嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

第1章 嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 嵌入式系統(tǒng)的含義

1.2 對(duì)比嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)算系統(tǒng)

1.3 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷程

1.4 嵌入式系統(tǒng)的分類

1.4.1 基于時(shí)代的分類

1.4.2 基于復(fù)雜度和性能的分類

1.5 嵌入式系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

1.6 嵌入式系統(tǒng)的用途

1.6.1 數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)顯示

1.6.2 數(shù)據(jù)通信

1.6.3 數(shù)據(jù)（信號(hào)）處理

1.6.4 監(jiān)測(cè)

1.6.5 控制

1.6.6 專用用戶界面

1.7 adidas公司推出的智能跑鞋嵌入式技術(shù)與生活方式的創(chuàng)新結(jié)合

1.8 本章小結(jié)

1.9 重要術(shù)語(yǔ)

1.10 課后習(xí)題

1.11 復(fù)習(xí)題

第2章 典型的嵌入式系統(tǒng)

2.1 嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)核

2.1.1 通用處理器與專用處理器

2.1.2 專用集成電路

2.1.3 可編程邏輯器件

2.1.4 商用現(xiàn)貨

2.2 存儲(chǔ)器

2.2.1 程序存儲(chǔ)器

2.2.2 讀-寫存儲(chǔ)器/隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

2.2.3 基于接口類型的存儲(chǔ)器分類

2.2.4 存儲(chǔ)器映射

2.2.5 嵌入式系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器選型

2.3 傳感器與激勵(lì)器

2.3.1 傳感器

2.3.2 激勵(lì)器

2.3.3 i/o子系統(tǒng)

2.4 通信接口

2.4.1 板上通信接口

2.4.2 外部通信接口

2.5 嵌入式固件

2.6 系統(tǒng)其他元件

2.6.1 復(fù)位電路

2.6.2 欠壓保護(hù)電路

2.6.3 振蕩器

2.6.4 實(shí)時(shí)時(shí)鐘

2.6.5 看門狗定時(shí)器

2.7 pcb與無(wú)源元件

2.8 本章小結(jié)

2.9 重要術(shù)語(yǔ)

2.10 課后習(xí)題

2.11 復(fù)習(xí)題

2.12 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題

第3章 嵌入式系統(tǒng)的特征與質(zhì)量屬性

3.1 嵌入式系統(tǒng)的特征

3.1.1 面向特定應(yīng)用和特定領(lǐng)域

3.1.2 反饋與實(shí)時(shí)性

3.1.3 能夠在惡劣環(huán)境中工作

3.1.4 分布式

3.1.5 尺寸小、重量輕

3.1.6 低功耗、節(jié)能

3.2 嵌入式系統(tǒng)的質(zhì)量屬性

3.2.1 工作模式下的質(zhì)量屬性

3.2.2 非工作模式下的質(zhì)量屬性

3.3 本章小結(jié)

3.4 重要術(shù)語(yǔ)

3.5 課后習(xí)題

3.6 復(fù)習(xí)題

第4章 嵌入式系統(tǒng)面向特定應(yīng)用與特定領(lǐng)域

4.1 洗衣機(jī) 面向特定應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)

4.2 汽車 面向特定領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)

4.2.1 汽車嵌入式系統(tǒng)工作的內(nèi)部情況

4.2.2 汽車通信總線

4.2.3 汽車嵌入式市場(chǎng)上的主流廠商

4.3 本章小結(jié)

4.4 重要術(shù)語(yǔ)

4.5 課后習(xí)題

4.6 復(fù)習(xí)題

第5章 使用8位微控制器8051設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)

5.1 控制器選型時(shí)需要考慮的因素

5.1.1 功能集合

5.1.2 運(yùn)行速度

5.1.3 代碼存儲(chǔ)空間

5.1.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間

5.1.5 開發(fā)環(huán)境支持

5.1.6 可用性

5.1.7 功耗

5.1.8 成本

5.2 選用8051微控制器的原因

5.3 基于8051的設(shè)計(jì)

5.3.1 8051的基本架構(gòu)

5.3.2 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

5.3.3 寄存器

5.3.4 振蕩器

5.3.5 端口

5.3.6 中斷

5.3.7 8051中斷系統(tǒng)

