基於MSP430單片機的控製係統設計（清華開發者書庫） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳中，陳衝 著

圖書標籤:

• MSP430
• 單片機
• 控製係統
• 嵌入式係統
• 硬件設計
• 軟件設計
• C語言
• 清華大學
• 開發者書庫
• 電子工程

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302462187

版次：1

商品編碼：12203128

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-05-01

用紙：膠版紙

頁數：480

編輯推薦

　　本書內容新穎獨特，涵蓋瞭MSP430單片機控製係統的諸多內容。通過大量實例，介紹MSP430F169單片機的工作原理及設計方法，使讀者對基於單片機的設計有瞭充分的認識。對於每個課題，首先進行硬件電路設計，再進行軟件編程，注重對硬件電路設計和軟件編程中可能遇到的問題進行詳細解釋，並提供問題的解決方法，*後通過實驗證明設計的正確性。

　　對於初學者可能遇到的睏惑，作者深有體會，本書通過項目實例教學，起到解疑與啓發的作用，並培養讀者分析問題和解決問題的能力。

內容簡介

　　本書主要介紹MSP430F169單片機設計方法，在適當闡述工作原理基礎上，重點介紹瞭硬件電路圖和軟件編程，對於重要程序，解釋編程方法並說明其工作原理。

　　全書共分9章：第1章為基礎篇，著重MSP430單片機工作原理以及IAR編譯軟件的應用；第2~9章為單片機設計，包括硬件係統設計和軟件編程。全書敘述簡潔、概念清晰，提供瞭大量應用實例，具備完整的硬件電路圖和軟件清單，涵蓋瞭MSP430F169單片機設計的諸多內容。

　　本書適閤作為高等院校電氣、自動化專業高年級本科生、研究生的及高校教師教學參考書，還可以供相關工程技術人員參考。

作者簡介

　　陳中，鹽城工學院教師，連續多年指導學生進行畢業設計以及學科競賽，擁有豐富的教學、實踐經驗。發錶過多篇關於單片機的論文，反響良好。已齣版《基於STC89C52單片機的控製係統設計》《基於AVR單片機的控製係統設計》等五部著作，即將齣版《基於STM32單片機的控製係統設計》一書。

　　陳衝，鹽城工學院教師，多年從事教學科研工作。曾獲學校青年教師競賽三等奬1項，完成市級科研項目3項，獲市科技進步二等奬1項。發錶過多篇具有較高學術水平的論文，先後編著《電力拖動控製係統與MATLAB仿真》《運動控製係統綜閤實驗教程》等多部教材。

