MOTOROLA 单片机及专用集成芯片应用系统设计 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:陈粤初

出品人:

页数:470

译者:

出版时间:1994-10

价格:29.00

装帧:平装

isbn号码:9787810124645

丛书系列:

图书标签:

MOTOROLA单片机
单片机应用
集成电路
系统设计
嵌入式系统
电子工程
微控制器
摩托罗拉
应用技术
电路设计

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具体描述

内容简介

MOTOROLA单片机具有价格低、功能强、可靠性高、功耗小等特点。本书系

统地介绍它的8位到32位单片机［着重介绍M68HC05的F、T、D系列，

M68HC11，M68HC16（916Y1、916X1、Y1、Z2、Z1）等型号］原理，汇编语言程序设

计方法和开发方法以及它的外围接口芯片，如直流无刷电动机、直流伺服电动

机、过零检测、场效应大功率管驱动电路等专用芯片的应用实例。本书还列举大

量在模糊控制、家用电器、通讯、传感器智能仪器、控制等方面应用和应用系统设

计详解。内容新颖，文字简炼，注重实用，便于自学。

读者对象：大、中专院校和培训班学生、研究生及科研、工程技术人员。

《面向嵌入式系统开发的ARM Cortex-M系列微控制器应用实践》图书简介本著作聚焦于当前嵌入式系统领域的主流架构——ARM Cortex-M系列微控制器，旨在为读者提供一套系统化、实践驱动的学习路径，从基础理论深入到高级应用。本书的叙述风格力求贴近工程实践，避免不必要的理论冗述，着重于如何利用Cortex-M的强大功能快速搭建可靠、高效的嵌入式应用。第一部分：Cortex-M内核与开发环境的深度解析本书的开篇将详细介绍ARM Cortex-M内核的家族谱系，重点剖析M0、M3、M4及M7在流水线深度、指令集特性（如Thumb-2的混合编码优势）、中断管理（NVIC的优先级分组与嵌套机制）以及内存保护单元（MPU）配置上的关键差异。我们不仅仅停留在介绍硬件手册上的参数，而是深入探讨在实际项目中如何根据性能需求和功耗预算选择最合适的内核。随后，我们将构建一个现代化的嵌入式开发工具链。这包括了交叉编译器的选择（如GNU ARM Embedded Toolchain）、集成开发环境（IDE，以VS Code结合PlatformIO或专业的Keil/IAR环境为例）的配置，以及至关重要的调试接口——J-Link/ST-Link的使用与高级调试技巧，如硬件断点、内存观察与实时跟踪的配置。特别辟出一章讲解如何使用OpenOCD等开源工具链进行非标准芯片的调试适配。第二部分：底层驱动与硬件抽象层的构建（HAL/LL实践）扎实的底层驱动开发是嵌入式系统的基石。本书将以STM32系列芯片（作为Cortex-M应用最广泛的平台）为例，详细阐述寄存器级编程的精髓。我们将逐一攻克关键的外设： 1. 时钟与复位系统管理（RCC）：深入理解多级时钟树的配置，如何安全地从低功耗模式切换到高速运行模式，以及看门狗（WDT）的精确设置。 2. 通用输入/输出（GPIO）：不仅是简单的输入输出，更会涵盖高速I/O的推挽/开漏配置、上下拉电阻的有效运用，以及利用中断触发的异步事件响应。 