單片機與嵌入式系統原理與應用(十五五高等學校新工科電子信息類專業系列教材)
內容大鋼
本書以「大課程」、「理實融合」和「引導式」教學為宗旨，將常規的三門課程（C語言、單片機和嵌入式系統）有機地融為一體，這樣不僅提高了教學效率，還能使課程教學變得更為系統、生動。本書共分9章，主要內容包括：單片機與嵌入式系統概述，MCS-51系列單片機基本原理，單片機開發與模擬環境搭建，C51語言程序設計，MCS-51系列單片機內部資源、常用介面及應用，ARM嵌入式微處理器及應用（基於STM32處理器），嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ概述，單片機應用中的典型技術，應用系統舉例。
本書配套豐富的數字化資源，系統全面、有機動態建設和更新在線課程等教學資源，注重教材、實驗（條件）、教學方法和教學手段有機結合。
本書適合作為高等院校電子信息類及相關專業的本科、研究生教材，也可作為相關工程技術人員的參考書。
作者介紹
編者:李剛//林凌//陳妮//招展奇|責編:何紅艷//繩超
目錄
第1章 單片機與嵌入式系統概述
1.1 單片機的基本概念
1.1.1 單片機的組成結構
1.1.2 單片機的工作原理
1.1.3 單片機的應用領域
1.2 嵌入式系統的基本概念
1.2.1 嵌入式系統的組成
1.2.2 嵌入式系統的特點
1.2.3 嵌入式系統的發展趨勢
1.3 單片機與嵌入式系統的關係
1.4 單片機與嵌入式系統的發展歷程
1.4.1 單片機的發展歷程
1.4.2 嵌入式系統的發展歷程
習題
第2章 MCS-51系列單片機基本原理
2.1 MCS-51系列單片機簡介
2.1.1 MCS-51系列單片機的發展
2.1.2 MCS-51系列單片機的型號及其功能、分類
2.2 MCS-51系列單片機的結構
2.2.1 MCS-51系列單片機的中央處理器
2.2.2 MCS-51系列單片機的埠
2.2.3 MCS-51系列單片機存儲體系結構
2.2.4 MCS-51系列單片機的定時/計數器
2.2.5 MCS-51系列單片機的中斷系統
2.3 MCS-51系列單片機片外存儲器的擴展應用
2.3.1 標準擴展
2.3.2 MCS-51系列單片機大容量數據空間的擴展
2.3.3 MCS-51的IAP功能擴展
2.4 新型的MCS-51器件
2.4.1 高速的新型MCS-51器件
2.4.2 小體積的新型MCS-51器件
2.4.3 大容量的新型MCS-51器件
2.4.4 有特殊片上資源的新型MCS-51器件
習題
第3章 單片機開發與模擬環境搭建
3.1 Keil軟體安裝
3.1.1 安裝步驟
3.1.2 安裝STM32晶元包
3.2 創建C51單片機工程
3.3 創建STM32工程
3.4 程序的模擬、調試
3.5 51程序的下載
3.6 STM32程序的下載
3.7 Proteus軟體的安裝及功能簡介
3.7.1 Proteus軟體的安裝步驟
3.7.2 Proteus軟體功能簡介
3.7.3 Proteus ISIS編輯環境簡介
3.7.4 電路原理圖的設計方法和步驟
習題
第4章 C51語言程序設計
4.1 C51程序設計基礎
4.1.1 C語言特點及程序結構
4.1.2 MCS-51系列單片機與C語言
4.2 C51的數據類型
4.2.1 C51的基本數據類型
4.2.2 C51構造數據類型
4.3 C51的運算量
4.3.1 常量
4.3.2 變數
4.3.3 絕對地址的訪問
4.4 C51的運算符及表達式
4.4.1 算術運算符和算術表達式
4.4.2 賦值運算符和賦值表達式
4.4.3 關係運算符和關係表達式
4.4.4 邏輯運算符和邏輯表達式
4.4.5 位運算符、逗號運算符、條件運算符、指針與地址運算符
4.5 表達式語句及複合語句
4.5.1 表達式語句
4.5.2 複合語句
4.6 C51的輸入和輸出
4.6.1 格式輸入函數scanf（）
4.6.2 格式輸出函數printf（）
4.7 C51程序基本結構與相關語句
4.7.1 C51程序基本結構
4.7.2 if語句
4.7.3 switch…case語句
4.7.4 while語句與do…while語句
4.7.5 for語句
4.7.6 循環的嵌套
4.7.7 break、continue和return語句
4.7.8 goto語句以及用goto語句構成循環
4.8 函數
4.8.1 函數的定義
4.8.2 函數的調用與聲明
4.8.3 函數的嵌套與遞歸
習題