目錄

第1章單片機原理概述及C編程語言

1.1MSP430單片機概述

1.2初步認識MSP430單片機

1.3MSP430F169單片機*小係統

1.4C語言概述

1.4.1C的變量與數據類型

1.4.2C的運算符和錶達式

1.5常用的I/O相關寄存器及操作

1.6C語言的程序結構

1.6.1順序結構

1.6.2選擇結構

1.6.3循環結構

1.7C語言的函數

1.8I/O端口常用操作C語言描述及常用C語言解析

1.9把51單片機的C語言轉換成MSP430單片機的C語言

1.10MSP430編譯軟件使用

1.11自製(頭)文件方法

第2章單片機輸齣電路設計

2.1單片機控製係統設計概述

2.2液晶1602的顯示

2.3液晶12864的顯示

2.3.1液晶12864並行顯示

2.3.2液晶12864串行顯示

2.4LED點陣的顯示

2.5液晶12232的顯示

2.62.4in彩屏TFT的顯示

2.6.12.4in彩屏TFT簡介

2.6.2顯存地址指針與窗口工作模式

2.6.3常用寄存器設置

第3章單片機輸入電路設計

3.1鍵盤的輸入電路

3.2帶函數和小數點的計算器設計

3.3電子密碼鎖設計

3.4步進電機控製係統設計

3.5溫度檢測係統設計

3.6溫濕度傳感器的設計

3.7電子秤的設計

第4章定時器/計數器和外部中斷係統設計

4.1MSP430單片機時鍾源

4.2定時器/計數器概述

4.3TIMER_A工作模式

4.4定時器A模塊捕獲/比較工作原理

4.5定時器/計數器A與PWM

4.6外部中斷的概述

4.7秒錶設計

4.8紅外遙控設計

4.9超聲波測距係統設計

4.10定時器/計數器B

4.11定時器/計數器B與PWM

4.12直流電機控製係統設計

第5章串行通信

5.1串行通信概述

5.2USART相關寄存器

5.3串行通信協議

5.4串行通信係統設計

第6章I2C接口的應用

6.1I2C通信協議概述

6.2I2C模式操作

6.3I2C寄存器說明

6.4具有斷電保護的電子密碼鎖設計

6.4.1AT24C02芯片簡介

6.4.2具有斷電保護的電子密碼鎖設計

第7章同步串行SPI接口

7.1同步串行SPI接口概述

7.2SPI相關寄存器

7.3SPI通信設計舉例——無綫模塊通信設計

第8章AD與DA轉換器

8.1AD轉換器概述

8.2ADC12結構及特點

8.3ADC相關寄存器設置

8.4ADC12轉換模式

8.5AD應用實例

8.6DA轉換器概述

8.7DAC12結構與性能

8.8DAC相關寄存器設置

8.9DAC12的操作及設置和應用

第9章單片機綜閤係統設計

9.1兩路溫度檢測係統設計

9.2紅外遙控直流電機調速係統設計

9.3無綫通信直流電機調速係統設計

9.4用VB語言編製串行助手界麵控製步進電機調速係統設計

9.5門禁控製係統設計

9.6藍牙控製係統設計

9.7彩屏和攝像頭控製係統設計

參考文獻

前言/序言

　　單片機又稱為微機控製器(Microcontroller)，國外普遍稱為MCU(MicroControlUnit)，其基本結構是將微型的基本功能部件：中央處理器(CPU)、存儲器、輸入/輸齣接口(I/O)、定時器/計數器、中斷係統等全部集成在一個半導體芯片上。

　　MSP430單片機和非增強型51單片機相比較，具有運行速度快、功能豐富等優點，屬於16位單片機，寄存器的設置較多。實際上隨著中高檔單片機的發展，寄存器的設置越來越多。非增強型51單片機有的端口是準雙嚮端口，而MSP430單片機的端口都是雙嚮的，必須設置端口數據的輸齣或輸入方嚮。51單片機的C語言程序可以部分移植到MSP430單片機，但兩者有很多不同之處。

　　現在國內單片機書籍多如牛毛，但大部分圖書都是偏重於理論以及匯編語言，實際上單片機技術的實踐性很強，要想學好單片機技術，比較好的方法就是多做實物，多練習。從作者的實踐中看，單片機學習有兩個問題。首先是仿真軟件，Proteus軟件的確有其長處，但其Bug也不少，尤其在數碼管動態顯示方麵，缺點很大。作者遇到過很多種情況，仿真能夠成功，但實物做不齣來；或實物做齣來瞭，但仿真不行。其次是匯編語言，匯編語言有其優點，但非常煩瑣，建議讀者采用C語言編程。

　　本書采用的是MSP430單片機的F169型號，書中所有的電路圖都是完全按照引腳實物繪製。MSP430單片機有很多類型，但基本上都是大同小異，隻要把一種類型搞通瞭，很容易掌握其他MSP430類型的單片機設計方法。

　　本書主要是在作者和顧春雷、瀋翠鳳編著的《基於AVR單片機的控製係統設計》基礎上改寫的，增加瞭MSP430單片機相關的內容。書中論述部分主要參考瞭《MSP430單片機使用手冊》，趙建，謝楷等編寫的《MSP430係列16位超低功耗單片機教學實驗係統實驗教程》，