3. 定时器（TIM）模块的精细控制：讲解基础定时、输入捕获（Input Capture）用于精确测量脉宽，以及输出比较（Output Compare）在产生PWM波形中的应用，特别关注互补输出与死区插入的配置。 4. 串行通信协议栈的实现： UART、SPI和I2C的驱动编写，强调主机与从机模式的切换逻辑、错误校验机制（如NACK处理）以及DMA在提升数据吞吐量中的核心作用。在驱动层之上，本书将引导读者构建自己的轻量级硬件抽象层（HAL），目的是将应用逻辑与特定芯片的寄存器细节解耦。我们将讨论状态机设计在驱动初始化与运行管理中的应用，确保驱动代码的可移植性和健壮性。第三部分：中断管理、实时性与低功耗设计对于实时系统而言，中断管理是性能和稳定性的核心。我们将深入解析Cortex-M的嵌套向量中断控制器（NVIC），探讨中断优先级分配的黄金法则（如何避免优先级反转），以及如何利用SysTick定时器实现高精度、低开销的软件延时与周期性任务调度。实时性优化是本书的一大重点。我们将通过实例演示如何使用硬件定时器配合DMA进行数据传输，从而将CPU从繁重的搬运工作中解放出来，专注于核心算法处理。对于需要高吞吐量的场景，我们将详细讲解周转内存访问（Bus Matrix）的原理，确保高速外设与内存之间的数据流不被阻塞。低功耗设计是现代嵌入式设备不可或缺的能力。本书将系统地介绍Cortex-M系列提供的睡眠（Sleep）、停止（Stop）、待机（Standby）等多种低功耗模式。实践案例将涵盖：如何精确计算唤醒源（如外部中断、定时器溢出）的门控条件，以及如何通过软件策略最小化系统在睡眠前的尾部操作时间，实现微安级的待机电流。第四部分：嵌入式操作系统（RTOS）的实践与集成在复杂的应用中，手动管理任务变得力不从心。本书将引入FreeRTOS作为主流的实时操作系统进行讲解。内容包括： 1. RTOS基础概念：任务创建、优先级继承、上下文切换的原理剖析。 2. 进程间通信（IPC）：队列（Queue）、信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）和事件组（Event Group）的适用场景与陷阱分析。我们将重点讨论使用互斥锁保护共享资源时可能导致的“优先级天花板”问题，并给出解决方案。 3. 系统性能分析：介绍如何使用RTOS自带的Trace工具或集成在IDE中的RTOS分析器，诊断任务切换开销、阻塞时间，从而对系统进行性能瓶颈分析。第五部分：高级应用拓展与系统集成最后一部分将带领读者将所学知识应用到更复杂的系统中：数据存储与文件系统：介绍FATFS在SD卡上的移植与应用，以及如何使用NAND/NOR Flash的擦写机制和Wear Leveling（磨损均衡）算法来延长存储介质寿命。网络通信协议栈入门：以LwIP协议栈为例，讲解TCP/IP协议栈的初始化、网络接口的配置，以及如何构建一个简单的嵌入式Web服务器进行远程监控与配置。固件空中升级（OTA）：讨论安全的Bootloader设计，包括A/B分区策略、CRC校验机制以及固件下载过程中的电源中断保护措施。全书贯穿大量来自真实工业项目的代码片段和调试经验总结，旨在帮助读者跨越从“点亮LED”到“设计稳定产品”之间的鸿沟。

