基于MSP430单片机的控制系统设计（清华开发者书库） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈中，陈冲 著

图书标签:

• MSP430
• 单片机
• 控制系统
• 嵌入式系统
• 硬件设计
• 软件设计
• C语言
• 清华大学
• 开发者书库
• 电子工程

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302462187

版次：1

商品编码：12203128

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-05-01

用纸：胶版纸

页数：480

编辑推荐

　　本书内容新颖独特，涵盖了MSP430单片机控制系统的诸多内容。通过大量实例，介绍MSP430F169单片机的工作原理及设计方法，使读者对基于单片机的设计有了充分的认识。对于每个课题，首先进行硬件电路设计，再进行软件编程，注重对硬件电路设计和软件编程中可能遇到的问题进行详细解释，并提供问题的解决方法，*后通过实验证明设计的正确性。

　　对于初学者可能遇到的困惑，作者深有体会，本书通过项目实例教学，起到解疑与启发的作用，并培养读者分析问题和解决问题的能力。

内容简介

　　本书主要介绍MSP430F169单片机设计方法，在适当阐述工作原理基础上，重点介绍了硬件电路图和软件编程，对于重要程序，解释编程方法并说明其工作原理。

　　全书共分9章：第1章为基础篇，着重MSP430单片机工作原理以及IAR编译软件的应用；第2~9章为单片机设计，包括硬件系统设计和软件编程。全书叙述简洁、概念清晰，提供了大量应用实例，具备完整的硬件电路图和软件清单，涵盖了MSP430F169单片机设计的诸多内容。

　　本书适合作为高等院校电气、自动化专业高年级本科生、研究生的及高校教师教学参考书，还可以供相关工程技术人员参考。

作者简介

　　陈中，盐城工学院教师，连续多年指导学生进行毕业设计以及学科竞赛，拥有丰富的教学、实践经验。发表过多篇关于单片机的论文，反响良好。已出版《基于STC89C52单片机的控制系统设计》《基于AVR单片机的控制系统设计》等五部著作，即将出版《基于STM32单片机的控制系统设计》一书。

　　陈冲，盐城工学院教师，多年从事教学科研工作。曾获学校青年教师竞赛三等奖1项，完成市级科研项目3项，获市科技进步二等奖1项。发表过多篇具有较高学术水平的论文，先后编著《电力拖动控制系统与MATLAB仿真》《运动控制系统综合实验教程》等多部教材。