　　書中部分資料來自互聯網。在此嚮顧春雷、瀋翠鳳、趙建、謝楷等錶示衷心感謝。

　　本書是由鹽城工學院陳中、陳衝共同編寫，陳中統籌瞭全稿。全書共分為9章，第1章單片機原理概述和C語言編程，內容包括單片機的結構和組成，以及單片機最小係統，不同數據類型和IAR軟件調試方法等；第2章單片機輸齣電路設計，介紹液晶1602、液晶12864、點陣和液晶12232等顯示的設計；第3章單片機輸入電路設計，包括鍵盤、計算器、密碼鎖、電子秤步進電機控製係統、溫度檢測係統等設計方法；第4章定時器/計數器以及中斷係統設計，著重說明瞭不同方式PWM波的原理及設計方法；第5章串行通信設計，著重介紹串行助手軟件進行串行通信設計；第6章TWI接口的應用，著重介紹斷電保護電子密碼鎖的設計；第7章同步串行SPI接口的設計，著重介紹無綫模塊通信設計；第8章AD和DA轉換係統設計；第9章單片機綜閤係統設計，內容包括兩路溫度傳感器溫度檢測、直流電機調速係統等。

　　本書在編寫過程中，由丁聖均完成瞭大部分設計，鹽城工學院電氣學院何洋、楊柳、張寶山、周鵬和黃雅琪等同學在硬件設計和軟件編程方麵也做齣瞭大量工作。同時本書還得到安徽徽電科技股份有限公司硃代忠工程師的大力幫助和技術指導。鹽城工學院電氣學院各位領導以及同事也對本書的寫作給予瞭大力支持和幫助，在此嚮他們錶示衷心感謝。

　　本書配套資源包括IAR編譯軟件、下載軟件、字模軟件、串行助手軟件、端口驅動軟件以及書中所有程序，請在清華大學齣版社網站www．tup．com．cn下載。

　　由於作者水平有限，書中肯定有許多不足之處，歡迎讀者批評指正，作者可以為本書的內容提供技術支持。此外，本書還有與其配套的開發闆。歡迎各位讀者發郵件到zdzcz33@126．com與作者聯係，謝謝。

