统组成                16    

        1.2.3  微型计算机的工作过程                18  

      1.3   嵌入式系统概述                19    

        1.3.1  嵌入式系统的诞生与发展历程                19    

        1.3.2  ARM处理器的体系                20    

        1.3.3  STM32系列处理器介绍                22

      习题1                26

    第2章  Cortex-M3基础                27  

      2.1   8位微处理器的功能结构                 27  

      2.2   CM3处理器简介                30    

        2.2.1  CM3处理器的结构                30    

        2.2.2  CM3处理器的特点                32  

      2.3   CM3的寄存器组                34    

        2.3.1  通用寄存器                35    

        2.3.2  连接寄存器R14                35    

        2.3.3  程序计数器R15                35    

        2.3.4  特殊功能寄存器                35  

      2.4   操作模式和特权级别                38  

      2.5   堆栈与堆栈指针                39    

        2.5.1  堆栈的基本概念                39    

        2.5.2  CM3的堆栈指针                40    

        2.5.3  CM3堆栈的实现与应用                40  

      2.6   复位序列                42  

      2.7   CM3的存储器系统                43    

        2.7.1  大于8位的数据的存储                43    

        2.7.2  CM3存储器映射                45    

        2.7.3  位带操作                49

      习题2                53

    第3章  Cortex-M3的指令系统与汇编程序设计                54  

      3.1   CM3指令的结构                54    

        3.1.1  Thumb-2指令集                54    

        3.1.2  CM3指令的格式                55    

        3.1.3  CM3指令的后缀                56  

      3.2   CM3指令的寻址方式                 57    

        3.2.1  立即操作数的寻址                58    

        3.2.2  寄存器操作数的寻址                59    

        3.2.3  存储器操作数的寻址                60  

      3.3   CM3指令集                62    

        3.3.1  存储器访问指令                62    

        3.3.2  数据处理运算指令                66    

        3.3.3  分支转移指令                70    

        3.3.4  其他指令                72    

        3.3.5  伪指令                73  

      3.4   ARM汇编程序设计基础                 74    

        3.4.1  ARM汇编指示命令                74    

        3.4.2  ARM汇编语句格式                81    

        3.4.3  ARM汇编语言格式                85    

        3.4.4  ARM汇编语言基本结构程序设计方法                86

      习题3                95

    第4章  接口技术                97  

      4.1   I/O接口概述                97    

        4.1.1  I/O接口电路的作用                97    

        4.1.2  接口和端口                98    

        4.1.3  I/O端口的编址                99  

      4.2   CPU与外设之间的数据传送方式                 100    

        4.2.1  无条件传送                100    

        4.2.2  查询式传送                101    

        4.2.3  中断传送方式                102    

        4.2.4  DMA传送方式                103    

        4.2.5  几种传送方式的比较                103  

      4.3   并行接口基本电路                104    

        4.3.1  缓冲与锁存电路                104    

        4.3.2  上拉与下拉输入电路                104    

        4.3.3  OC/OD输出电路                105    

        4.3.4  推挽输出电路                105  

      4.4   STM32的GPIO                 106    

        4.4.1  GPIO的端口电路                106    

        4.4.2  GPIO的工作方式与寄存器配置                107    

        4.4.3  GPIO引脚的复用与重映射                110  

      4.5   GPIO的应用                111    

        4.5.1  功能要求与硬件设计                111    

        4.5.2  基于汇编的GPIO应用                112    

        4.5.3  基于C寄存器操作的GPIO应用                116    

        4.5.4  基于C库函数的GPIO应用                120

      习题4                123

    第5章  中断技术                124  

      5.1   中断系统概述                124  

      5.2   中断源及其管理                125    

        5.2.1  中断源的分类                125    

        5.2.2  STM32的中断源                126    

        5.2.3  STM32中断源的输入管理                127  

      5.3   中断优先级                129    

        5.3.1  中断优先级的排队方法                129    

        5.3.2  CM3中断源的优先级划分                131    

        5.3.3  优先级分组                132    

        5.3.4  PRIMASK、FAULTMASK和BASEPRI寄存器                134  

      5.4   中断服务程序与中断向量表                 134    

        5.4.1  中断服务程序                134    

        5.4.2  中断向量                135  

      5.5   中断的处理过程                137  

      5.6   中断延迟及其改善                140    

        5.6.1  咬尾中断                141    

        5.6.2  晚到异常                141  

      5.7   STM32中断应用                 142

      习题5                145

    第6章  定时器与计数器                147  

      6.1   STM32的时钟系统                 147    

        6.1.1  32位处理器时钟系统                147    

        6.1.2  STM32处理器时钟系统框图                148    

