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第1章 微型计算机基础1

1.1 计算机中数的表示及运算1

1.1.1 二进制、十进制、十六进制数的表示及转换1

1.1.2 二进制和十六进制数的运算6

1.1.3 计算机中数和字符的表示7

1.1.4 几种基本逻辑运算10

1.2 微型计算机概述11

1.2.1 微型计算机的基本结构11

1.2.2 指令程序和指令系统12

1.2.3 CPU的结构与功能13

1.2.4 存储器的结构和功能15

1.2.5 程序的执行过程16

1.2.6 程序执行过程举例16

1.2.7 CPU对外设的操作及举例22

第2章 单片机技术概述24

2.1 计算机体系结构介绍24

2.1.1 基本概念25

2.1.2 存储器31

2.1.3 输入／输出33

2.1.4 嵌入式计算机体系结构34

2.2 单片机的概念与特点35

2.3 单片机的应用36

2.4 单片机的发展趋势36

2.5 主流单片机37

2.6 MSP430系列单片机38

第3章 MSP430单片机硬件结构及原理40

3.1 MSP430x14x结构概述40

3.2 MSP430x14x的主要特性和外部引脚41

3.2.1 MSP430x14x的主要特性41

3.2.2 MSP430x14x引脚功能42

3.3 MSP430单片机的中央处理器45

3.4 MSP430单片机的存储器结构49

3.4.1 MSP430存储空间结构50

3.4.2 数据存储器RAM50

3.4.3 程序存储器ROM51

3.4.4 外围模块寄存器52

3.5 MSP430单片机时钟模块与低功耗结构53

3.5.1 MSP430系列单片机时钟模块54

3.5.2 低速晶体振荡器55

3.5.3 高速晶体振荡器56

3.5.4 DCO振荡器56

3.5.5 振荡器失效检测60

3.5.6 基础时钟模块应用举例61

3.5.7 低功耗结构63

3.6 系统复位和初始化65

3.6.1 系统上电复位66

3.6.2 系统复位后器件的初始状态66

3.7 中断系统67

3.7.1 不可屏蔽中断NMI67

3.7.2 可屏蔽中断69

3.7.3 中断处理69

第4章 MSP430单片机指令系统与程序设计71

4.1 寻址方式71

4.2 指令系统74

4.2.1 指令系统概述74

4.2.2 数据传送类指令75

4.2.3 数据运算指令77

4.2.4 逻辑操作指令84

4.2.5 位操作指令90

4.2.6 跳转与程序流程的控制类指令92

4.3 汇编语言程序设计98

4.3.1 MSP430程序设计的基本流程98

4.3.2 汇编语言伪指令99

4.3.3 常用的汇编程序结构101

4.3.4 汇编语言程序设计举例104

4.4 C语言程序设计107

4.4.1 MSP430 C语言的数据类型107

4.4.2 MSP430 C语言的控制语句109

4.4.3 MSP430 C语言的函数110

4.4.4 MSP430 C语言本征函数111

4.4.5 MSP430 C语言编程的一般结构112

4.4.6 C语言程序举例112

4.5 MSP430 C语言和汇编语言混合编程113

4.5.1 IAR C语言编译器的参数传递规则114

4.5.2 对汇编语言函数的约定114

4.5.3 混合编程115

4.5.4 程序举例115

4.6 MSP430开发工具简介118

4.6.1 硬件环境118

4.6.2 IAR Embedded Workbench简介119

第5章 MSP430单片机片内外设及其应用134

5.1 通用I/O端口134

5.1.1 MSP430端口概述134

5.1.2 端口P1和P2135

5.1.3 端口P3、P4、P5和P6137

5.1.4 端口COM和S137

5.1.5 端口的应用137

5.2 定时器139

5.2.1 看门狗定时器139

5.2.2 16位定时器A143

5.2.3 16位定时器B166

5.3 硬件乘法器173

5.3.1 硬件乘法器的结构173

5.3.2 硬件乘法器的寄存器175

5.3.3 硬件乘法器的应用175

5.4 Flash存储器175

5.4.1 Flash存储器的结构176

5.4.2 Flash存储器的组织176

5.4.3 Flash存储器的寄存器177

5.4.4 Flash存储器的操作179

5.4.5 Flash模块操作举例183

5.5 比较器A185

5.5.1 比较器A的结构186

5.5.2 比较器A的寄存器187

5.5.3 比较器A的中断189

5.5.4 比较器A应用举例189

5.6 DMA控制器190

5.6.1 DMA控制器的结构与功能190

5.6.2 DMA控制器的寄存器192

5.6.3 DMA控制器的操作195

5.6.4 DMA控制器操作举例205

5.7 通用串行通信模块的异步模式207

5.7.1 异步通信的结构208

5.7.2 异步通信寄存器208

5.7.3 异步操作215