作者简介

目录信息

目次
前言
目次
1概述
1.1微型计算机现状与发展趋势
1.2单片机（MCU）应用现状和今后发展趋势
1.2.1我国应用单片机（MCU）现状
1.2.2我国应用单片机（MCU）市场预测
1.2.3世界上MCU芯片制造技术动向
1.3MOTOROLA单片机（MCU）发展历程
1.4MOROTOROLA单片机产品种类及单片机（MCU）型号命名规则
1.4.1M6805种类及特点
1.4.2M68HC05种类及特点
1.4.3M68HC11种类及特点
1.4.416位MCU种类及特点
1.4.532位MCU种类及特点
1.4.6MCU型号命名规则
1.5MOTOROLA8位单片机基础知识
1.5.1中央处理器
1.5.2复位和中断
1.5.3MCU工作模式与CPU低功耗工作方式
1.5.4并行I/O
1.5.5寻址方式与指令系统
1.6MOTOROLA8位单片机汇编语言程序设计
1.6.1汇编语言基本知识
1.6.2汇编语言程序设计举例
1.6.3连接程序（PLD），可移植库管理程序（PAR）和生成S格式文件的应用程序（UBUILDS）
2M6805、M68HC11子系统及应用
2.1M6805、M68HC11系统结构和存储器映象
2.1.1M6805MCU系统结构和特性
2.1.2M6805存储器映象
2.1.3M68HC11MCU系统结构
2.1.4M68HC11存储器映象
2.2M68HC11MCU工作模式
2.2.1MCU工作模式选择
2.2.2正常和特殊单片模式
2.2.3正常和特殊扩展模式
2.3片内存储器和口替代器件
2.3.1M6805自检ROM
2.3.2M6805低压禁止
2.3.3M6805掩膜选择及编程
2.3.4M68HC11片内RAM映象
2.3.5M68HC11片内EPROM/OTPROM
2.3.6M68HC11片内EEPROM
2.3.7M68HC11口替换器件
2.4M6805定时器与M68HC11脉冲累加器
2.4.1M6805基本定时器
2.4.2脉冲累加器
2.5M6805MCU开发与应用
2.5.1M6805应用系统的开发
2.5.2M6805在电话机中的应用
3M68HC05、M68HC11子系统与应用
3.1M68HC05MCU系统结构
3.1.1通用型C系列MCU系统结构
3.1.2基本型P系列MCU系统结构和特性
3.1.3MC68HC05T系列MCU
3.2M68HC05存储器映象
3.2.1通用型C系列存储器映象
3.2.2P系列存储器映象
3.2.3MC68HC05T10存储器映象
3.3串行通讯接口SCI子系统
3.3.1概述
3.3.2串行通讯接口SCI应用方法
3.4串行外围接口SPI和简单串行I/OSIOP子系统
3.4.1简单串行I/OSIOP简介
3.4.2串行外围接口SPI概述
3.4.3SPI应用方法
3.4.4软件模拟SPI扩展方法
3.5输入捕捉/输出比较定时器
3.5.115位多功能定时器简介
3.5.2输入捕捉/输出比较16位定时器
3.5.3输入捕捉功能应用与举例
3.5.4输出比较功能应用与举例
3.6其他功能子系统
3.6.1屏幕显示（OSD）
3.6.2脉冲宽度调制式PLM数模转换器DAC
3.6.3M总线通讯与接口
3.6.4A/D转换器
3.7软硬件设计方法及实例
3.7.1开发方法
3.7.2恒温室控制器的开发
4MOTOROLA外围接口和专用集成芯片
4.1并行接口芯片
4.1.1MC6821外围接口适配器
4.1.2MC146823CMOS并行接口
4.2数据转换器
4.2.1型号和主要特性
4.2.28位A/D转换芯片MC145040/MC145041
4.2.310位A/D转换芯片MC145050/MC145051
4.2.410位A/D转换芯片MC145053
4.2.56位D/A转换芯片
4.3串行时钟
4.3.1MC68HC68T1主要特性
4.3.2MC68HC68T1结构和功能
4.3.3MC68HC68T1的应用
4.4显示器接口电路
4.4.1常用显示译码器和驱动器型号和主要特性
4.4.2MC14499芯片
4.4.3MC145000/MC145001芯片
4.4.4MC6845CRT和MC6847VDG应用
4.5专用集成电路的电源电路
4.5.1集成直流电压变换器
4.5.2欠电压检测电路
4.5.3欠电压检测器MC34164/MC33164
4.5.4电压调节和监控电路
4.6其它特殊电路
4.6.1遥控器电路MC3373P和MC14497
4.6.2汽车电子电路
4.6.3电子电话电路
5MOTOROLA16位与32位单片机
5.1MOTOROLA16位单片机概述