目录

第1章单片机原理概述及C编程语言

1.1MSP430单片机概述

1.2初步认识MSP430单片机

1.3MSP430F169单片机*小系统

1.4C语言概述

1.4.1C的变量与数据类型

1.4.2C的运算符和表达式

1.5常用的I/O相关寄存器及操作

1.6C语言的程序结构

1.6.1顺序结构

1.6.2选择结构

1.6.3循环结构

1.7C语言的函数

1.8I/O端口常用操作C语言描述及常用C语言解析

1.9把51单片机的C语言转换成MSP430单片机的C语言

1.10MSP430编译软件使用

1.11自制(头)文件方法

第2章单片机输出电路设计

2.1单片机控制系统设计概述

2.2液晶1602的显示

2.3液晶12864的显示

2.3.1液晶12864并行显示

2.3.2液晶12864串行显示

2.4LED点阵的显示

2.5液晶12232的显示

2.62.4in彩屏TFT的显示

2.6.12.4in彩屏TFT简介

2.6.2显存地址指针与窗口工作模式

2.6.3常用寄存器设置

第3章单片机输入电路设计

3.1键盘的输入电路

3.2带函数和小数点的计算器设计

3.3电子密码锁设计

3.4步进电机控制系统设计

3.5温度检测系统设计

3.6温湿度传感器的设计

3.7电子秤的设计

第4章定时器/计数器和外部中断系统设计

4.1MSP430单片机时钟源

4.2定时器/计数器概述

4.3TIMER_A工作模式

4.4定时器A模块捕获/比较工作原理

4.5定时器/计数器A与PWM

4.6外部中断的概述

4.7秒表设计

4.8红外遥控设计

4.9超声波测距系统设计

4.10定时器/计数器B

4.11定时器/计数器B与PWM

4.12直流电机控制系统设计

第5章串行通信

5.1串行通信概述

5.2USART相关寄存器

5.3串行通信协议

5.4串行通信系统设计

第6章I2C接口的应用

6.1I2C通信协议概述

6.2I2C模式操作

6.3I2C寄存器说明

6.4具有断电保护的电子密码锁设计

6.4.1AT24C02芯片简介

6.4.2具有断电保护的电子密码锁设计

第7章同步串行SPI接口

7.1同步串行SPI接口概述

7.2SPI相关寄存器

7.3SPI通信设计举例——无线模块通信设计

第8章AD与DA转换器

8.1AD转换器概述

8.2ADC12结构及特点

8.3ADC相关寄存器设置

8.4ADC12转换模式

8.5AD应用实例

8.6DA转换器概述

8.7DAC12结构与性能

8.8DAC相关寄存器设置

8.9DAC12的操作及设置和应用

第9章单片机综合系统设计

9.1两路温度检测系统设计

9.2红外遥控直流电机调速系统设计

9.3无线通信直流电机调速系统设计

9.4用VB语言编制串行助手界面控制步进电机调速系统设计

9.5门禁控制系统设计

9.6蓝牙控制系统设计

9.7彩屏和摄像头控制系统设计

参考文献

前言/序言

　　单片机又称为微机控制器(Microcontroller)，国外普遍称为MCU(MicroControlUnit)，其基本结构是将微型的基本功能部件：中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出接口(I/O)、定时器/计数器、中断系统等全部集成在一个半导体芯片上。

　　MSP430单片机和非增强型51单片机相比较，具有运行速度快、功能丰富等优点，属于16位单片机，寄存器的设置较多。实际上随着中高档单片机的发展，寄存器的设置越来越多。非增强型51单片机有的端口是准双向端口，而MSP430单片机的端口都是双向的，必须设置端口数据的输出或输入方向。51单片机的C语言程序可以部分移植到MSP430单片机，但两者有很多不同之处。

　　现在国内单片机书籍多如牛毛，但大部分图书都是偏重于理论以及汇编语言，实际上单片机技术的实践性很强，要想学好单片机技术，比较好的方法就是多做实物，多练习。从作者的实践中看，单片机学习有两个问题。首先是仿真软件，Proteus软件的确有其长处，但其Bug也不少，尤其在数码管动态显示方面，缺点很大。作者遇到过很多种情况，仿真能够成功，但实物做不出来；或实物做出来了，但仿真不行。其次是汇编语言，汇编语言有其优点，但非常烦琐，建议读者采用C语言编程。

　　本书采用的是MSP430单片机的F169型号，书中所有的电路图都是完全按照引脚实物绘制。MSP430单片机有很多类型，但基本上都是大同小异，只要把一种类型搞通了，很容易掌握其他MSP430类型的单片机设计方法。

　　本书主要是在作者和顾春雷、沈翠凤编著的《基于AVR单片机的控制系统设计》基础上改写的，增加了MSP430单片机相关的内容。书中论述部分主要参考了《MSP430单片机使用手册》，赵建，谢楷等编写的《MSP430系列16位超低功耗单片机教学实验系统实验教程》，

