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電腦及智能硬體原理(高等學校電子信息類系列教材)

  • 作者：編者:劉海成//劉金龍//黃爭//許聰//葉光超等|責編:張利軍
  • 出版社：北京交通大學
  • ISBN：9787512147966
  • 出版日期：2023/01/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：313
人民幣：RMB 54 元      售價：元
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內容大鋼
    智能硬體作為單片機與嵌入式系統發展的新階段，作為智能儀器、智能感測器、物聯網終端等的新概稱，其知識體系和課程建設是「智能+」新工科建設的核心任務之一。本教材以電腦的組成和工作原理為知識主線，以智能硬體設計知識為能力主線組織學習內容。本教材以單片機為模型機，將電腦原理的核心知識深度融入嵌入式微處理器的知識體系，通過彙編語言和C語言的對比學習和運用構建嵌入式軟體編程能力，通過電子測量等項目實例對接工程應用，並加入了開源硬體內容。本教材通過將電腦原理、介面技術和嵌入式軟硬體技術的相互融匯來構建智能硬體設計的知識結構和能力結構，突出工程教育和OBE理念，培養面向解決複雜工程問題的智能硬體工程師。
    本教材可以作為電子信息類、儀器類、自動化類、電氣工程類、機械類、電腦類等相關專業「電腦原理」「單片機技術」「嵌入式系統」等課程的教材或參考書，尤其適合不開設「電腦原理」課程而直接開設「單片機原理」或「嵌入式系統設計」課程的人才培養方案。此外，本教材也可供工程技術人員參考。
作者介紹
編者:劉海成//劉金龍//黃爭//許聰//葉光超等|責編:張利軍
目錄
第1章  電腦與智能硬體
  1.1  從有限狀態機到數字電腦
  1.2  電腦的組成及工作模型
    1.2.1  電腦的存儲器、系統匯流排及字長
    1.2.2  CPU與程序的執行
    1.2.3  函數調用與棧
  1.3  電腦的體系結構
    1.3.1  通用電腦與嵌入式系統
    1.3.2  電腦的指令集體系結構
    1.3.3  電腦的系統級存儲器訪問體系結構
  1.4  嵌入式微處理器與智能硬體
    1.4.1  嵌入式系統與智能硬體
    1.4.2  嵌入式微處理器
  1.5  51系列單片機
    1.5.1  經典型51單片機
    1.5.2  經典型51單片機的最小系統
  1.6  51系列單片機的存儲器結構
    1.6.1  51系列單片機的存儲器構成
    1.6.2  51系列單片機的外設寄存器
  習題與思考題
第2章  指令系統與彙編程序設計
  2.1  彙編指令及偽指令
    2.1.1  指令與彙編語言
    2.1.2  指令系統與指令格式
    2.1.3  偽指令
  2.2  定址方式
    2.2.1  定址方式及三種面向
    2.2.2  數的定址
    2.2.3  指令定址
  2.3  數據傳送指令
    2.3.1  普通傳送指令
    2.3.2  數據交換指令
    2.3.3  棧操作指令
    2.3.4  位傳送指令
  2.4  算術運算指令
    2.4.1  加法指令
    2.4.2  減法指令
    2.4.3  乘法和除法指令
  2.5  邏輯運算指令
    2.5.1  邏輯與、邏輯或和邏輯異或指令
    2.5.2  累加器的邏輯運算指令
    2.5.3  位邏輯操作指令
  2.6  控制轉移指令與彙編軟體設計
    2.6.1  無條件轉移指令
    2.6.2  子程序調用及返回指令
    2.6.3  條件轉移指令及應用
    2.6.4  空操作指令與軟體延時
  習題與思考題
第3章  嵌入式C程序設計與開發調試
  3.1  51系列單片機的C編譯器

  3.2  C51/Cx51的數據類型及定義
    3.2.1  C51/Cx51的數據類型
    3.2.2  C51/Cx51的存儲類型
    3.2.3  C51/Cx51的存儲模式
  3.3  C51/Cx51中絕對地址的訪問
  3.4  Keil μVision嵌入式集成開發環境
  3.5  嵌入式開發工具與調試
    3.5.1  嵌入式系統的開發工具
    3.5.2  嵌入式系統的調試
  習題與思考題
第4章  中斷與中斷系統
  4.1  非同步事件的查詢工作方式和中斷工作方式
    4.1.1  非同步事件的查詢工作方式
    4.1.2  非同步事件的中斷工作方式
  4.2  電腦的中斷系統及中斷響應過程
    4.2.1  中斷系統
    4.2.2  中斷響應過程
  4.3  51系列單片機的中斷系統及軟體設計方法
    4.3.1  經典型51單片機的中斷源和中斷系統
    4.3.2  51系列單片機中斷程序的編製
  4.4  外中斷
    4.4.1  外中斷及其中斷請求觸發方式
    4.4.2  經典型51單片機的外中斷及軟體設計
    4.4.3  多外部中斷源查詢中斷系統設計
  4.5  外設及存儲器的DMA工作方式
  習題與思考題
第5章  GPIO及人機介面技術初步
  5.1  微處理器的GPIO
    5.1.1  GPIO的基本結構
    5.1.2  GPIO的輸出驅動電路
  5.2  經典型51單片機的GPIO
  5.3  LED數碼管顯示器介面技術
    5.3.1  LED數碼管顯示器及解碼方式
    5.3.2  LED數碼管的顯示驅動方式
  5.4  機械鍵盤介面技術
    5.4.1  鍵盤的工作原理
    5.4.2  矩陣式鍵盤及驅動介面
    5.4.3  鍵盤的工作方式
  習題與思考題
第6章  系統匯流排與系統擴展技術
  6.1  系統匯流排及時序
    6.1.1  微處理器的系統匯流排
    6.1.2  經典型51單片機的系統匯流排
    6.1.3  經典型51單片機的系統匯流排時序
  6.2  系統級存儲器的綜合擴展
    6.2.1  系統匯流排的共享原則
    6.2.2  相同控制信號系統級器件的綜合擴展
    6.2.3  同時擴展程序存儲器與數據存儲器
  6.3  基於系統匯流排擴展系統級外設
    6.3.1  基於系統匯流排擴展系統級GPIO