5.2M68HC16结构
5.2.1M68HC16系统框图及引脚图
5.2.2M68HC16引脚特性、信号特性及信号功能说明
5.2.3M68HC16的内部模块总线（IMB）
5.2.4CPU16结构
5.2.5MC68HC916Y1寄存器及存储器映象
5.2.6MC68HC916Y1寄存器地址及应用
5.3CPU16模块
5.3.1CPU16内部寄存器应用
5.3.2CPU16存储器管理
5.3.3CPU16数据类型及数据在存储器中的安排
5.3.4CPU16指令系统
5.3.5CPU 16的异常处理
5.3.6CPU16的数字信号处理（DSP）
5.3.7CPU16开发中的三种操作方式
5.4MC68HC916Y1单片集成模块（SCIM）
5.4.1SCIM中系统结构和保护子模
5.4.2系统时钟
5.4.3片选模块
5.4.4外部总线接口
5.4.5复位
5.4.6中断
5.4.7通用I/O口
5.4.8工厂测试
5.5MC68HC916Y1模数转换模块（ADC）
5.6MC68HC916Y1多通道通讯接口（MCCI）
5.7MC68HC916Y1通用定时器（GPT）
5.8MC68HC916Y1定时处理单元（TPU）
5.8.1TPU组成
5.8.2TPU操作
5.8.3仿真支持
5.8.4TPUROM功能
5.9MC68HC916Y1后备RAM和TPU仿真RAM（STBRAM与TPURAM）
5.10MC68HC916Y1快速EEPROM
5.11MC68HC916Y1/MC68HC16Z2掩膜ROM模块（MRM）
5.12MOTOROLA32位单片机简介
5.12.1CPU32
5.12.2MC68332引脚功能
5.12.3CPU32指令系统
5.12.4MC68332子系统
6MOTOROLA电动机控制及功率驱动集成电路
6.1直流无刷电动机控制器
6.1.1无刷电动机基本原理
6.1.2无刷直流电机控制器MC33033
6.1.3MC33033用于开环调速系统的应用实例
6.1.4MC33039闭环无刷电动机适配器
6.1.5MC33039用于闭环调速系统的应用实例
6.1.6无刷直流电机控制器MC33035
6.1.7MC33035用于开环和闭环调速系统的应用实例
6.2直流伺服电动机控制器/驱动器MC33030
6.2.1MC33030的方框图和引脚图
6.2.2MC33030用于位置伺服系统的应用实例
6.3零电压控制器UAA1016B
6.3.1UAA1016B的方框图表示
6.3.2电路功能说明
6.3.3UAA1016B的应用电路
6.4高速双MOS场效应管驱动器MC34151和MC33151
6.4.1MC34151/MC33151的方框图和引脚图
6.4.2MC34151、MC33151应用电路
7模糊控制及其应用
7.1模糊控制的基本概念
7.1.1模糊集合
7.1.2模糊逻辑
7.1.3模糊控制器
7.2模糊逻辑推理机
7.2.168HC11模糊推理机
7.2.268HC05系列模糊逻辑推理机
7.3知识基发生器（KBG）
7.3.1简介
7.3.2主菜单
7.3.3装入和储存
7.3.4编辑知识基础文件
7.3.5创建输出文件
7.3.6生成汇编代码文件
7.3.7显示控制曲线图形
7.3.8软件仿真运行
7.3.9退出KBG、返回DOS
7.4空调机、倒立摆模糊控制
7.4.1空调机模糊控制
7.4.2倒立摆模糊控制
7.5洗衣机模糊控制
7.5.1单处机控制系统的逻辑结构
7.5.2模糊推理和模糊控制
7.5.3洗衣机模糊控制系统软件框图
8MOTOROLAMCU应用实例
8.1新型空调控制系统设计详解
8.1.1引言
8.1.2开发背景
8.1.3产品设计总布局
8.1.4产品功能与面板设计
8.1.5产品电路设计
8.1.6产品软件设计
8.1.7ACC4空调器有注释的全部程序清单
8.1.8结束语
8.2MOTOROLAMCU在通讯中的应用
8.2.1多功能电话
8.2.2无绳电话
8.2.3BB机
8.2.4电话自动报警装置
8.3MOTOROLAMCU在工业自动化仪表中的应用
8.3.1概述
8.3.2新型显示记录仪
8.4MOTOROLA单片机在洗衣机上的应用实例
8.4.1单片机洗衣机程控器设计原理
8.4.2单片机洗衣机程控器软件设计
8.5MPX5100系列压强传感器及其应用
8.5.1MPX5100系列系统概述
8.5.2MPX5100内部结构简介
8.5.3MPX5100压强传感器系统软件
8.5.4MPX5100压强测量系统软件清单
8.6MPX2000系列压强传感器及其应用
8.6.1MPX2000系列压强传感器概述