　　书中部分资料来自互联网。在此向顾春雷、沈翠凤、赵建、谢楷等表示衷心感谢。

　　本书是由盐城工学院陈中、陈冲共同编写，陈中统筹了全稿。全书共分为9章，第1章单片机原理概述和C语言编程，内容包括单片机的结构和组成，以及单片机最小系统，不同数据类型和IAR软件调试方法等；第2章单片机输出电路设计，介绍液晶1602、液晶12864、点阵和液晶12232等显示的设计；第3章单片机输入电路设计，包括键盘、计算器、密码锁、电子秤步进电机控制系统、温度检测系统等设计方法；第4章定时器/计数器以及中断系统设计，着重说明了不同方式PWM波的原理及设计方法；第5章串行通信设计，着重介绍串行助手软件进行串行通信设计；第6章TWI接口的应用，着重介绍断电保护电子密码锁的设计；第7章同步串行SPI接口的设计，着重介绍无线模块通信设计；第8章AD和DA转换系统设计；第9章单片机综合系统设计，内容包括两路温度传感器温度检测、直流电机调速系统等。

　　本书在编写过程中，由丁圣均完成了大部分设计，盐城工学院电气学院何洋、杨柳、张宝山、周鹏和黄雅琪等同学在硬件设计和软件编程方面也做出了大量工作。同时本书还得到安徽徽电科技股份有限公司朱代忠工程师的大力帮助和技术指导。盐城工学院电气学院各位领导以及同事也对本书的写作给予了大力支持和帮助，在此向他们表示衷心感谢。

　　本书配套资源包括IAR编译软件、下载软件、字模软件、串行助手软件、端口驱动软件以及书中所有程序，请在清华大学出版社网站www．tup．com．cn下载。

　　由于作者水平有限，书中肯定有许多不足之处，欢迎读者批评指正，作者可以为本书的内容提供技术支持。此外，本书还有与其配套的开发板。欢迎各位读者发邮件到zdzcz33@126．com与作者联系，谢谢。

