高性能SoC混合信号单片机ADuC845
近几年，是微电子技术发展最为迅速的几年，单片机的品种难以计数，8051单片机以其功能强、标准化程度高、已被业界所普遍接受的优势，几十家主要的半导体生产厂生产标准的或兼容的8051单片机，几百种8051兼容单片机犹如雨后春笋般涌现出来，在速度、性能和功耗等方面丝毫不逊于其他品种的单片机，借助8051本来不可比肩的基础与实力，重回单片机霸主的宝座。在这些新型的、与8051兼容的单片机中，美国ADI公司的ADuC812系列单片机以集成有高精度的ADC和DAC、可通过极为简单而又低廉的RS232串口在线调试和下载、固化程序，其突出的优势至今还没有其他品种的单片机能够超越，很多研发人员把目光聚焦在这种全新的单片机。几年过去了，ADuC812已经停产，是由于全新品种的ADuC系列单片机已经问世。实际上，虽然至今仅仅才过去5～6年，ADuC81x系列已经经过ADuC83x发展到ADuC84x。特别是ADuC84x系列中的ADuC845/7/8的性能已经达到新的高峰，特别适合于测控、仪器仪表等领域的应用。作者感到很有必要编写一本关于ADuC845/7/8的书，一则把ADuC845/7/8介绍给大家，避免还有工程技术人员停留在已经停产的ADuC812的应用开发上；二则把作者的经验展现出来与大家交流，以图对单片机的学习、应用开发有所贡献。
ADuC845/7/8系列单片机具有一系列独特的优点：
（1） 高达24位分辨率的模数转换器，对绝大多数低频信号不需要放大滤波就能够直接采样。
（2） 只需一根RS232串口通信线，就能够进行在系统调试、下载程序（固化），特别适合开发新产品、在现场升级和修改，也特别方便单片机的学习。这个特点是其他任何一款单片机不可比拟的优点。
（3） 丰富的串口和其他外设：同时具备UART、SPI、I2C串口。
（4） 功能强大的PWM型DAC。
限于篇幅，这里不在一一列举。
为了最大限度地给读者信息和帮助，本书不仅在ADuC845/7/8的开发应用上予以大幅度地加强篇幅，并在叙述中穿插了大量的举例。这些举例都在我们研制的实验板上进行测试并通过。如果读者有需要，可以与作者联系购买。通信地址：天津大学精仪学院；邮编：300072；价格：480元/套（包括通讯线、电源和光盘）。
天津大学林凌博士编写了第1～2章，姜苇博士编写了第5～6章，何峰老师编写了第7～8章，天津工程师范学院丁茹老师编写了第3～4章，天津大学李刚博士编写了其余的内容并统稿。李玉国、王宏、许竞竞、王焱、石小娟、石艳丽、杨芳、张丽君、李海兰、鹿玲、姜媛媛等研究生同学帮助设计了实验板、调试程序和整理材料等工作，借此机会向他们致谢，感谢他们的辛勤工作和贡献。
作者还要感谢美国ADI公司与该公司北京办事处的廖文帅先生，感谢他们长期以来对作者在ADuC系列单片机的教学和科研中给予的支持。
作者
2006年春于天津大学北洋园
目 录
第一章 概 述
1.1 引言
1.2 ADuC845的主要特点
1.3 ADuC845内部的主要结构
第二章 存储器组织
2.1 存储器组织结构
2.1.1 存储器类型
2.1.2 存储器组织
2.2 数据传送指令
2.3 数据传送指令说明
2.4 若干数据传送例程
第三章 输入/输出端口与总线
3.1 P0口
3.2 P1口
3.3 P2口
3.4 P3口
3.5 端口的负载能力与接口要求
3.6 访问外部数据存储器
3.7 访问外部存储器的例程
第四章 时钟、时序与定时/计数器
4.1 振荡器、PLL电路和CPU时序
4.1.1 振荡器
4.1.2 PLL电路
4.2 定时/计数器
4.2.1 定时器/计数器0和1
4.2.2 定时器/计数器2
4.2.3 定时器/计数器3与波特率发生器
4.2.4 时间间隔计数器（TIC）
4.2.5 看门狗定时器
4.2.6 若干有关定时器/计数器的控制和状态寄存器
4.3 时钟与定时/计数器例程
第五章 复位、中断与程序控制
5.1 复位
5.1.1 复位的意义
5.1.2 复位电路
5.1.3 单片机复位后的状态
5.2 程序控制
5.3 程序流向控制的指令