第5章 MCS-51系列單片機內部資源、常用介面及應用
5.1 流水燈設計
5.1.1 LED介紹
5.1.2 KEY按鍵介面
5.1.3 延時操作
5.1.4 流水燈系統硬體電路設計與模擬實現
5.1.5 流水燈系統程序設計思路
5.2 電子時鐘設計
5.2.1 定時/計數器的初始化編程及應用
5.2.2 數碼管原理及顯示
5.2.3 電子時鐘系統硬體電路設計與模擬實現
5.2.4 電子時鐘系統程序設計思路
5.3 簡易信號發生器設計
5.3.1 DAC轉換器概述
5.3.2 DAC0808與MCS-51系列單片機的介面
5.3.3 DAC轉換正弦波、三角波、方波程序設計
5.3.4 簡易信號發生器硬體電路設計與模擬實現
5.3.5 簡易信號發生器系統程序設計思路
5.4 串口電壓採集系統設計
5.4.1 A/D轉換器概述
5.4.2 ADC0832與MCS-51系列單片機的介面
5.4.3 LCD1602液晶顯示
5.4.4 串口電壓採集系統硬體電路設計與模擬實現
5.4.5 串口電壓採集系統程序設計思路
習題
第6章 ARM嵌入式微處理器及應用（基於STM32微處理器）
6.1 ARM體系架構與STM32微處理器
6.1.1 ARM架構發展歷程與技術演進
6.1.2 Cortex-M系列內核介紹
6.1.3 STM32系列微處理器選型指南
6.2 Cortex-M3內核架構解析（基於STM32F103ZET6）
6.2.1 處理器工作模式、工作狀態及特權等級
6.2.2 寄存器組織與異常處理機制
6.2.3 Cortex-M3寄存器地址映射
6.3 STM32F103ZET6開發基礎
6.3.1 STM32F103ZET6最小系統電路設計
6.3.2 時鐘系統與電源管理
6.3.3 嵌套向量中斷控制器（NVIC）及外部中斷和事件控制器（EXTI）
6.4 GPIO開發與應用
6.4.1 GPIO工作原理
6.4.2 GPIO輸入模式介紹
6.4.3 GPIO輸出模式介紹
6.4.4 GPIO復用功能介紹
6.5 定時器開發與應用
6.5.1 基本定時器功能簡介
6.5.2 通用定時器功能簡介
6.6 串口通信開發
6.6.1 串口通信協議簡介
6.6.2 USART工作原理
6.6.3 串口通信配置
6.7 基礎通信介面
6.7.1 I2C匯流排基礎
6.7.2 I2C配置步驟
6.7.3 I2C通信應用
6.7.4 SPI通信基礎
6.7.5 SPI配置步驟
6.7.6 SPI通信應用
習題
第7章 嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ概述
7.1 系統特點
7.2 系統組成
7.3 版本與發展
7.4 μC/OS-Ⅱ核心組件與機制
7.5 μC/OS-Ⅱ系統的移植
7.5.1 移植前準備
7.5.2 移植步驟
7.5.3 配置與優化
7.5.4 注意事項
7.6 基於μC/OS-Ⅱ的嵌入式應用開發步驟
7.7 μC/OS-Ⅱ調試、測試技巧及故障排查
7.7.1 調試技巧
7.7.2 測試技巧
7.7.3 故障排查
7.8 在不同類型單片機或嵌入式系統中部署μC/OS-Ⅱ
7.8.1 在89C52上部署μC/OS-Ⅱ
7.8.2 在STM32上部署μC/OS-Ⅱ
7.9 應用實例
7.9.1 基於89C52的溫度巡檢系統
7.9.2 基於STM32的血氧飽和度和心率監測系統
習題
第8章 單片機應用中的典型技術
8.1 數據採集與傳輸技術
8.1.1 交流信號數據採集與傳輸
8.1.2 多通道數據採集與傳輸
8.1.3 單片機數據的無線傳輸
8.2 FIR數字濾波技術
8.2.1 FIR濾波器的實現原理
8.2.2 基於51單片機實現的FIR濾波器
8.2.3 基於STM32單片機實現的FIR濾波器
8.3 頻率測量技術
8.3.1 頻率測量技術的實現原理
8.3.2 測量誤差
8.3.3 基於51單片機實現的頻率測量
8.3.4 基於STM32單片機實現的頻率測量
習題
第9章 應用系統舉例
9.1 電動車超聲多普勒測速儀
9.1.1 測量原理
9.1.2 測量原理系統框圖
9.1.3 主要單元電路
9.1.4 單片機處理程序
9.2 快速紙張計數裝置
9.2.1 系統方案
9.2.2 硬體設計
9.2.3 軟體設計
9.2.4 系統測試
9.3 穿戴式心電裝置
9.3.1 背景知識
9.3.2 系統設計
9.3.3
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