　　陈中陈冲

　　盐城工学院

　　2017年4月

《嵌入式系统开发实战：从原理到应用》 内容简介 本书是一本面向广大嵌入式系统开发者的技术专著，旨在系统地阐述嵌入式系统的核心概念、设计流程、关键技术以及实际应用。全书紧密围绕“实战”二字，从理论的深度剖析到代码的精细实现，再到硬件的灵活选型，力求为读者构建一个全面、深入且可操作的学习框架。本书不涉及任何特定微控制器系列（如MSP430）的内部细节或其独有的开发环境，而是聚焦于嵌入式系统开发过程中普遍适用、跨平台通用的知识体系，帮助读者掌握通用的技术方法和解决问题的思路。 第一部分：嵌入式系统基础理论与架构 在嵌入式系统日益普及和性能不断提升的今天，理解其底层原理和整体架构是进行高效开发的关键。本部分将从最基础的概念入手，逐步深入到嵌入式系统的核心组成与工作模式。 什么是嵌入式系统？ 我们将从广义和狭义上定义嵌入式系统，探讨其与通用计算系统的本质区别。强调嵌入式系统的“嵌入性”——即其作为特定功能硬件载体的角色，以及“系统性”——即其软硬件协同工作的整体性。通过分析不同应用领域（如消费电子、工业控制、汽车电子、医疗设备等）的嵌入式系统案例，让读者对嵌入式系统的多样性和重要性有直观的认识。 嵌入式系统的基本架构 本章节将详细解析嵌入式系统的典型架构，包括： 硬件层： 处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM、Flash）、输入/输出接口（GPIO、ADC、DAC、UART、SPI、I2C等）、传感器、执行器、通信模块等。我们将讨论不同类型处理器的特性（如RISC、CISC、DSP）、存储器的选择原则（速度、容量、成本、非易失性）以及各种接口的工作原理和应用场景。 软件层： 嵌入式操作系统（EOS）或裸机程序、驱动程序、中间件、应用层软件。我们将深入探讨裸机开发和实时操作系统（RTOS）的应用优势与权衡，以及驱动程序在硬件抽象中的关键作用。 嵌入式系统开发流程 一个完整的嵌入式系统项目通常经历以下几个阶段：需求分析、系统设计（软硬件）、硬件选型与设计、软件设计、编码实现、调试与测试、集成与部署、维护与升级。本章节将详细剖析每个阶段的任务、关键点和常用方法。我们将强调需求分析的重要性，以及如何将需求转化为可执行的系统设计。 开发工具链与环境 介绍嵌入式系统开发过程中常用的工具，包括： 交叉编译工具链： 解释为何需要交叉编译，以及GCC等常用工具链的构成（编译器、汇编器、链接器）。 调试器： JTAG、SWD等硬件调试接口的原理，以及GDB等软件调试工具的使用。 仿真器与模拟器： 它们在开发过程中的作用和局限性。 版本控制系统： Git等在团队协作和项目管理中的重要性。 集成开发环境（IDE）： 介绍跨平台的IDE概念，以及其提供的代码编辑、编译、调试一体化功能。 第二部分：嵌入式软件开发关键技术 掌握核心的嵌入式软件开发技术是实现嵌入式系统功能的基石。本部分将聚焦于软件开发的各个方面，从低层硬件控制到高层应用实现。 硬件抽象与驱动程序开发 驱动程序是连接硬件和操作系统的桥梁。本章节将详细讲解如何编写高效、可靠的设备驱动程序。 寄存器级编程： 理解微控制器工作原理的关键，学习直接操作硬件寄存器的方法。 中断处理： 掌握中断的产生、响应、服务例程编写以及中断优先级管理。 DMA（直接内存访问）： 学习如何利用DMA来提高数据传输效率，减轻CPU负担。 电源管理： 探讨不同功耗模式的应用，以及如何优化系统功耗。 常见外设驱动： 详细介绍GPIO、定时器、ADC、UART、SPI、I2C等常用外设的驱动编写方法和示例。 嵌入式操作系统（EOS）原理与应用 对于功能复杂、实时性要求高的嵌入式系统，使用RTOS能够极大地提高开发效率和系统性能。 RTOS核心概念： 任务（线程）、任务调度（优先级、时间片轮转）、任务同步与通信（信号量、互斥锁、消息队列、事件标志）、中断与任务的交互、内存管理。 RTOS的选择与移植： 介绍FreeRTOS、RT-Thread等常用RTOS的特点，以及RTOS移植的基本步骤。 RTOS应用实例： 通过实际案例演示如何在RTOS环境下实现多任务并发、实时数据采集与控制等。 嵌入式系统通信协议 嵌入式系统往往需要与其他设备或网络进行通信。本章节将介绍几种重要的通信协议。 串行通信： UART、RS-232、RS-485的工作原理、通信模式及应用。 同步通信： SPI、I2C的接口特性、通信时序和应用场景，适用于片内/片外设备间的高速通信。 网络通信： TCP/IP协议栈在嵌入式系统中的应用，HTTP、MQTT等应用层协议的介绍。 无线通信： 蓝牙、Wi-Fi、Zigbee等无线通信技术的特点和在嵌入式系统中的集成。 嵌入式系统中的数据处理与算法 处理原始传感器数据并实现特定的控制算法是嵌入式系统的核心功能。 数据采集与滤波： 介绍数字滤波器（如移动平均滤波、卡尔曼滤波）在去除噪声、提高数据精度中的作用。 控制算法： PID（比例-积分-微分）控制器是工业控制中最常用的算法之一，本章节将深入讲解其原理、参数整定方法及其在嵌入式系统中的实现。 状态机与有限自动机： 介绍状态机在描述复杂逻辑和行为上的优势，以及如何在代码中实现。 第三部分：嵌入式系统设计与应用实践 本部分将把前两部分学到的理论知识和技术方法应用于实际的系统设计与开发过程中，并通过具体的项目案例进行深入剖析。 嵌入式系统整体设计方法 从需求到架构： 如何根据功能需求、性能指标、成本预算、功耗要求等因素，进行合理的软硬件架构设计。 模块化设计： 强调将系统分解为独立的、可复用的软件和硬件模块，提高开发效率和可维护性。 接口设计与兼容性： 关注模块之间的接口定义，确保其良好的兼容性和扩展性。 嵌入式系统调试与测试 调试策略： 硬件调试（下载器、JTAG/SWD）、软件调试（打印日志、断点）、仿真调试。 单元测试与集成测试： 介绍如何对软件模块和系统整体进行有效的测试，确保功能的正确性。 性能测试与功耗测试： 如何评估系统的实时性、响应速度、功耗表现。 典型嵌入式系统应用案例分析 本书将通过多个贴近实际的案例，展示嵌入式系统在不同领域的应用。例如： 智能家居控制系统： 涉及传感器数据采集、网络通信、设备联动控制等。 工业自动化设备： 关注实时控制、数据采集、人机交互、通信接口等。 物联网（IoT）终端节点： 强调低功耗设计、无线通信、数据上报等。 嵌入式数据采集与处理系统： 深入讲解ADC采样、数据存储、初步处理等。 每个案例都将详细讲解其系统需求、硬件选型、软件架构、关键模块实现、调试过程以及遇到的挑战与解决方案。 嵌入式系统发展趋势与展望 最后，本章节将简要介绍当前嵌入式系统领域的发展趋势，如：人工智能与机器学习在嵌入式设备上的部署（TinyML）、边缘计算、信息安全、低功耗广域网（LPWAN）技术等，并对嵌入式系统的未来发展方向进行展望。 读者对象 本书适合于高等院校计算机、电子工程、自动化等相关专业的本科生、研究生，以及从事嵌入式系统开发、物联网开发、硬件工程师、软件工程师等职业的广大技术人员。即使是初学者，只要具备一定的C语言基础和基本的计算机原理知识，也能通过本书逐步掌握嵌入式系统开发的核心技能。 本书特色 理论与实践并重： 既有深入的理论讲解，又提供大量的代码示例和实战案例。 通用性强： 聚焦于通用的嵌入式系统开发技术，不局限于特定平台，具有广泛的适用性。 内容全面： 覆盖了嵌入式系统开发的各个关键环节，从基础到高级。 易于理解： 语言通俗易懂，结构清晰，循序渐进。 贴近实际： 案例分析贴近工业应用和实际项目需求。 通过学习本书，读者将能够独立完成嵌入式系统的需求分析、系统设计、软件开发、调试测试等工作，并为进一步深入研究嵌入式系统相关的高级主题打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

