基于单片机的嵌入式工程开发详解内容简介

本书对于已初步了解单片机原理，但缺乏实际工程经验的初学者来说是一本不可多得的参考资料，也适合从事单片机应用开发的广大工程技术人员和大专院校相关专业教材参考之用。

本书通过51系列单片机芯片W78E516B开发信息采集终端的工程实例，以详细的硬件电路开发流程和嵌入式软件系统的构建，让读者清楚地了解工程开发的整个过程。本书以工程实例的开发流程为线索，涵盖了51系列单片机诸如存储器扩展、综合电源控制、时钟电路、定时器、I/O控制、A/D转换、液晶显示、串口通信、单片机中断等主要应用技术。同时详细地介绍了实时多任务操作系统Small RTOS51的工程应用。本书包含了大量实用程序代码，并且都是基于C语言编写，通过阅读这些程序代码，读者可以深入理解Keil51 C语言编程思想和技巧。

本书对于已初步了解单片机原理，但缺乏实际工程经验的初学者来说是一本不可多得的参考资料，也适合从事单片机应用开发的广大工程技术人员和大专院校相关专业教材参考之用。

第1部分：基础篇

第1章 单片机与编译环境

1.1 MCS一5l简介

1.2 “winbond78E516B”芯片功能详解

1.2.1 芯片概述

1.2.2 引脚描述

1.2.3 功能框图

1.2.4 功能描述

1.2.5 时序波形图：

1.2.6 电气特性

1.3 编译环境

1.3.1 “KLeiluvision2”主界面介绍

1.3.2 创建项目

1.3.3 编译与连接

1.3.4 程序调试

1.4 本章小结

第2部分：工程硬件篇

第2章 工程项目介绍

2.1 信息采集终端的工程背景

2.2 系统硬件方案设计

2.2.1 硬件设计框图

2.2.2 系统原理图

2.3 本章小结

第3章 单片机最小系统

3.1 最小系统功能介绍

3.2 电路设计

3.2.1 单片机最小系统电路图

3.2.2 电源模块

3.2.3 时钟电路

3.2.4 复位电路

3.3 软件设计一“hellO,WOrld!”工程项目构建

3.4 本章小结

第4章 看门狗电路

4.1 看门狗原理介绍

4.1.1 软件看门狗采用纯软件程序来实现看门狗功能

4.1.2 硬件看门狗

4.2 电路设计

4.2.1 系统电路图

4.2.2 “MAX813L”芯片介绍

4.2.3 看门狗电路

4.3 软件设计——清狗功能实现

4.4 本章小结

第5章 系统电源设计

5.1 工程实例背景及功能分析

5.2 电路设计

5.2.1 系统电源电路

5.2.2 双电源选择输入电路

5.2.3 “MAXl659”芯片介绍

5.2.4 唤醒电源Vcl电路

5.2.5 主电源Vcc一电路

5.2.6 液晶背光控制电源“LED ”