　　陳中陳衝

　　鹽城工學院

　　2017年4月

《嵌入式係統開發實戰：從原理到應用》 內容簡介 本書是一本麵嚮廣大嵌入式係統開發者的技術專著，旨在係統地闡述嵌入式係統的核心概念、設計流程、關鍵技術以及實際應用。全書緊密圍繞“實戰”二字，從理論的深度剖析到代碼的精細實現，再到硬件的靈活選型，力求為讀者構建一個全麵、深入且可操作的學習框架。本書不涉及任何特定微控製器係列（如MSP430）的內部細節或其獨有的開發環境，而是聚焦於嵌入式係統開發過程中普遍適用、跨平颱通用的知識體係，幫助讀者掌握通用的技術方法和解決問題的思路。 第一部分：嵌入式係統基礎理論與架構 在嵌入式係統日益普及和性能不斷提升的今天，理解其底層原理和整體架構是進行高效開發的關鍵。本部分將從最基礎的概念入手，逐步深入到嵌入式係統的核心組成與工作模式。 什麼是嵌入式係統？ 我們將從廣義和狹義上定義嵌入式係統，探討其與通用計算係統的本質區彆。強調嵌入式係統的“嵌入性”——即其作為特定功能硬件載體的角色，以及“係統性”——即其軟硬件協同工作的整體性。通過分析不同應用領域（如消費電子、工業控製、汽車電子、醫療設備等）的嵌入式係統案例，讓讀者對嵌入式係統的多樣性和重要性有直觀的認識。 嵌入式係統的基本架構 本章節將詳細解析嵌入式係統的典型架構，包括： 硬件層： 處理器（CPU）、存儲器（RAM、ROM、Flash）、輸入/輸齣接口（GPIO、ADC、DAC、UART、SPI、I2C等）、傳感器、執行器、通信模塊等。我們將討論不同類型處理器的特性（如RISC、CISC、DSP）、存儲器的選擇原則（速度、容量、成本、非易失性）以及各種接口的工作原理和應用場景。 軟件層： 嵌入式操作係統（EOS）或裸機程序、驅動程序、中間件、應用層軟件。我們將深入探討裸機開發和實時操作係統（RTOS）的應用優勢與權衡，以及驅動程序在硬件抽象中的關鍵作用。 嵌入式係統開發流程 一個完整的嵌入式係統項目通常經曆以下幾個階段：需求分析、係統設計（軟硬件）、硬件選型與設計、軟件設計、編碼實現、調試與測試、集成與部署、維護與升級。本章節將詳細剖析每個階段的任務、關鍵點和常用方法。我們將強調需求分析的重要性，以及如何將需求轉化為可執行的係統設計。 開發工具鏈與環境 介紹嵌入式係統開發過程中常用的工具，包括： 交叉編譯工具鏈： 解釋為何需要交叉編譯，以及GCC等常用工具鏈的構成（編譯器、匯編器、鏈接器）。 調試器： JTAG、SWD等硬件調試接口的原理，以及GDB等軟件調試工具的使用。 仿真器與模擬器： 它們在開發過程中的作用和局限性。 版本控製係統： Git等在團隊協作和項目管理中的重要性。 集成開發環境（IDE）： 介紹跨平颱的IDE概念，以及其提供的代碼編輯、編譯、調試一體化功能。 第二部分：嵌入式軟件開發關鍵技術 掌握核心的嵌入式軟件開發技術是實現嵌入式係統功能的基石。本部分將聚焦於軟件開發的各個方麵，從低層硬件控製到高層應用實現。 硬件抽象與驅動程序開發 驅動程序是連接硬件和操作係統的橋梁。本章節將詳細講解如何編寫高效、可靠的設備驅動程序。 寄存器級編程： 理解微控製器工作原理的關鍵，學習直接操作硬件寄存器的方法。 中斷處理： 掌握中斷的産生、響應、服務例程編寫以及中斷優先級管理。 DMA（直接內存訪問）： 學習如何利用DMA來提高數據傳輸效率，減輕CPU負擔。 電源管理： 探討不同功耗模式的應用，以及如何優化係統功耗。 常見外設驅動： 詳細介紹GPIO、定時器、ADC、UART、SPI、I2C等常用外設的驅動編寫方法和示例。 嵌入式操作係統（EOS）原理與應用 對於功能復雜、實時性要求高的嵌入式係統，使用RTOS能夠極大地提高開發效率和係統性能。 RTOS核心概念： 任務（綫程）、任務調度（優先級、時間片輪轉）、任務同步與通信（信號量、互斥鎖、消息隊列、事件標誌）、中斷與任務的交互、內存管理。 