翻阅一本关于嵌入式实时操作系统（RTOS）在MSP430上的应用的书籍，虽然书名与您提到的有所不同，但其对实时性原理的阐述和在MSP430上的实践，着实让我受益匪浅。这本书详细地讲解了FreeRTOS、uC/OS等主流RTOS在MSP430上的移植过程，包括任务创建、调度机制、信号量、互斥量、消息队列等核心概念的应用。书中通过几个典型的实时控制场景，如电机精确控制、数据采集与通信同步等，展示了RTOS如何有效地解决多任务并发、资源共享以及时间约束等问题。我特别欣赏书中对于中断处理和任务间通信的优化策略的分析，这对于提高系统的响应速度和稳定性至关重要。此外，书中还探讨了功耗管理在RTOS环境下的实现，这对于MSP430这类低功耗平台的应用尤为关键。这本书的深度和广度都给我留下了深刻的印象，它不仅教会了我如何使用RTOS，更让我理解了在嵌入式系统设计中，选择和合理配置RTOS的重要性。

评分☆☆☆☆☆

近期读到一本关于嵌入式系统中的传感器融合与数据处理的书籍，虽然它的重点并非特指MSP430，但其中涉及的许多核心理念和技术，与MSP430单片机的应用场景高度契合，给我带来了很多启发。这本书深入探讨了如何从多种传感器获取原始数据，并对其进行滤波、校准和融合，以获得更准确、更全面的环境或系统状态信息。书中详细讲解了卡尔曼滤波、互补滤波等常用算法的原理，以及如何在资源受限的嵌入式环境中高效地实现它们，这对于需要精确测量和控制的MSP430项目来说，是必不可少的知识。我还对书中关于数据预处理的讲解印象深刻，包括如何处理缺失值、异常值，以及如何进行特征提取，这些都是提升数据质量和算法性能的关键步骤。书中还提供了一些基于传感器融合的实例，比如姿态估计、目标跟踪等，这些案例展示了MSP430在高级数据处理应用中的潜力。总而言之，这本书让我认识到，在设计复杂的控制系统时，对数据的深度处理和有效利用，是提升系统性能的关键。