5.2.7 “MODEM”控制电源

5.2.8 传感器供电控制电路

5.3 软件设计——电源控制功能的实现

5.4 本章小结__

第6章 外部数据存储器扩展

6.1 工程实例背景及功能分析

6.1.1 系统总线结构

6.1.2 存储器扩展方式

6.1.3 工程实例应用

6.2 电路设计

6.2.1 系统电路图

6.2.2 “DSl230Y”芯片介绍

6.2.3 “MC74HC573”芯片介绍

6.2.4 片外RAM扩展电路及功能说明

6.3 软件设计

6.3.1 Keilc51编译器环境下存储空间的访问

6.3.2 程序举例

6.4 本章小结

第7章 基本“l/O”功能及扩展

7.1 单片机基本“l/O”原理

7.1.1 四个输入输出(I/0)口介绍

7.1.2 “l/O”口的设计

7.2 工程实例背景及功能分析

7.3 电路设计

7.3.1 系统电路图

7.3.2 报警电路图及功能说明

7.3.3 “74HCl38”芯片介绍

7.3.4 “74HC02”和“74HC00芯片介绍

7.3.5 基本“I/O”扩展电路

7.3.6 并口扩展电路

7.4 软件设计

7.4.1 基本“I/O"口的操作

7.4.2 报警功能实现

7.4.3 基本“I/0”扩展实现

7.5 本章小结

第8章 实时时钟电路

8.1 工程实例背景及功能分析

8.1.1 实时时钟概述

8.1.2 RTC的应用

8.2 单片机中断系统原理

8.2.1 中断和中断嵌套

8.2.2 “W78E516B”中断系统

8.2.3 中断响应过程

8.2.4 外部中断方式

8.3 电路设计

8.3.1 系统电路图

8.3.2 “DSl2C887”芯片介绍

8.3.3 实时时钟电路及功能说明

8.3.4 片选信号DSCS的产生

8.4 软件设计

8.4.1 设置时钟时间

8.4.2 读取时钟实现

8.4.3.KeilC51环境下的中断编程

8.4.4 时钟定时启动单片机

8.5 本章小结

第9章 键盘输入和电源指示电路

9.1 工程实例背景及功能分析

9.1.1 键盘工作原理

9.1.2 独立式按键接口设计

9.1.3 工程实际应用

9.2 系统电路图

9.2.1 键盘输入电路及功能说明

9.2.2 键盘唤醒电路及功能说明

9.2.3 电源指示电路及功能说明

9.3 软件设计

9.3.1 键盘软件处理方式介绍

9.3.2 键盘驱动实现

9.4 本章小结

第10章 LCD显示的实现

10.1 工程实例背景及功能分析

10.2 图形液晶模块“VPGl9264”介绍

10.2.1 显示模块外部接口引脚

10.2.2 内部工作原理

10.2.3 指令系统

10.3 电路设计

10.3.1 系统电路图

10.3.2 LCD接口电路及功能说明

10.4 软件设计

10.4.1 汉字显示原理

10.4.2 系统配置头文件“config.h

10.4.3 LCD显示驱动头文件“LCDControl-b

10.4.4 字库头文件“ziku.h

10.4.5 LCD显示驱动实现

10.4.6 主函数实例

10.4.7 文件结构

10.5 本章小结

第11章 采样接口与A，D转换电路

11.1 工程实例背景及功能分析

11.1.1 传感器在工程中的应用

11.1.2 采样接口电路在工程中的应用

11.1.3 A/D转换电路在工程中的应用

11.2 电路设计

11.2.1 系统电路图

第3部分：工程软件篇

作为一名硬件工程开发人员，回顾以往的学习、工作经历，有太多感慨。当初刚刚走出校门的时候是踌躇满志，对将要从事的硬件开发，自认为在学校已经学到了很多知识，比如：单片机原理、数电、模电、C语言编程、电路板制作等，觉得自己可以大显身手了，可一到实际的工程中，情况就不一样了。有一种“纸上得来终觉浅”的感觉，觉得以往学习的知识在实际中不知该如何着手。因此，积累一定的工程经验也就相当重要了，而这是我们在学校的教材中所不能学到的。现在学习硬件工程开发的人员同样也面临相同的问题，为此我们就想把自己的一段工程开发经验写下来，以噬读者：“绝知此事要躬行。”2100433B

嵌入式单片机本质上是单片机，目的是构成嵌入式系统，所以其组成和特点遵循单片机和嵌入式系统的组成和特点。

嵌入式单片机单片机的特点

单片机就是微控制器，其特点主要有：

①以控制为主要目的；

②集成度高，体积小，可靠性高；

③工作电压低，功耗低，待机时间长；

④扩展度高，组成灵活；

⑤成本低，性价比高。

嵌入式单片机单片机的架构

单片机的组成架构灵活，一般主要包含：运算器、控制器、存储器、输入输出设备等。

体系结构分为冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构。

硬件结构主要由处理器、数据储存器、程序储存器、定时器/计数器、串并行接口等。

嵌入式单片机嵌入式系统的特点

按照历史性、本质性、普遍性要求，嵌入式系统应定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。

嵌入式系统的特点可以由定义中的三个基本要素衍生而来。

①与“嵌入性”的相关特点：由于是嵌入到对象系统中，必须满足对象系统的环境要求，如物理环境（小型）、电气/气氛环境（可靠）、成本（价廉）等要求。

②与“专用性”的相关特点：软、硬件的裁剪性；满足对象要求的最小软、硬件配置等。

③与“计算机系统”的相关特点：嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统，并且必须配置有与对象系统相适应的接口电路。

也可以总结为：实时性、多速率、可剪裁、低功耗、低成本、环境相关等。

另外，在理解嵌入式系统定义时，不要与嵌入式设备相混淆。嵌入式设备是指内部有嵌入式系统的产品、设备，例如，内含单片机的家用电器、仪器仪表、工控单元、机器人、手机、PDA等。

嵌入式单片机嵌入式系统的分类

嵌入式系统按形态可分为设备级（工控机）、板级（单板、模块）、芯片级（MCU、SoC）。

嵌入式系统按功用分可为工业用、商业用、军用、民用等，不同的使用环境对嵌入式系统的要求也是不一样的。

嵌入式单片机嵌入式系统典型处理器

1. ARM处理器ARM处理器由全球领先的32位RISC微处理器知识产权（IP）供应商ARM公司研发，其主要特点为：体积小、低功耗、成本低、性能高、16/32位双指令集、市场份额大。

2. MIPS处理器MIPS处理器由设计和制造高性能、高档32/64位处理器的MIPS技术公司研发，其主要研发重心在嵌入式系统上。其主要特点是高性能、定位广、64位指令集。

3. PowerPC处理器PowerPC是摩托罗拉公司和IBM公司联合为苹果公司开发的处理器芯片，其特点是可伸缩性好、灵活度高、应用广泛。

4. Intel Atom处理器由英特尔公司研发，特点是低功耗、体积小、处理能力强，详见（Atom处理器）。

嵌入式单片机嵌入式系统组成

主要由硬件、软件和相应开发工具与开发系统组成。

硬件包括嵌入式核心芯片、储存器系统和外部接口。

软件包括操作系统和应用软件。

无论是嵌入式系统还是单片机都是长时间以来科技领域大家关注的焦点，也是推动科技发展、提高生活水平的科技产品。嵌入式单片机即指以微控制器为核心的嵌入式系统。

嵌入式单片机嵌入式系统

嵌入式系统，广义上指任何一个包括可编程计算机的设备，且为专用系统。这是相对通用计算机（如个人电脑）来说的；

国际电气和电子工程师协会（IEEE）定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置”（英文原文：devices used to control, monitor, or assist the operation equipment, machinery or plants）。

普遍认可的一种定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗的严格要求的专用计算机系统。

简单来说，嵌入式系统就是以各种形态嵌入到对象体系中的专用计算机系统。

嵌入式单片机单片机

单片机，即微控制器（Microcontroller），是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。

嵌入式单片机嵌入式单片机

嵌入式单片机本质上是单片机，即用于嵌入式系统的单片机。