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第1篇 嵌入式系统开发概述3

第1章 绪论3

1.1嵌入式系统概述3

1.1.1嵌入式系统的定义3

1.1.2嵌入式系统的特点3

1.1.3嵌入式系统的应用与发展4

1.2嵌入式系统硬件设计5

1.2.1概述5

1.2.2设计流程5

1.3嵌入式系统软件设计9

1.3.1嵌入式系统软件架构9

1.3.2嵌入式系统软件设计流程10

1.3.3软硬件协同设计12

1.4嵌入式系统开发形式13

第2章 处理器与开发环境15

2.1 LPC2136处理器15

2.1.1 ARM7体系结构15

2.1.2 LPC2136片上资源18

2.2 8051单片机20

2.2.1 8051单片机概述21

2.2.2 AT89S51系列单片机22

2.3 Keil集成开发环境24

2.3.1 Keil开发环境24

2.3.2基于LPC2136的系统开发流程26

2.4 MSP430单片机32

2.4.1 MSP430单片机概述32

2.4.2 MSP430F161X系列单片机35

2.5 AVR单片机38

2.5.1 AVR单片机概述38

2.5.2 ATmega32系列单片机40

2.6 J TAG工作原理42

2.7 Altium Designer介绍45

2.7.1 Altium Designer工具简介45

2.7.2 PCB设计入门46

2.8工具软件55

2.8.1 H-JTAG55

2.8.2串口通信工具60

2.8.3 USB调试工具64

2.8.4图像转换工具66

2.8.5 MP3音频转换工具69

2.8.6 PROGISP70

第3章 嵌入式系统设计流程73

3.1需求分析的主要问题73

3.2嵌入式处理器选型75

3.3系统软硬件功能分配76

3.4系统结构设计76

3.5嵌入式系统工艺设计78

3.6抗干扰设计78

3.7嵌入式系统工业设计79

第2篇 多核心嵌入式教学科研平台设计83

第4章 嵌入式平台系统需求分析与总体设计83

4.1系统概述83

4.2系统需求分析84

4.2.1硬件需求分析85

4.2.2软件需求分析87

4.3总体设计88

4.3.1核心板设计88

4.3.2主板硬件模块设计90

4.3.3主板跳线器设计94

4.4 LPC2136核心板设计与实现95

4.4.1 LPC2136核心板设计95

4.4.2 LPC2136核心板原理说明96

4.4.3 LPC2136核心板跳线说明98

4.5 MSP430核心板设计与实现103

4.5.1 MSP430核心板设计103

4.5.2 MSP430核心板原理说明104

4.5.3 MSP430核心板跳线说明105

4.6仿真器设计与实现108

4.6.1 JTAG仿真器108

4.6.2 H-JTAG仿真器108

4.6.3仿真器的使用111

第5章 开发框架和公共模块112

5.1开发框架112

5.2 GPIO介绍113

5.2.1 LPC2136处理器GPIO介绍113

5.2.2 MSP430F1611处理器GPIO介绍115

5.3 SPI模块介绍117

5.3.1 LPC2136的SPI接口118

5.3.2 MSP430F1611的SPI接口123

5.4模拟总线介绍126

第6章 电路设计与软件分析129

6.1步进电机129

6.1.1工作原理129

6.1.2电路介绍130

6.1.3软件设计131

6.2 UART模块133

6.2.1 UART工作原理概述133

6.2.2 UART模块结构134

6.2.3 SP3232及UART模块电路简介138

6.2.4 UART模块编程示例139

6.3 IIC总线142

6.3.1 IIC概述142

6.3.2 IIC模块结构143

6.3.3 EEPROM存储器简介146

6.3.4 IIC模块编程示例148

6.4点阵型LCD153

6.4.1工作原理153

6.4.2电路介绍157

6.4.3软件设计158

6.5 TFT型LCD161

6.5.1工作原理162

6.5.2电路介绍164

6.5.3软件设计165

6.6温度传感器171

6.6.1工作原理171

6.6.2电路介绍174

6.6.3软件设计174

6.7实时时钟180

6.7.1实时时钟概述180

6.7.2实时时钟模块结构181

6.7.3 RTC模块编程示例186

6.8脉宽调制器191

6.8.1脉宽调制器概述191

6.8.2 PWM模块结构192

6.8.3 PWM模块编程示例197

6.9看门狗201

6.9.1工作原理201

6.9.2模块结构201

6.9.3编程示例203

6.10模／数、数／模转换207

6.10.1工作原理207

