嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)踐（第2版）

第Ⅰ部分 理解嵌入式系統(tǒng)的基本概念
第1章 嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介 3
1.1 嵌入式系統(tǒng)的含義 3
1.2 對(duì)比嵌入式系統(tǒng)與通用
計(jì)算系統(tǒng) 4
1.3 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷程 5
1.4 嵌入式系統(tǒng)的分類(lèi) 6
1.4.1 基于時(shí)代的分類(lèi) 6
1.4.2 基于復(fù)雜度和性能的分類(lèi) 7
1.5 嵌入式系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域 7
1.6 嵌入式系統(tǒng)的用途 8
1.6.1 數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)與顯示 8
1.6.2 數(shù)據(jù)通信 9
1.6.3 數(shù)據(jù)(信號(hào))處理 10
1.6.4 監(jiān)測(cè) 10
1.6.5 控制 10
1.6.6 專用用戶界面 11
1.7 可穿戴設(shè)備——嵌入式技術(shù)與
生活方式的創(chuàng)新結(jié)合 11
1.8 本章小結(jié) 12
1.9 重要術(shù)語(yǔ) 13
1.10 課后習(xí)題 14
1.11 復(fù)習(xí)題 14
第2章 典型的嵌入式系統(tǒng) 15
2.1 嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)核 17
2.1.1 通用處理器與專用處理器 17
2.1.2 專用集成電路 24
2.1.3 可編程邏輯器件 25
2.1.4 商用現(xiàn)貨 26
2.2 存儲(chǔ)器 27
2.2.1 程序存儲(chǔ)器 27
2.2.2 讀-寫(xiě)存儲(chǔ)器/隨機(jī)存取
存儲(chǔ)器 29
2.2.3 基于接口類(lèi)型的存儲(chǔ)器
分類(lèi) 31
2.2.4 存儲(chǔ)器映射 31
2.2.5 嵌入式系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器
選型 32
2.3 傳感器與激勵(lì)器 33
2.3.1 傳感器 34
2.3.2 激勵(lì)器 34
2.3.3 I/O子系統(tǒng) 34
2.4 通信接口 42
2.4.1 板上通信接口 43
2.4.2 外部通信接口 48
2.5 嵌入式固件 56
2.6 系統(tǒng)其他元件 57
2.6.1 復(fù)位電路 57
2.6.2 欠壓保護(hù)電路 58
2.6.3 振蕩器 58
2.6.4 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 59
2.6.5 看門(mén)狗定時(shí)器 59
2.7 PCB與無(wú)源元件 60
2.8 本章小結(jié) 60
2.9 重要術(shù)語(yǔ) 62
2.10 課后習(xí)題 64
2.11 復(fù)習(xí)題 67
2.12 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題 68
第3章 嵌入式系統(tǒng)的特征與質(zhì)量
屬性 69
3.1 嵌入式系統(tǒng)的特征 69
3.1.1 面向特定應(yīng)用和特定領(lǐng)域 69
3.1.2 反饋與實(shí)時(shí)性 70
3.1.3 能在惡劣環(huán)境中工作 70
3.1.4 分布式 70
3.1.5 尺寸小、重量輕 71
3.1.6 低功耗、節(jié)能 71
3.2 嵌入式系統(tǒng)的質(zhì)量屬性 71
3.2.1 工作模式下的質(zhì)量屬性 71
3.2.2 非工作模式下的質(zhì)量屬性 73
3.3 本章小結(jié) 75
3.4 重要術(shù)語(yǔ) 76
3.5 課后習(xí)題 76
3.6 復(fù)習(xí)題 78
第4章 嵌入式系統(tǒng)——面向特定應(yīng)用與
特定領(lǐng)域 79
4.1 洗衣機(jī)——面向特定應(yīng)用的嵌
入式系統(tǒng) 79
4.2 汽車(chē)——面向特定領(lǐng)域的嵌入式
系統(tǒng) 81
4.2.1 汽車(chē)嵌入式系統(tǒng)工作的內(nèi)部
情況 81
4.2.2 汽車(chē)通信總線 82
4.2.3 汽車(chē)嵌入式市場(chǎng)上的主流
廠商 83
4.3 本章小結(jié) 85
4.4 重要術(shù)語(yǔ) 85
4.5 課后習(xí)題 86
4.6 復(fù)習(xí)題 86
第5章 使用8位微控制器8051設(shè)計(jì)
嵌入式系統(tǒng) 87
5.1 控制器選型時(shí)需要考慮的
因素 88
5.1.1 功能集合 88
5.1.2 運(yùn)行速度 88
5.1.3 代碼存儲(chǔ)空間 88
5.1.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間 88
5.1.5 開(kāi)發(fā)環(huán)境支持 88
5.1.6 可用性 89
5.1.7 功耗 89
5.1.8 成本 89
5.2 選用8051微控制器的原因 89
5.3 基于8051的設(shè)計(jì) 89
5.3.1 8051的基本架構(gòu) 89
5.3.2 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 90
5.3.3 寄存器 96
5.3.4 振蕩器 98
5.3.5 端口 99
5.3.6 中斷 114
5.3.7 8051中斷系統(tǒng) 115
5.3.8 定時(shí)器 125
5.3.9 串口 132
5.3.10 復(fù)位電路 143
5.3.11 省電節(jié)能模式 144
5.4 8052微控制器 148
5.5 8051/52的衍生產(chǎn)品 148
5.5.1 Atmel公司的
