SoC單片機原理與應用（基于C8051F系列）

第1篇 基礎篇
第1章 緒論
1.1 單片機、微控制器及片上系統(tǒng)3
1.1.1 單片機3
1.1.2 微控制器3
1.1.3 片上系統(tǒng)3
1.2 單片機的發(fā)展4
1.2.1 SCM階段4
1.2.2 MCU階段5
1.2.3 SoC階段6
1.3 C8051F系列單片機簡介7
1.3.1 C8051F系列單片機的基本組成7
1.3.2 C8051F020單片機引腳功能11
1.3.3 C8051F系列單片機的技術特點及分類14
1.4 課程的教學安排17
思考與練習17
第2章 CIP51 微控制器核的基本結構
2.1 CIP51 微控制器的結構18
2.1.1 中央控制器19
2.1.2 運算器21
2.2 布爾(位)處理器23
思考與練習24
第3章 CIP51 微控制器的時鐘系統(tǒng)及電源管理模式
3.1 系統(tǒng)時鐘電路和振蕩器25
3.1.1 系統(tǒng)時鐘信號25
3.1.2 內(nèi)部振蕩器26
3.1.3 外部振蕩器26
3.2 時序、定時單位及指令周期30
3.3 電源管理方式30
思考與練習32
第4章CIP51微控制器的存儲器系統(tǒng)
4.1 存儲器結構33
4.2 程序存儲器34
4.3 數(shù)據(jù)存儲器35
4.3.1 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器35
4.3.2 外部數(shù)據(jù)存儲器39
4.4 Flash儲存器的編程和安全管理40
4.4.1 Flash 存儲器編程40
4.4.2 Flash 存儲器的安全管理42
思考與練習45
第5章 CIP51微控制器的指令系統(tǒng)
5.1 概述46
5.1.1 指令分類46
5.1.2 指令格式46
5.1.3 指令系統(tǒng)中使用的符號47
5.2 尋址方式和尋址空間47
5.3 指令系統(tǒng)的分析50
5.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令50
5.3.2 算術運算類指令54
5.3.3 邏輯運算類指令57
5.3.4 控制轉移類指令60
5.3.5 布爾（位）操作類指令64
思考與練習66
第6章 CIP51微控制器的復位和中斷系統(tǒng)
6.1 復位67
6.1.1 復位狀態(tài)67
6.1.2 復位源67
6.1.3 復位中使用的寄存器71
6.2 中斷系統(tǒng)73
6.2.1 中斷源73
6.2.2 中斷標志76
6.2.3 中斷允許控制78
6.2.4 中斷優(yōu)先級81
6.2.5 中斷運行和中斷請求的撤除84
6.2.6 中斷的響應過程和中斷矢量地址85
6.3 中斷應用舉例86
思考與練習89
第2篇 數(shù)字外設篇
第7章 外設接口概述
7.1I/O 端口的多功能93
7.2 交叉開關譯碼器和數(shù)字外設的配置96
7.2.1 交叉開關譯碼器和數(shù)字外設配置的特殊功能寄存器97
7.2.2 交叉開關引腳分配100
7.2.3 交叉開關引腳分配示例107
思考與練習109
第8章 通用數(shù)字輸入/輸出端口
8.1 單片機I/O端口的操作110
8.1.1 端口引腳的輸出方式111
8.1.2 端口引腳的輸入方式113
8.1.3 配置無引出腳的端口113
8.2 輸入/輸出端口的特殊功能寄存器114
8.2.1 低端口P0～P3的特殊功能寄存器114
8.2.2 高端口P4～P7的特殊功能寄存器118
8.3 輸入/輸出端口應用舉例120
思考與練習127
第9章 外部數(shù)據(jù)存儲器接口和片內(nèi)XRAM
9.1 外部數(shù)據(jù)存儲器空間XRAM的訪問128
9.2 外部數(shù)據(jù)存儲器接口的特殊功能寄存器129
9.3 外部數(shù)據(jù)存儲器接口的配置131
9.4 端口選擇和配置131
9.5 復用和非復用選擇132
9.6 存儲器模式選擇133
9.7 外部數(shù)據(jù)存儲器接口操作時序135
9.8 外部數(shù)據(jù)存儲器接口和片內(nèi)XRAM的應用139
思考與練習149
第10章 定時/計數(shù)器
10.1 定時器0和定時器1151
10.1.1 定時器0/1交叉開關的配置151
10.1.2 定時器0/1的特殊功能寄存器152
10.1.3 定時器0/1的工作方式155