5.3.8 定時(shí)器

5.3.9 串口

5.3.10 復(fù)位電路

5.3.11 省電節(jié)能模式

5.4 8052微控制器

5.5 8051/52的衍生產(chǎn)品

5.5.1 atmel公司的at89c51rd2/ed2

5.5.2 maxim公司的ds80c320/ds80c323

5.6 本章小結(jié)

5.7 重要術(shù)語(yǔ)

5.8 課后習(xí)題

5.9 復(fù)習(xí)題

5.10 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題

第6章 基于8051微控制器的編程

6.1 8051支持的各種尋址模式

6.1.1 直接尋址

6.1.2 間接尋址

6.1.3 寄存器尋址

6.1.4 立即尋址

6.1.5 索引尋址

6.2 8051指令集

6.2.1 數(shù)據(jù)傳輸指令

6.2.2 算術(shù)運(yùn)算指令

6.2.3 邏輯指令

6.2.4 布爾運(yùn)算指令

6.2.5 程序控制轉(zhuǎn)移指令

6.3 本章小結(jié)

6.4 重要術(shù)語(yǔ)

6.5 課后習(xí)題

6.6 復(fù)習(xí)題

6.7 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題

第7章 軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)與程序建模

7.1 軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的基本概念

7.2 嵌入式設(shè)計(jì)的計(jì)算模型

7.2.1 數(shù)據(jù)流程圖模型

7.2.2 控制數(shù)據(jù)流程圖

7.2.3 狀態(tài)機(jī)模型

7.2.4 順序程序模型

7.2.5 并發(fā)處理模型/通信處理模型

7.2.6 面向?qū)ο竽Ｐ?/p>

7.3 統(tǒng)一建模語(yǔ)言簡(jiǎn)介

7.3.1 uml構(gòu)建塊

7.3.2 uml工具

7.4 軟硬件權(quán)衡

7.5 本章小結(jié)

7.6 重要術(shù)語(yǔ)

7.7 課后習(xí)題

7.8 復(fù)習(xí)題

7.9 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題

第2部分 嵌入式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)

第8章 嵌入式硬件設(shè)計(jì)與開發(fā)

8.1 模擬電子元件

8.2 數(shù)字電子元件

8.2.1 集電極開路與三態(tài)輸出

8.2.2 邏輯門

8.2.3 緩沖器

8.2.4 鎖存器

8.2.5 譯碼器

8.2.6 編碼器

8.2.7 多路復(fù)用器

8.2.8 多路輸出選擇器

8.2.9 組合電路

8.2.10 時(shí)序電路

8.3 vlsi與集成電路設(shè)計(jì)

8.4 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具

8.5 orcad eda工具的用法

8.6 使用orcad的capture cis 工具實(shí)現(xiàn)電路圖設(shè)計(jì)

8.6.1 電路圖繪制窗口

8.6.2 電路圖繪圖工具

8.6.3 電路圖繪制明細(xì)

8.6.4 創(chuàng)建元件編號(hào)

8.6.5 設(shè)計(jì)規(guī)則檢查

8.6.6 創(chuàng)建材料清單

8.6.7 創(chuàng)建網(wǎng)表

8.7 pcb布局布線設(shè)計(jì)

8.7.1 布局布線構(gòu)建塊

8.7.2 使用orcad布局布線工具完成布局布線設(shè)計(jì)

8.7.3 pcb布局布線準(zhǔn)則

8.8 印刷電路板制造

8.8.1 各種類型的pcb

8.8.2 pcb制造方法

8.8.3 pcb設(shè)計(jì)完成后，電路板外形及其調(diào)試測(cè)試

8.9 本章小結(jié)

8.10 重要術(shù)語(yǔ)

8.11 課后習(xí)題

8.12 復(fù)習(xí)題

8.13 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題

第9章 嵌入式固件設(shè)計(jì)與開發(fā)

9.1 嵌入式固件設(shè)計(jì)方法

9.1.1 基于超循環(huán)的方法

9.1.2 基于嵌入式操作系統(tǒng)的方法

9.2 嵌入式固件開發(fā)語(yǔ)言

9.2.1 基于匯編語(yǔ)言的開發(fā)

9.2.2 基于高級(jí)語(yǔ)言的開發(fā)

9.2.3 匯編語(yǔ)言與高級(jí)語(yǔ)言混合編程

9.3 嵌入式c編程

9.3.1 對(duì)比c語(yǔ)言與嵌入式c語(yǔ)言

9.3.2 對(duì)比編譯器與交叉編譯器

9.3.3 在嵌入式c編程中使用c語(yǔ)言

9.4 本章小結(jié)