RTOS的選擇與移植： 介紹FreeRTOS、RT-Thread等常用RTOS的特點，以及RTOS移植的基本步驟。 RTOS應用實例： 通過實際案例演示如何在RTOS環境下實現多任務並發、實時數據采集與控製等。 嵌入式係統通信協議 嵌入式係統往往需要與其他設備或網絡進行通信。本章節將介紹幾種重要的通信協議。 串行通信： UART、RS-232、RS-485的工作原理、通信模式及應用。 同步通信： SPI、I2C的接口特性、通信時序和應用場景，適用於片內/片外設備間的高速通信。 網絡通信： TCP/IP協議棧在嵌入式係統中的應用，HTTP、MQTT等應用層協議的介紹。 無綫通信： 藍牙、Wi-Fi、Zigbee等無綫通信技術的特點和在嵌入式係統中的集成。 嵌入式係統中的數據處理與算法 處理原始傳感器數據並實現特定的控製算法是嵌入式係統的核心功能。 數據采集與濾波： 介紹數字濾波器（如移動平均濾波、卡爾曼濾波）在去除噪聲、提高數據精度中的作用。 控製算法： PID（比例-積分-微分）控製器是工業控製中最常用的算法之一，本章節將深入講解其原理、參數整定方法及其在嵌入式係統中的實現。 狀態機與有限自動機： 介紹狀態機在描述復雜邏輯和行為上的優勢，以及如何在代碼中實現。 第三部分：嵌入式係統設計與應用實踐 本部分將把前兩部分學到的理論知識和技術方法應用於實際的係統設計與開發過程中，並通過具體的項目案例進行深入剖析。 嵌入式係統整體設計方法 從需求到架構： 如何根據功能需求、性能指標、成本預算、功耗要求等因素，進行閤理的軟硬件架構設計。 模塊化設計： 強調將係統分解為獨立的、可復用的軟件和硬件模塊，提高開發效率和可維護性。 接口設計與兼容性： 關注模塊之間的接口定義，確保其良好的兼容性和擴展性。 嵌入式係統調試與測試 調試策略： 硬件調試（下載器、JTAG/SWD）、軟件調試（打印日誌、斷點）、仿真調試。 單元測試與集成測試： 介紹如何對軟件模塊和係統整體進行有效的測試，確保功能的正確性。 性能測試與功耗測試： 如何評估係統的實時性、響應速度、功耗錶現。 典型嵌入式係統應用案例分析 本書將通過多個貼近實際的案例，展示嵌入式係統在不同領域的應用。例如： 智能傢居控製係統： 涉及傳感器數據采集、網絡通信、設備聯動控製等。 工業自動化設備： 關注實時控製、數據采集、人機交互、通信接口等。 物聯網（IoT）終端節點： 強調低功耗設計、無綫通信、數據上報等。 嵌入式數據采集與處理係統： 深入講解ADC采樣、數據存儲、初步處理等。 每個案例都將詳細講解其係統需求、硬件選型、軟件架構、關鍵模塊實現、調試過程以及遇到的挑戰與解決方案。 嵌入式係統發展趨勢與展望 最後，本章節將簡要介紹當前嵌入式係統領域的發展趨勢，如：人工智能與機器學習在嵌入式設備上的部署（TinyML）、邊緣計算、信息安全、低功耗廣域網（LPWAN）技術等，並對嵌入式係統的未來發展方嚮進行展望。 讀者對象 本書適閤於高等院校計算機、電子工程、自動化等相關專業的本科生、研究生，以及從事嵌入式係統開發、物聯網開發、硬件工程師、軟件工程師等職業的廣大技術人員。即使是初學者，隻要具備一定的C語言基礎和基本的計算機原理知識，也能通過本書逐步掌握嵌入式係統開發的核心技能。 本書特色 理論與實踐並重： 既有深入的理論講解，又提供大量的代碼示例和實戰案例。 通用性強： 聚焦於通用的嵌入式係統開發技術，不局限於特定平颱，具有廣泛的適用性。 內容全麵： 覆蓋瞭嵌入式係統開發的各個關鍵環節，從基礎到高級。 易於理解： 語言通俗易懂，結構清晰，循序漸進。 貼近實際： 案例分析貼近工業應用和實際項目需求。 通過學習本書，讀者將能夠獨立完成嵌入式係統的需求分析、係統設計、軟件開發、調試測試等工作，並為進一步深入研究嵌入式係統相關的高級主題打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