    6.3.2  基於系統匯流排擴展系統級外設舉例：擴展A/D轉換器（ADCO809）
  6.4  1602字元液晶及其6800時序介面技術
    6.4.1  6800系統匯流排及時序模擬
    6.4.2  1602字元液晶及軟體驅動設計
  習題與思考題
第7章  嵌入式微處理器的定時/計數器及應用
  7.1  嵌入式微處理器的定時/計數器外設
  7.2  Timer0和Timerl
    7.2.1  Timer0、Timerl的結構及相關SFR
    7.2.2  Timer0和Timerl的16位計數方式
  7.3  定時/計數器的自動重載工作方式
    7.3.1  Timer0和Timerl的8位自動重載工作方式
    7.3.2  Timer2及16位自動重載工作方式
    7.3.3  利用自動重載計數器擴展外中斷的原理和方法
  7.4  基於定時器的周期信號發生技術
    7.4.1  基於定時器產生PWM波的原理
    7.4.2  基於DDS原理和DAC產生波形
  7.5  時間間隔、時刻差測量與Timer2的捕獲工作方式
    7.5.1  GATE位與脈寬測量
    7.5.2  脈寬測量項目——雙積分型A/D轉換器（ICL7135）介面技術
    7.5.3  Timer2的捕獲工作方式與時刻差測量
    7.5.4  時刻差測量的典型應用項目及分析
  7.6  矩形波的頻率測量
    7.6.1  頻率的直接測量方法——定時計數法
    7.6.2  頻率的間接測量方法——測量周期法
    7.6.3  優化測量法
    7.6.4  頻率測量的典型應用項目及分析
  習題與思考題
第8章  UART與智能硬體通信技術
  8.1  串列通信與UART
    8.1.1  數據通信與串列通信
    8.1.2  串列通信的位同步與UART
  8.2  RS-232和RS-485串列通信介面
    8.2.1  RS-232介面
    8.2.2  RS-485介面
  8.35  1系列單片機的UART及軟體設計
    8.3.15  1系列單片機串列口的UART
    8.3.2  UART的波特率設置及初始化
    8.3.3  UART點對點通信實例
  8.4  單主多從的現場匯流排多機通信系統
    8.4.1  UART的單主多從多機通信模式及多機通信原理
    8.4.2  單主多從現場匯流排與校驗技術
  習題與思考題
第9章  智能硬體的串列擴展技術
  9.1  SPI匯流排擴展介面及時序
    9.1.1  SPI匯流排及其應用系統結構
    9.1.2  SPI匯流排的介面時序
    9.1.3  經典型51單片機串口的方式0——8位LSB半雙工SPI主機
    9.1.4  SPI與DSPI、QSPI擴展介面
  9.2  軟體模擬SPI主機時序實例

    9.2.1  串入並出擴展輸出口
    9.2.2  擴展A/D轉換器—-TLC2543
  9.3  I2C串列匯流排擴展技術
    9.3.1  I2C匯流排拓撲及引腳結構
    9.3.2  I2C匯流排的數據傳送
    9.3.3  IPC主機的軟體模擬
    9.3.4  IC匯流排介面EPROM
  9.4  單色圖形點陣液晶和OLED屏
  9.5  DS18B20溫度感測器與單匯流排擴展技術
    9.5.1  DS18B20及操作命令
    9.5.2  DS18B20的單匯流排組網與識別
    9.5.3  DS18B20的單匯流排讀寫時序
    9.5.4  單片DS18B20測溫應用程序設計
  習題與思考題
第10章  Arduino與開源硬體
  10.1  Arduino硬體開發板
    10.1.1  AVR系列單片機與Arduino
    10.1.2  ARM Cortex-M內核微處理器與Arduino
  10.2  Arduino IDE及框架化編程
    10.2.1  Arduino IDE
    10.2.2  Arduino的軟體框架及通用API
  10.3  ESP8266串口WiFi模塊
    10.3.1  ESP8266EX晶元及ESP8266模塊
    10.3.2  ESP8266的開發模式
  習題與思考題
第11章  模擬信號鏈與智能硬體設計
  11.1  智能硬體的組成及開發過程
    11.1.1  硬體系統的組成
    11.1.2  智能硬體的開發過程
  11.2  智能硬體的抗干擾技術
    11.2.1  硬體抗干擾
    11.2.2  軟體抗干擾及看門狗技術
  11.3  智能硬體的低功耗設計
    11.3.1  硬體低功耗設計
    11.3.2  軟體低功耗設計與微處理器的低功耗工作模式
  11.4  模擬信號鏈智能硬體設計舉例
    11.4.1  模擬信號鏈
    11.4.2  信號鏈設計實例——通用數據採集設備設計
  習題與思考題
附錄A  51系列單片機指令速查表
附錄B  邏輯符號對照表
參考文獻

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