9.5 重要術(shù)語(yǔ)

9.6 課后習(xí)題

9.7 復(fù)習(xí)題

9.8 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題

第10章 基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)

10.1 操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

10.2 操作系統(tǒng)分類

10.2.1 通用操作系統(tǒng)

10.2.2 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

10.3 任務(wù)、進(jìn)程與線程

10.3.1 進(jìn)程

10.3.2 線程

10.4 多處理與多任務(wù)

10.5 任務(wù)調(diào)度

10.5.1 非搶占式調(diào)度

10.5.2 搶占式調(diào)度

10.6 結(jié)合使用線程、進(jìn)程與調(diào)度

10.7 任務(wù)通信

10.7.1 存儲(chǔ)器共享

10.7.2 消息傳遞

10.7.3 遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用與套接字

10.8 任務(wù)同步

10.8.1 任務(wù)通信/同步問(wèn)題

10.8.2 任務(wù)同步技術(shù)

10.9 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

10.10 選擇rtos的方法

10.10.1 功能性需求

10.10.2 非功能性需求

10.11 本章小結(jié)

10.12 重要術(shù)語(yǔ)

10.13 課后習(xí)題

10.14 復(fù)習(xí)題

10.15 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題

第11章 基于vxworks與microc/os-iirtos的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

11.1 vxworks

11.1.1 任務(wù)創(chuàng)建與管理

11.1.2 任務(wù)調(diào)度

11.1.3 內(nèi)核服務(wù)

11.1.4 任務(wù)間通信

11.1.5 任務(wù)同步與互斥

11.1.6 中斷處理

11.1.7 監(jiān)控任務(wù)執(zhí)行的看門狗

11.1.8 定時(shí)與定時(shí)基準(zhǔn)

11.1.9 vxworks開發(fā)環(huán)境

11.2 microc/os-ii

11.2.1 任務(wù)創(chuàng)建與管理

11.2.2 內(nèi)核函數(shù)與初始化

11.2.3 任務(wù)調(diào)度

11.2.4 任務(wù)間通信

11.2.5 互斥與任務(wù)同步

11.2.6 定時(shí)與定時(shí)基準(zhǔn)

11.2.7 存儲(chǔ)器管理

11.2.8 中斷處理

11.2.9 microc/os-ii開發(fā)環(huán)境

11.3 本章小結(jié)

11.4 重要術(shù)語(yǔ)

11.5 課后習(xí)題

11.6 復(fù)習(xí)題

11.7 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題

第12章 嵌入式硬件與固件的集成與測(cè)試

12.1 硬件與固件的集成

12.1.1 離線編程

12.1.2 在系統(tǒng)編程

12.1.3 在應(yīng)用編程

12.1.4 使用廠家編程芯片

12.1.5 對(duì)基于操作系統(tǒng)的器件實(shí)現(xiàn)固件加載

12.2 電路板加電

12.3 本章小結(jié)

12.4 重要術(shù)語(yǔ)

12.5 復(fù)習(xí)題

第13章 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

13.1 集成開發(fā)環(huán)境

13.1.1 基于8051的keil&muvision3

13.1.2 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)ide概述

13.2 交叉編譯過(guò)程中生成的各種文件

13.2.1 列表文件（.lst）

13.2.2 預(yù)處理器輸出文件

13.2.3 目標(biāo)文件（.obj）

13.2.4 map文件（.map）

13.2.5 hex文件（.hex）

13.3 反匯編器與反編譯器

13.4 模擬器、仿真器與調(diào)試

13.4.1 模擬器

13.4.2 仿真器與調(diào)試器

13.5 目標(biāo)硬件調(diào)試

13.5.1 放大鏡

13.5.2 萬(wàn)用表

13.5.3 數(shù)字cro

13.5.4 邏輯分析儀

13.5.5 函數(shù)生成器

13.6 邊界掃描

13.7 本章小結(jié)

13.8 重要術(shù)語(yǔ)

13.9 課后習(xí)題

13.10 復(fù)習(xí)題

13.11 實(shí)驗(yàn)練習(xí)題

第14章 產(chǎn)品外殼設(shè)計(jì)與開發(fā)