8.6.2DEVB158性能评估板
8.6.3DEVB158评估系统设计依据
8.6.4DEVB158评估系统软件
8.6.5DEVB158评估系统软件清单
8.7MOTOROLA半导体温度传感器
附录1MOTOROLA8位MCU型号一览表
附录2MOTOROLAAMCU新产品一览表
附录3MOTOROLAM68HC05指令系统集
附录4MOTOROLAM68HC11指令系统集
附录5MOTOROLAM68HC16指令系统集
附录6MC68HC916Y1、MC68HC16Y1、MC68HC16Z2系列、M68HC05B、MC68HC05T10引脚图
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这部厚重的典籍，在书架上占据了一席之地，它的封面设计简洁，透露出一种工业时代特有的严谨与实用主义。光是翻开扉页，就能感受到作者对这一领域深厚的积累和清晰的脉络。初读之下，我立刻被那种直击核心的叙述方式所吸引。它并非那种高高在上、故弄玄虚的教科书，反而更像是一位经验丰富的老工程师，耐心细致地为你拆解每一个复杂电路的奥秘。特别是关于系统级设计的论述，作者没有停留在对单个芯片功能的罗列，而是深入探讨了如何在实际应用中，将这些微小的硅片整合为一个稳定、高效的整体解决方案。书中对不同外设接口的电气特性分析得极为透彻，这对于我们这些试图在有限资源内实现最大性能的设计者来说，简直是如获至宝。我特别欣赏其中关于时序控制和中断处理的章节，它们不仅仅是理论推导，更是结合了大量的实际调试经验和陷阱规避技巧，读起来让人感觉每一步都走得踏实可靠。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格，如同经过精密打磨的工具，精准、有力，且毫无冗余。它给人一种久经考验的信赖感。我最欣赏的是它在介绍复杂芯片家族时所展现出的条理性和对比性。不同型号之间的细微差异、升级路径的选择依据，都被梳理得井井有条。这使得读者在面对海量选型资料时，不再感到无从下手。更难能可贵的是，书中对某些经典算法在特定硬件平台上的高效实现给出了深入的分析，这对于追求极致性能的嵌入式开发人员来说，是极具吸引力的知识点。它不仅告诉你“怎么做”，更重要的是解释了“为什么这样做是最好的”，这种对设计逻辑深层原理的挖掘，无疑拓宽了我们对硬件潜能的认知边界。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在边缘领域挣扎的业余爱好者，我曾被市面上那些过于偏重软件或只停留在表面应用介绍的书籍所困扰。而这本关于单片机及专用集成芯片的书，则提供了一个坚实的底层支撑。我尤其关注了其中关于电源管理和电磁兼容性（EMC）的章节。这部分内容往往是初级读物所忽略的“脏活累活”，但却是决定产品能否真正走向市场的关键。书中对滤波电路的选取、接地策略的优化，以及如何通过合理的布局来抑制噪声的论述，细致入微，几乎可以作为一本独立的小册子来使用。每一次当我遇到设计中的不稳定因素时，翻开这些章节，总能找到指明方向的清晰指引，这种“救急”的能力，体现了作者深厚的工程实践功底，远非纸上谈兵所能比拟。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，绝不仅仅在于其对摩托罗拉系列芯片技术规格的详尽记录。更令人称道的是，它构建了一个完整的“设计哲学”框架。我发现，无论我手头面对的是一个老旧的嵌入式项目，还是一个需要升级换代的现代控制系统，书中提供的设计思路和模块化方法论都具有极强的通用性和前瞻性。尤其是关于专用集成电路（ASIC）部分的解读，作者没有采用那种晦涩难懂的术语堆砌，而是用非常形象的比喻，将复杂的逻辑功能层层剥开，使得即便是初次接触此类芯片的读者，也能迅速把握其设计意图。这种由宏观到微观，再由理论回归实践的叙事节奏，让阅读过程充满了探索的乐趣。它强迫读者跳出简单编程的舒适区，去思考硬件与软件交互的本质，对提升整体系统架构能力有着不可替代的助益。

评分☆☆☆☆☆

这本书带来的收获，更像是对一套成熟设计方法的内化。当我读到关于特定通信协议栈在资源受限环境下如何进行高效封装与调度的部分时，我仿佛看到了一个完整的工程项目从概念到落地的全景图。书中对开发流程中可能出现的各种“灰色地带”——例如遗留代码的维护、跨平台移植的难点——都给予了足够的关注和建设性的意见。它不仅仅是一本关于摩托罗拉芯片的参考书，更像是一份关于如何以严谨的工程师思维去对待每一个电子设计细节的行动指南。每次合上书本，我都能感受到自己对底层硬件的理解又加深了一层，这种由内而外提升的信心，才是这本书最宝贵的价值所在。

评分☆☆☆☆☆