6.10.2 LPC2136的A／D模块介绍208

6.10.3 LPC2136的D／ A模块介绍211

6.10.4电路介绍212

6.10.5软件设计212

6.11 PS／2接口215

6.11.1 PS／2接口工作原理215

6.11.2 PS／2键盘编码与命令集217

6.11.3电路介绍219

6.11.4软件设计219

6.12 MP3音乐播放223

6.12.1 MP3文件格式223

6.12.2电路介绍223

6.12.3软件设计229

6.13 SD卡232

6.13.1工作原理233

6.13.2电路介绍238

6.13.3软件设计239

6.14 USB接口244

6.14.1 USB接口简介245

6.14.2 USB协议245

6.14.3 USB控制芯片介绍247

6.14.4电路介绍250

6.14.5软件设计250

6.15 CAN总线257

6.15.1 CAN总线概述257

6.15.2 CAN协议概述258

6.15.3 CAN总线控制器SJA1000概述259

6.15.4实验使用的通信协议及主要程序分析263

第3篇 多核心单片机教学实验平台设计271

第7章 单片机平台系统需求分析与总体设计271

7.1系统概述271

7.2系统需求分析272

7.2.1硬件需求分析272

7.2.2软件需求分析274

7.3系统设计274

7.3.1 AVR转接板设计274

7.3.2主板硬件模块设计275

7.3.3处理器资源分配277

7.4软件框架278

第8章 模块设计与软件分析280

8.1流水灯280

8.1.1工作原理280

8.1.2电路介绍280

8.1.3软件设计280

8.2键盘和数码管281

8.2.1工作原理282

8.2.2电路介绍284

8.2.3软件设计285

8.3点阵LCD287

8.3.1电路介绍287

8.3.2软件设计288

8.4语音模块291

8.4.1工作原理291

8.4.2电路介绍293

8.4.3软件设计293

8.5继电器299

8.5.1工作原理299

8.5.2电路介绍300

8.5.3软件设计300

8.6串口模块301

8.6.1工作原理301

8.6.2电路介绍301

8.6.3软件设计301

8.7蜂鸣器303

8.7.1工作原理303

8.7.2电路介绍303

8.7.3软件设计304

8.8红外模块306

8.8.1工作原理306

8.8.2电路介绍307

8.8.3软件设计307

8.9步进电机310

8.9.1电路介绍310

8.9.2软件设计311

第4篇 嵌入式系统仿真设计317

第9章 基于Proteus的嵌入式系统仿真317

9.1 Proteus开发环境简介317

9.2基于Proteus的仿真电路设计流程318

第10章 基于ARM的嵌入式系统仿真326

10.1蜂鸣器与继电器326

10.1.1电路介绍326

10.1.2软件设计327

10.1.3 Proteus仿真328

10.2键盘329

10.2.1工作原理329

10.2.2电路介绍330

10.2.3软件设计330

10.2.4 Proteus仿真333

10.3 LED与数码管334

10.3.1电路介绍334

10.3.2软件设计335

10.3.3 Proteus仿真336

10.4 LED点阵337

10.4.1工作原理338

10.4.2电路介绍338

10.4.3软件设计339

10.4.4 Proteus仿真341

10.5字符型LCD342

10.5.1 1602工作原理342

10.5.2 1602工作环境和主要操作343

10.5.3电路介绍347

10.5.4软件设计348

10.5.5 Proteus仿真352

第11章 基于单片机的嵌入式系统仿真353

11.1 CRC校验码353

11.1.1工作原理353

11.1.2电路介绍354

11.1.3软件设计354

11.1.4 Proteus仿真358

11.2数据存储器扩展359

11.2.1工作原理359

11.2.2电路介绍361

11.2.3软件设计362

11.2.4 Proteus仿真362

11.3中断式按键363

11.3.1电路介绍363

11.3.2软件设计364

11.3.3 Proteus仿真365

11.4 LED点阵366

11.4.1电路介绍366

11.4.2软件设计366

11.4.3 Proteus仿真369

11.5温度传感器369

11.5.1电路介绍369

11.5.2软件设计370

11.5.3 Proteus仿真373

附录A Keil安装简介374

附录B Altium Designer安装简介377

附录C Proteus安装简介382