5.4 中断
5.4.1 中断源
5.4.2 中断控制寄存器
5.4.3 中断优先级结构
5.4.4 中断优先级结构
第六章 模拟接口
6.1 概述
6.2 片上ADC
6.2.1 ADuC845片上ADC的基本信息
6.2.2 模数转换信号链路与噪声
6.2.3 参考电压源
6.2.4 激励电流源
6.2.5 参考电源检测电路
6.2.6 SINC滤波器寄存器（SF）
6.2.7 Σ-Δ调制器
6.2.8 数字滤波器
6.2.9 ADC斩波模式
6.2.10 校准
6.2.11 增益可编程放大器
6.2.12 双极性/单极性设置
6.2.13 输出数据编码
6.2.14 激励电流源
6.2.15 ADC的上电
6.2.16 ADC的控制和状态寄存器
6.3 DAC
6.3.1 DAC及其专用寄存器
6.3.2 DAC的原理与应用
6.3 脉宽调制器（PWM）
6.3.1 PWM及其专用寄存器
6.3.2 PWM的工作模式
第七章 串行接口
7.1 引言
7.2 标准UART操作
7.3 多机通信
7.4 串行端口控制寄存器SCON
7.5 波特率
7.5.1 定时器1作为波特率发生器
7.5.2 定时器2作为波特率发生器
7.5.3 定时器3作为波特率发生器
7.6 UART的工作模式
7.6.1 UART的工作模式0
7.6.2 UART的工作模式1
7.6.3 UART的工作模式2和模式3
7.6.4 增强型UART操作
7.7 SPI串口
7.7.1 SPI的引脚与专用寄存器
7.7.2 SPI的应用
7.8 I2C兼容串口
7.8.1 I2C串口的引脚与专用寄存器
7.8.2 I2C串口的应用
第八章 指令系统与系统编程
8.1 指令系统的分类及一般说明
8.2 算术操作类指令
8.3 逻辑操作类指令
8.4 布尔变量操作类指令
8.5 伪指令
8.6 汇编语言程序的基本结构
8.7 系统编程的步骤、方法和技巧
第九章 开发工具与集成开发环境
9.1 单片机开发工具
9.2 单片机通用集成开发环境Keil C51 μVision2
9.2.1 简介
9.2.2 Keil C51 μVision2 的安装
9.2.3 Keil C51 μVision2 的设置
9.3 Keil C51 μVision2 的使用
9.3.1 单片机的仿真过程
9.3.2 MON51仿真器的特点
9.3.3 第一个实验
9.4 ADμC系列单片机的专用开发工具
9.4.1 ADμC系列单片机的专用开发工具的安装
9.4.2 编译器ASM51的使用
9.4.3 串行下载器WSD
9.4.4 ADuC系列单片机的专用开发环境ASPIRE
9.4.5 AD输入分析工具WASP
第十章 单片机应用系统设计
10.1 引言
10.1.1 资源冗余与成本控制
10.1.2 硬件处理与软件处理
10.1.3 嵌入式实时操作系统与开发用软件
10.1.4 不要忽略电磁兼容性问题
10.1.5 系统的电源设计是一个重要问题
10.2 方案认证与硬件系统设计
10.3 系统软件设计
10.3.1 软件框图
10.3.2 软件设计的重要提示
10.4 系统仿真调试设计
第十一章 ADuC845/7/8应用系统实例
11.1 基于ADuC845/7/8的单片机实验板
11.1.1 单片机ADuC845/7/8和其必须的外接电路
11.1.2 通讯接口电路
11.1.3 键盘、显示电路
11.1.4 存储器
11.1.5 模拟接口电路
11.1.6 电源电路
11.1.7 初步认识ADuC845/7/8实验板
11.2 ADI公司出品的ADuC系列评估板
11.2.1 ADuC系列评估板的电源
11.2.2 评估板的模拟接口
11.2.3 并行总线
11.2.4 串口
11.2.5 控制总线与其他辅助接口
11.3 基于ADuC848的宫颈扩张监测系统
11.3.1 应用背景
11.3.2 系统测量原理
11.3.3 系统的硬件结构
11.3.4 系统软件
11.3.5 小结
C附录1：标准8051单片机指令说明
C附录2：ADuC84x系列单片机资源快速参考表