        6.1.3  STM32时钟源                150    

        6.1.4  SYSCLK时钟源切换                151    

        6.1.5  时钟安全系统(CSS)                151    

        6.1.6  时钟输出                 152    

        6.1.7  STM32时钟初始化                152  

      6.2   定时器                153    

        6.2.1  定(延)时基本方法                153    

        6.2.2  定时器的一般工作原理                153    

        6.2.3  STM32定时器概述                155  

      6.3   STM32的通用定时器                156    

        6.3.1  STM32定时器工作原理分析                158    

        6.3.2  时基                160    

        6.3.3  输出比较模式                164    

        6.3.4  PWM输出                168    

        6.3.5  输入捕获                172    

        6.3.6  单脉冲输出(One Pulse Mode，OPM)                175    

        6.3.7  综合应用                176

      习题6                181

    第7章  D/A与A/D转换技术                183  

      7.1   D/A转换基础                184    

        7.1.1  转换原理                184    

        7.1.2  D/A转换器的主要性能指标                186  

      7.2   STM32的DAC                 187    

        7.2.1  STM32 DAC功能简介                187    

        7.2.2  STM32 DAC的工作模式                188    

        7.2.3  STM32 DAC的转换                191    

        7.2.4  STM32 DAC的应用                192  

      7.3   A/D转换基础                198    

        7.3.1  A/D转换原理                198    

        7.3.2  A/D转换器分类                199    

        7.3.3  A/D转换性能指标                203    

        7.3.4  多通道数据采集                204  

      7.4   STM32的ADC                205    

        7.4.1  STM32 ADC功能简介                206    

        7.4.2  STM32 ADC的工作模式                207    

        7.4.3  STM32 ADC的转换                211    

        7.4.4  STM32片内温度传感器                213    

        7.4.5  STM32 ADC的应用                215

      习题7                219

    第8章  串行通信技术                220  

      8.1   通信技术基础                220    

        8.1.1  概述                220    

        8.1.2  异步通信与同步通信                222    

        8.1.3  通信数据校验                225    

        8.1.4  数据的表示                227

      8.2   STM32的异步串行通信                 231    

        8.2.1  STM32 USART功能简介                231    

        8.2.2  USART工作过程分析                232  

      8.3   STM32的串口通信应用                 235

      习题8                240

    第9章  存储器及其扩展                241  

      9.1   存储器概述                214  

      9.2   存储器系统的层次结构                 242    

        9.2.1  存储器系统的层次结构概述                242    

        9.2.2  Cache                243    

        9.2.3  虚拟内存                245  

      9.3   半导体存储器                246    

        9.3.1  半导体存储器的分类                246    

        9.3.2  半导体存储芯片的一般结构                247    

        9.3.3  静态RAM                248    

        9.3.4  动态RAM                249    

        9.3.5  ROM                251    

        9.3.6  Flash                254  

      9.4   存储芯片的主要技术指标                 256  

      9.5   存储器的扩展                257    

        9.5.1  存储器扩展时的问题                257    

        9.5.2  存储容量的位扩展                258    

        9.5.3  存储容量的字扩展                259    

        9.5.4  32位数据总线的存储器接口设计                263  

      9.6   FSMC扩展存储器接口                 267    

        9.6.1  FSMC简介                 267    

        9.6.2  FSMC扩展存储器                269

      习题9                276

    第10章  嵌入式接口技术                279  

      10.1  扩展技术概述                279    

        10.1.1  扩展的任务与要求                279    

        10.1.2  扩展的基本方法                280  

      10.2  I/O模拟时序接口扩展                282    

        10.2.1  1602内部的存储器                282    

        10.2.2  1602的引脚与时序                283    

        10.2.3  STM32扩展1602                284  

      10.3  SPI总线                288    

        10.3.1  SPI总线简介                288    

        10.3.2  SPI从机选择                289    

        10.3.3  SPI时钟的相位和极性                290    

        10.3.4  STM32的SPI                 291    

        10.3.5  SPI在记录智能仪表历史数据中的应用                295  

      10.4  I2C总线                302    

        10.4.1  I2C总线简介                302    

        10.4.2  I2C的信号                304    

        10.4.3  I2C总线工作过程                305    

        10.4.4  I2C总线的时钟同步与仲裁                306    

        10.4.5  STM32的I2C                308    

        10.4.6  I2C在保存智能仪表运行参数中的应用                311

      习题10                315

    参考文献                317