首页 圈子 我的社区 微课程 问答 积分兑换 活动 投票 搜索 文章 软件 用户 相册 资料
全部 Proteus教学 其它

教材/教学参考用书《微处理器系统原理与应用设计》

zhangls
发表于 2024-05-21 09:38:48

推  荐

《微处理器系统原理与应用设计》 

陈彦辉 冯磊 康槿 编著

西安电子科技大学出版社

2022年3月第一版



内容简介

      本书全面介绍微处理器系统的工作原理与应用设计的基本方法。全书分为七章,包括数字处理系统概述、微处理器、汇编指令、程序设计、片上微处理器系统、常规外设应用设计、典型微控制系统设计开发等内容。本书主要从微处理器结构出发介绍汇编指令,从汇编指令出发介绍C程序设计,旨在让读者深入理解微处理器的工作原理并掌握程序设计的精要,通过外设驱动程序设计和小系统设计提高实际设计与调试能力。

      本书可作为高等学校电子信息类专业“微机原理”和“嵌入式系统程序设计”等课程的教材或教学参考书,亦可供其他专业师生及相关工程技术人员参考学习。




前  言(节选)

      笔者自2009年起承担“微机原理与系统设计”(简称“微原”)课程的教学,发现课程教学部分内容已不适应现代企业的需求,所介绍的经典微处理器8086虽然非常适合用来讲解原理,但是没有真实平台能够演示,使学生不能在实际应用中感受和领会微机原理的奥妙。

      随着ARM系列微处理器的快速发展,基于ARM的微控器纷纷登场,不仅占领了大多数消费电子市场,在工业控制和专用领域也得到了广泛应用,特别是物联网时代的到来,使得嵌入式系统成为当代产业的“宠儿”。

      作为课程负责人,笔者深知讲授8086 与产业需求差别太大,现在的研发项目都在使用ARM 平台,而8086仅仅是为了满足课程需要,因此采用ARM处理器代替8086来讲解微机原理势在必行。

      使用ARM 处理器时面临两种选择:基于ARM7内核或Cortex-M3(简写为CM3)内核的处理器。如何做出选择呢?在构思本书时,尽管ARM7的资料非常完善,按理说应该是最佳选择,但考虑到CM3是ARM 公司的新产品,将来必定被广泛应用,且 CM3的生态会更好;而ARM7只是一款当时流行的处理器,不久将会退出历史舞台。另外,CM3的构架和指令操作相对简单易学,特别是存储访问和中断处理与8086相似;而ARM7的异常处理操作复杂且存储访问需要考虑字对齐,对于初学者有一定难度。经过对比斟酌,笔者最终选择了CM3。


……


陈彦辉  
2021年12月




章节介绍


本书分为七章,各章安排如下:

      第一章,从数字信息处理角度引入微处理器系统,同时给出微处理器所用的数制表示和二进制运算的基本规则,并介绍了微处理器及系统的发展史。

      第二章,从信息处理系统设计的角度,按照运算器、寄存器、控制器、指令产生与编码、指令读取与译码的顺序渐入式勾勒出微处理器架构和操作机制,最终给出常规微处理器的完整架构。通过分析目前流行的 Cortex-M4处理器的内核结构、存储系统和异常处理机制,可使读者对微处理器构造和指令运行机制有深入的认识,以便后面更好地理解和应用指令。

      第三章,介绍了与指令及其操作相关的概念和流程,并从数据传输、数据运算、流程控制和异常处理这四个方面介绍微处理器最为通用的指令;利用图表结合的方法分析了处理器的具体操作方法,使读者能够“见指令明操作,想操作知指令”;还介绍了常用的数字信号处理指令,便于从事信号处理和数据通信工作的读者进行程序设计。

      第四章,介绍了程序设计的基本方法,包括常规的变量定义、赋值、运算、分支跳转、调用等操作,同时对程序设计流程、异常处理编程和混合编程等内容进行了详细描述。大部分内容采用汇编语言和C语言两种方式对照描述,这样可以有效帮助读者建立C语句与微处理器操作之间的联系,让读者明白语句执行的原理和过程,能够从微处理器结构角度来理解软件的执行。

      第五章,介绍了片上微处理器系统的基本构架和系统原理、Cortex-M4 处理器的基本组成和关键部件、STM32F401的基本组成和典型外设原理、最为常用的中断系统结构与应用开发,使读者能够掌握微处理器系统的典型构架和组成以及典型外设的工作原理。

      第六章,介绍了外设操作,即如何通过对外设接口中的寄存器进行读写来实现操作控制、状态读取、参数配置、数据收发,并穿插介绍了轮询和中断的应用;以STM32F401为平台,介绍了时钟管理、GPIO、EXTI、定时器、USART、DMAC、ADC等常规外设的配置及应用设计。

      第七章,介绍了如何根据需求来设计和开发一个简易的典型微控制系统,对电路设计、设备驱动开发、功能调试以及模拟仿真等关键环节进行了详细描述,使读者能够掌握微处理器系统的设计开发方法、微控制系统的常规电路设计、驱动软件设计的基本框架、硬件调试与集成等。

      由于学习本书需要C语言基础,因此本书在附录中介绍了C语言程序设计入门。为了使读者掌握微处理器系统的应用开发,本书给出了编程和调试的基本思路、方法与应用实例,读者可以在相应的平台上进行练习,有助于提升实际动手能力。



辅助平台

内容节选


此书在“7.5功能测试章节中,推荐使用软件测试平台为Proteus软件。

      Proteus集混合模式仿真器、微控制模型、外设模型、集成开发环境、PCB设计于一体,涵盖了微控制系统开发的整个过程。而且Proteus可以从原理图设计、单片机编程、系统仿真到PCB设计一气呵成,实现从概念到产品的完整设计。其强大的仿真功能和协同的集成开发环境,为创新设计和科研开发提供了良好的平台和解决方案。Proteus 已经成为电子信息类课程全球教学标准,被国内的高职、大专和大学院校广泛用于电子学、嵌入式设计、PCB设计的教学,是电子信息专业课程教学的标配EDA软件。

其中,Proteus VSM产品系列包括功能强大的智能原理布图系统、具有13种工业级虚拟仪器和数千种嵌入式外设模型库的电路仿真引擎ProSPICE、特定种类的处理器模型。



Proteus部分 VSM产品


Proteus软件功能

244 0

你的回应
一周热门
一月热门
意见反馈