5.7.4 异步通信举例225

5.8 通用串行通信模块的同步模式227

5.8.1 同步通信的结构228

5.8.2 同步通信寄存器229

5.8.3 同步通信操作232

5.8.4 同步通信举例239

5.9 通用串行通信模块的I2C模式243

5.9.1 I2C的结构244

5.9.2 I2C模块寄存器245

5.9.3 I2C模块操作252

5.9.4 I2C通信举例264

5.10 MSP430模／数转换模块266

5.10.1 ADC12的结构267

5.10.2 ADC12的寄存器269

5.10.3 ADC12模块操作274

5.10.4 ADC12应用举例283

5.11 MSP430数／模转换模块288

5.11.1 DAC12的结构288

5.11.2 DAC12的寄存器290

5.11.3 DAC12的操作292

5.11.4 DAC12应用举例295

第6章 MSP430单片机硬件设计及接口技术297

6.1 MSP430F149单片机最小系统设计297

6.1.1 单片机电源电路设计298

6.1.2 复位电路设计300

6.1.3 时钟电路设计302

6.1.4 JTAG接口电路设计302

6.2 电平转换电路设计304

6.2.1 逻辑电平不同，接口时出现的问题304

6.2.2 输入端ESD保护电路304

6.2.3 CMOS器件输出端保护电路305

6.2.4 各种电平的转换标准306

6.2.5 MSP430与5V电平接口的4种情形306

6.2.6 3.3V与5V电平转换307

6.2.7 MSP430与串口接口问题307

6.3 MSP430单片机显示器件接口设计308

6.3.1 MSP430单片机与发光二极管接口308

6.3.2 MSP430单片机与数码管接口310

6.3.3 MSP430单片机与点阵LED的接口316

6.3.4 MSP430单片机与图形液晶显示模块的接口323

6.4 MSP430单片机键盘接口设计343

6.4.1 独立按键式键盘343

6.4.2 行列扫描式键盘346

6.4.3 NX（N-1）型键盘349

6.5 MSP430单片机与存储器的接口设计352

6.5.1 MSP430与静态存储器SRAM的接口352

6.5.2 MSP430单片机与动态存储器的接口357

6.6 MSP430单片机串行通信接口362

6.6.1 RS-232串口通信363

6.6.2 RS-485串口通信365

6.6.3 M-Bus通信367

6.7 使用口线模拟I2C总线操作372

6.7.1 I2C协议原理372

6.7.2 24LC01B的操作375

6.8 MSP430单片机与1-wire器件的接口384

6.8.1 1-wire总线操作385

6.8.2 MSP430单片机与触击式串行存储卡DS1990A的接口389

6.8.3 MSP430单片机与温度传感器DS18B20的接口391

6.9 MSP430单片机与实时时钟芯片DS1302的接口设计396

6.9.1 DS1302的结构及工作原理396

6.9.2 MSP430F149与DS1302的接口设计399

6.10 MSP430单片机的功率接口技术401

6.10.1 晶闸管驱动接口402

6.10.2 继电器型驱动接口406

6.10.3 直流电机驱动接口407

6.11 MSP430单片机的抗干扰技术410

6.11.1 干扰的来源与分类410

6.11.2 单片机系统软件的抗干扰411

6.11.3 单片机系统中硬件抗干扰设计414

第7章 MSP430单片机应用系统设计实例417

7.1 单片机应用系统方案设计417

7.2 基于MSP430F149的贪吃蛇游戏机420

7.2.1 系统硬件结构420

7.2.2 系统软件结构420

7.3 基于MSP430F149的FSK调制解调器437

7.3.1 FSK调制原理438

7.3.2 基于MSP430F149单片机的FSK调制解调器的具体实现438

7.4 基于MSP430F149的嵌入式Web Server服务器447

7.4.1 TCP/IP体系结构模型447

7.4.2 以太网控制器CS8900A449

7.4.3 嵌入式Web Server的硬件设计450

7.4.4 嵌入式Web Server的软件设计451

7.5 基于MSP430F149的重质油评价装置控制系统456

7.5.1 系统结构456

7.5.2 硬件电路结构457

7.5.3 软件设计459

7.6 嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ在MSP430F149上的移植461

7.6.1 μC/OS-Ⅱ概述461

7.6.2 μC/OS-Ⅱ的文件结构461

7.6.3 移植的具体实现462

附录A MSP430指令速查表470

附录B MSP430x1xx模块空间分配472

附录C MSP430x14x.h头文件487

附录D 并口JTAG仿真器原理图515

附录E ASCII字符表516

附录F 中文字符表517

参考文献522