近期讀到一本關於嵌入式係統中的傳感器融閤與數據處理的書籍，雖然它的重點並非特指MSP430，但其中涉及的許多核心理念和技術，與MSP430單片機的應用場景高度契閤，給我帶來瞭很多啓發。這本書深入探討瞭如何從多種傳感器獲取原始數據，並對其進行濾波、校準和融閤，以獲得更準確、更全麵的環境或係統狀態信息。書中詳細講解瞭卡爾曼濾波、互補濾波等常用算法的原理，以及如何在資源受限的嵌入式環境中高效地實現它們，這對於需要精確測量和控製的MSP430項目來說，是必不可少的知識。我還對書中關於數據預處理的講解印象深刻，包括如何處理缺失值、異常值，以及如何進行特徵提取，這些都是提升數據質量和算法性能的關鍵步驟。書中還提供瞭一些基於傳感器融閤的實例，比如姿態估計、目標跟蹤等，這些案例展示瞭MSP430在高級數據處理應用中的潛力。總而言之，這本書讓我認識到，在設計復雜的控製係統時，對數據的深度處理和有效利用，是提升係統性能的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

最近接觸到一本關於低功耗嵌入式係統設計的書籍，它雖然不是直接以“基於MSP430單片機的控製係統設計”為名，但其中對MSP430係列單片機在功耗優化方麵的深入講解，讓我印象深刻。書中詳細剖析瞭MSP430的各種低功耗模式，並結閤實際應用場景，給齣瞭多種實用的節電策略，比如如何通過精細的功耗分析來優化代碼，如何利用外部中斷和定時器來喚醒係統，以及如何選擇閤適的電源管理芯片配閤MSP430工作。我尤其對其關於“事件驅動”的編程思想的闡述感到驚喜，它提倡通過讓單片機盡可能地處於低功耗模式，僅在需要時被喚醒處理事件，這種方式極大地延長瞭電池供電設備的續航時間。書中還提供瞭一些基於MSP430的低功耗應用案例，如無綫傳感器節點、智能穿戴設備等，這些案例不僅展示瞭低功耗設計的挑戰，也提供瞭寶貴的解決方案。這本書讓我對MSP430的低功耗優勢有瞭更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

最近讀完一本關於MSP430單片機的控製係統設計書籍，雖然這本書和“基於MSP430單片機的控製係統設計（清華開發者書庫）”書名不太一樣，但裏麵的內容還是給我留下瞭深刻的印象。這本書非常注重理論與實踐的結閤，它不僅僅是羅列MSP430的各種寄存器和指令，而是通過一個個生動的控製係統應用實例，將抽象的單片機知識具體化。例如，書中關於溫度控製係統的章節，從傳感器選型、信號調理，到PID算法的原理講解和MSP430上的實現，再到最終的係統調試，整個流程都講解得非常透徹。我尤其喜歡它對PID參數整定的不同方法的探討，並給齣瞭具體的代碼實現和實驗驗證，這對於我這樣希望快速上手實際項目的設計者來說，非常有價值。此外，書中還涉及到瞭人機交互設計，包括LCD顯示驅動、按鍵掃描以及更復雜的觸摸屏接口，這些都極大地提升瞭控製係統的用戶體驗。總的來說，這本書以其紮實的理論基礎和豐富的實戰案例，為我打開瞭一扇通往嵌入式控製係統設計的大門。

評分☆☆☆☆☆

我最近在閱讀一本關於嵌入式通信協議的書籍，其中涉及瞭MSP430在各種通信場景下的應用，雖然書名不盡相同，但其內容非常有啓發性。這本書全麵地介紹瞭多種嵌入式通信接口和協議，例如UART、SPI、I2C，以及更高級的CAN、USB、Zigbee等。書中不僅僅是講解協議的原理，更重要的是提供瞭如何在MSP430上實現這些通信功能的詳細指導，包括硬件接口的配置、軟件驅動的編寫以及數據幀的解析和封裝。我特彆關注書中關於傳感器網絡中數據采集與傳輸的章節，它通過實例展示瞭如何利用MSP430構建高效、可靠的通信節點，並與其他設備進行互聯互通。此外，書中還對不同通信協議的優缺點進行瞭深入比較，並給齣瞭在特定應用場景下的選擇建議，這對於初學者來說非常有幫助。這本書的實踐性很強，讓我對MSP430在物聯網和分布式控製領域的應用有瞭更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

翻閱一本關於嵌入式實時操作係統（RTOS）在MSP430上的應用的書籍，雖然書名與您提到的有所不同，但其對實時性原理的闡述和在MSP430上的實踐，著實讓我受益匪淺。這本書詳細地講解瞭FreeRTOS、uC/OS等主流RTOS在MSP430上的移植過程，包括任務創建、調度機製、信號量、互斥量、消息隊列等核心概念的應用。書中通過幾個典型的實時控製場景，如電機精確控製、數據采集與通信同步等，展示瞭RTOS如何有效地解決多任務並發、資源共享以及時間約束等問題。我特彆欣賞書中對於中斷處理和任務間通信的優化策略的分析，這對於提高係統的響應速度和穩定性至關重要。此外，書中還探討瞭功耗管理在RTOS環境下的實現，這對於MSP430這類低功耗平颱的應用尤為關鍵。這本書的深度和廣度都給我留下瞭深刻的印象，它不僅教會瞭我如何使用RTOS，更讓我理解瞭在嵌入式係統設計中，選擇和閤理配置RTOS的重要性。

評分☆☆☆☆☆

物流速度很快 挺不錯的書

評分☆☆☆☆☆

低功耗單片機第一次使用。買來學一下，正好工作需要。

評分☆☆☆☆☆

價格實惠好用，下次還會考慮購買的!

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好

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