10.2 定時器2和定時器4159
10.2.1 交叉開關中I/O引腳的配置159
10.2.2 定時器2/4的特殊功能寄存器160
10.2.3 定時器2/4的工作方式164
10.3 定時器3168
10.3.1 定時器3的特殊功能寄存器168
10.3.2 定時器3的工作方式170
10.4 定時/計數(shù)器的應用舉例170
思考與練習177
第11章 可編程計數(shù)器陣列
11.1 PCA的特殊功能寄存器178
11.2 PCA的工作原理182
11.2.1 PCA交叉開關配置182
11.2.2 PCA定時/計數(shù)器183
11.2.3 捕捉/比較模塊184
11.3 可編程計數(shù)器陣列PCA的應用舉例190
思考與練習197
第12章 系統(tǒng)管理總線
12.1 SMBus串行接口的結構198
12.2 SMBus協(xié)議200
12.2.1 傳輸握手信號和數(shù)據(jù)傳輸時序200
12.2.2 總線仲裁及其他傳輸協(xié)議202
12.3 SMBus數(shù)據(jù)傳輸方式203
12.3.1 數(shù)據(jù)傳輸方式203
12.3.2 典型傳輸過程分析204
12.4 SMBus特殊功能寄存器206
12.5 SMBus的操作209
12.6 SMBus的應用舉例212
思考與練習228
第13章 增強型串行接口
13.1 UART0和UART1的特殊功能寄存器229
13.2 UART0/1引腳配置和工作方式234
13.2.1 UART0/1引腳的配置234
13.2.2 UART0/1工作方式234
13.3 UART0/1的多機通信238
13.4 幀錯誤和傳輸錯誤檢測240
13.5 UART的應用舉例240
思考與練習253
第14章 串行外設接口總線
14.1 SPI接口的結構原理、控制信號及交叉開關配置256
14.1.1 SPI接口的結構原理256
14.1.2 SPI控制信號256
14.1.3 交叉開關中SPI信號引腳的配置258
14.2 SPI特殊功能寄存器258
14.3 SPI工作原理261
14.3.1 SPI的操作過程261
14.3.2 串行時鐘時序263
14.4 SPI的應用舉例263
思考與練習270
第15章JTAG接口
15.1 JTAG接口的結構271
15.2 Flash編程命令277
15.3 JTAG接口的實現(xiàn)與調(diào)試支持279
15.4 單片機集成開發(fā)環(huán)境的設計280
第3篇 模擬外設篇
第16章12位模/數(shù)轉換器
16.1 ADC0的組成286
16.2 ADC0的特殊功能寄存器287
16.2.1 ADC0的特殊功能寄存器簡介287
16.2.2 ADC0數(shù)據(jù)字應用舉例291
16.3 ADC0的工作方式292
16.4 ADC0可編程越限檢測器294
16.4.1 ADC0可編程越限檢測器的工作原理294
16.4.2 ADC0可編程越限檢測器的工作寄存器295
16.4.3 ADC0可編程越限檢測器的越限中斷示例296
16.5 ADC0的基準電壓299
16.6 ADC0應用舉例300
思考與練習303
第17章 8位模/數(shù)轉換器
17.1 模擬多路開關和可編程增益放大器305
17.1.1 ADC1模擬輸入的配置305
17.1.2 ADC1輸入通道的選擇305
17.1.3 可編程增益放大器306
17.2 ADC1的特殊功能寄存器306
17.3 ADC1的工作方式309
17.4 ADC1的基準電壓311
第18章12位電壓輸出數(shù)/模轉換器
18.1 DAC的特殊功能寄存器313
18.2 DAC的操作316
18.3 DAC的基準電壓317
18.4 DAC應用舉例318
思考與練習322
第19章 比較器
19.1 比較器的組成和特點323
19.2 比較器的特殊功能寄存器323
19.3 比較器的操作326
19.4 比較器的應用舉例328
第20章 基準電源及溫度傳感器
20.1 基準電源333
20.1.1 基準電源的組成333
20.1.2 電壓基準控制寄存器335
20.2 溫度傳感器335
20.2.1 溫度傳感器的特性335
20.2.2 溫度傳感器的操作336
20.2.3 溫度傳感器的應用舉例337

附錄A 特殊功能寄存器一覽表341
附錄B 中斷源一覽表345
附錄C CIP51指令一覽表347
附錄D 模擬部件電氣特性351
參考文獻355