AT89C51RD2/ED2 149
5.5.2 Maxim公司的
DS80C320/DS80C323 149
5.6 本章小結(jié) 149
5.7 重要術(shù)語(yǔ) 151
5.8 課后習(xí)題 151
5.9 復(fù)習(xí)題 155
5.10 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題 157
第6章 基于8051微控制器的編程 159
6.1 8051支持的各種尋址模式 160
6.1.1 直接尋址 160
6.1.2 間接尋址 160
6.1.3 寄存器尋址 161
6.1.4 立即尋址 162
6.1.5 索引尋址 162
6.2 8051指令集 166
6.2.1 數(shù)據(jù)傳輸指令 166
6.2.2 算術(shù)運(yùn)算指令 171
6.2.3 邏輯指令 178
6.2.4 布爾運(yùn)算指令 183
6.2.5 程序控制轉(zhuǎn)移指令 185
6.3 本章小結(jié) 187
6.4 重要術(shù)語(yǔ) 188
6.5 課后習(xí)題 189
6.6 復(fù)習(xí)題 195
6.7 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題 196
第7章 軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)與程序
建模 197
7.1 軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的基本
概念 198
7.2 嵌入式設(shè)計(jì)的計(jì)算模型 199
7.2.1 數(shù)據(jù)流程圖模型 200
7.2.2 控制數(shù)據(jù)流程圖 200
7.2.3 狀態(tài)機(jī)模型 201
7.2.4 順序程序模型 204
7.2.5 并發(fā)處理模型/通信處理
模型 206
7.2.6 面向?qū)ο竽Ｐ?207
7.3 統(tǒng)一建模語(yǔ)言簡(jiǎn)介 208
7.3.1 UML構(gòu)建塊 208
7.3.2 UML工具 212
7.4 軟硬件權(quán)衡 212
7.5 本章小結(jié) 213
7.6 重要術(shù)語(yǔ) 214
7.7 課后習(xí)題 215
7.8 復(fù)習(xí)題 216
7.9 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題 217
第Ⅱ部分 嵌入式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)
第8章 嵌入式硬件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 223
8.1 模擬電子元件 224
8.2 數(shù)字電子元件 225
8.2.1 集電極開(kāi)路與三態(tài)輸出 225
8.2.2 邏輯門(mén) 226
8.2.3 緩沖器 227
8.2.4 鎖存器 227
8.2.5 譯碼器 228
8.2.6 編碼器 228
8.2.7 多路復(fù)用器 229
8.2.8 多路輸出選擇器 230
8.2.9 組合電路 230
8.2.10 時(shí)序電路 232
8.3 VLSI與集成電路設(shè)計(jì) 236
8.4 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具 241
8.5 OrCAD EDA工具的用法 242
8.6 使用OrCAD的Capture CIS
工具實(shí)現(xiàn)電路圖設(shè)計(jì) 242
8.6.1 電路圖繪制窗口 245
8.6.2 電路圖繪圖工具 245
8.6.3 電路圖繪制明細(xì) 249
8.6.4 創(chuàng)建元件編號(hào) 251
8.6.5 設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 252
8.6.6 創(chuàng)建材料清單 253
8.6.7 創(chuàng)建網(wǎng)表 254
8.7 PCB布局布線設(shè)計(jì) 257
8.7.1 布局布線構(gòu)建塊 257
8.7.2 使用OrCAD布局布線工具
完成布局布線設(shè)計(jì) 262
8.7.3 PCB布局布線準(zhǔn)則 277
8.8 印刷電路板制造 278
8.8.1 各種類(lèi)型的PCB 278
8.8.2 PCB制造方法 279
8.8.3 PCB設(shè)計(jì)完成后，電路板外形
及其調(diào)試測(cè)試 280
8.9 本章小結(jié) 283
8.10 重要術(shù)語(yǔ) 284
8.11 課后習(xí)題 285
8.12 復(fù)習(xí)題 288
8.13 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題 289
第9章 嵌入式固件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 293
9.1 嵌入式固件設(shè)計(jì)方法 294
9.1.1 基于超循環(huán)的方法 294
9.1.2 基于嵌入式操作系統(tǒng)的
方法 296
9.2 嵌入式固件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言 296
9.2.1 基于匯編語(yǔ)言的開(kāi)發(fā) 296
9.2.2 基于高級(jí)語(yǔ)言的開(kāi)發(fā) 303
9.2.3 匯編語(yǔ)言與高級(jí)語(yǔ)言混合
編程 305
9.3 嵌入式C編程 308
9.3.1 對(duì)比C語(yǔ)言與嵌入式C
語(yǔ)言 308
9.3.2 對(duì)比編譯器與交叉
編譯器 308
9.3.3 在嵌入式C編程中使用C
語(yǔ)言 309
9.4 本章小結(jié) 358
9.5 重要術(shù)語(yǔ) 359
9.6 課后習(xí)題 360
9.7 復(fù)習(xí)題 365
9.8 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題 367