评分☆☆☆☆☆

我最近在阅读一本关于嵌入式通信协议的书籍，其中涉及了MSP430在各种通信场景下的应用，虽然书名不尽相同，但其内容非常有启发性。这本书全面地介绍了多种嵌入式通信接口和协议，例如UART、SPI、I2C，以及更高级的CAN、USB、Zigbee等。书中不仅仅是讲解协议的原理，更重要的是提供了如何在MSP430上实现这些通信功能的详细指导，包括硬件接口的配置、软件驱动的编写以及数据帧的解析和封装。我特别关注书中关于传感器网络中数据采集与传输的章节，它通过实例展示了如何利用MSP430构建高效、可靠的通信节点，并与其他设备进行互联互通。此外，书中还对不同通信协议的优缺点进行了深入比较，并给出了在特定应用场景下的选择建议，这对于初学者来说非常有帮助。这本书的实践性很强，让我对MSP430在物联网和分布式控制领域的应用有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

最近接触到一本关于低功耗嵌入式系统设计的书籍，它虽然不是直接以“基于MSP430单片机的控制系统设计”为名，但其中对MSP430系列单片机在功耗优化方面的深入讲解，让我印象深刻。书中详细剖析了MSP430的各种低功耗模式，并结合实际应用场景，给出了多种实用的节电策略，比如如何通过精细的功耗分析来优化代码，如何利用外部中断和定时器来唤醒系统，以及如何选择合适的电源管理芯片配合MSP430工作。我尤其对其关于“事件驱动”的编程思想的阐述感到惊喜，它提倡通过让单片机尽可能地处于低功耗模式，仅在需要时被唤醒处理事件，这种方式极大地延长了电池供电设备的续航时间。书中还提供了一些基于MSP430的低功耗应用案例，如无线传感器节点、智能穿戴设备等，这些案例不仅展示了低功耗设计的挑战，也提供了宝贵的解决方案。这本书让我对MSP430的低功耗优势有了更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

最近读完一本关于MSP430单片机的控制系统设计书籍，虽然这本书和“基于MSP430单片机的控制系统设计（清华开发者书库）”书名不太一样，但里面的内容还是给我留下了深刻的印象。这本书非常注重理论与实践的结合，它不仅仅是罗列MSP430的各种寄存器和指令，而是通过一个个生动的控制系统应用实例，将抽象的单片机知识具体化。例如，书中关于温度控制系统的章节，从传感器选型、信号调理，到PID算法的原理讲解和MSP430上的实现，再到最终的系统调试，整个流程都讲解得非常透彻。我尤其喜欢它对PID参数整定的不同方法的探讨，并给出了具体的代码实现和实验验证，这对于我这样希望快速上手实际项目的设计者来说，非常有价值。此外，书中还涉及到了人机交互设计，包括LCD显示驱动、按键扫描以及更复杂的触摸屏接口，这些都极大地提升了控制系统的用户体验。总的来说，这本书以其扎实的理论基础和丰富的实战案例，为我打开了一扇通往嵌入式控制系统设计的大门。

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非常好的书籍，需潜心研读。

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好

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物流速度很快 挺不错的书

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搞单片机的东西，不错哟哟哟哟哟哟哟哟哟哟哟哟

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物流速度很快 挺不错的书

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很好的书，正版书，包装很好，打折力度大

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送货速度很快，包装也很完整。

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书很实用，买回来再看看曾经做过的

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