14.1 產(chǎn)品外殼設(shè)計(jì)工具

14.2 產(chǎn)品外殼開發(fā)技術(shù)

14.2.1 外殼手工設(shè)計(jì)

14.2.2 快速原型開發(fā)

14.2.3 加工與制模

14.2.4 金屬薄板

14.2.5 商用現(xiàn)貨外殼

14.3 本章小結(jié)

14.4 重要術(shù)語(yǔ)

14.5 課后習(xí)題

14.6 復(fù)習(xí)題

第15章 嵌入式產(chǎn)品開發(fā)生命周期

15.1 edlc的含義

15.2 edlc的作用

15.3 edlc的目標(biāo)

15.3.1 保障產(chǎn)品質(zhì)量

15.3.2 通過(guò)管理降低風(fēng)險(xiǎn)并預(yù)防缺陷

15.3.3 提高生產(chǎn)效率

15.4 edlc的各個(gè)階段

15.4.1 需求

15.4.2 概念成型

15.4.3 分析

15.4.4 設(shè)計(jì)

15.4.5 開發(fā)與測(cè)試

15.4.6 部署

15.4.7 支持

15.4.8 升級(jí)

15.4.9 退市

15.5 edlc方法（edlc建模）

15.5.1 線性/瀑布模型

15.5.2 迭代/增量模型（也稱為噴泉模型）

15.5.3 原型/演化模型

15.5.4 螺旋模型

15.6 本章小結(jié)

15.7 重要術(shù)語(yǔ)

15.8 課后習(xí)題

15.9 復(fù)習(xí)題

第16章 嵌入式產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

16.1 嵌入式系統(tǒng)處理器發(fā)展趨勢(shì)

16.1.1 片上系統(tǒng)

16.1.2 多核處理器/片上多處理器

16.1.3 可重構(gòu)處理器

16.2 嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

16.3 開發(fā)語(yǔ)言發(fā)展趨勢(shì)

16.3.1 基于java的嵌入式開發(fā)

16.3.2 基于.net cf的嵌入式開發(fā)

16.4 開放式標(biāo)準(zhǔn)、框架與聯(lián)盟

16.4.1 開放式移動(dòng)聯(lián)盟

16.4.2 開放式手機(jī)聯(lián)盟

16.4.3 android

16.4.4 openmoko

16.5 瓶頸

16.5.1 存儲(chǔ)器性能

16.5.2 缺少標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行力度不夠

16.5.3 缺少專業(yè)的人力資源

附錄a pic系列微控制器、avr系列微控制器、arm處理器簡(jiǎn)介

附錄b 設(shè)計(jì)案例研究

參考文獻(xiàn)

圖書目錄

第1章 嵌入式系統(tǒng)入門導(dǎo)引

1.1 嵌入式系統(tǒng)的含義與發(fā)展歷史

1.1.1 嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)

1.1.2 MCU的發(fā)展簡(jiǎn)史

1.2 嵌入式系統(tǒng)常用術(shù)語(yǔ)

1.2.1 與硬件相關(guān)的術(shù)語(yǔ)

1.2.2 與通信相關(guān)的術(shù)語(yǔ)

1.2.3 與功能模塊相關(guān)的術(shù)語(yǔ)

1.2.4 與嵌入式軟件相關(guān)的術(shù)語(yǔ)

1.3 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法導(dǎo)引

1.3.1 嵌入式產(chǎn)品的一般構(gòu)成

1.3.2 嵌入式產(chǎn)品的一般開發(fā)方法

1.4 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)建議

1.4.1 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.4.2 嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)建議

練習(xí)題

第2章 HCS12/HCS12X系列MCU簡(jiǎn)介與MC9S12DG128的最小系統(tǒng)

2.1 HCS12系列MCU概述

2.1.1 HCS12系列MCU的命名規(guī)則

2.1.2 HCS12各子系列MCU簡(jiǎn)介

2.2 HCS12X系列MCU概述

2.2.1 HCS12X系列MCU與HCS12系列MCU的主要差異

2.2.2 典型HCS12X系列MCU簡(jiǎn)介

2.2.3 HCS12X系列MCU中的新增模塊簡(jiǎn)介

2.3 MC9S12DG128 MCU及其最小系統(tǒng)

2.3.1 MCU性能概述

2.3.2 運(yùn)行模式

2.3.3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、引腳圖及引腳功能

2.3.4 MC9S12DG128 MCU的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.4 MC9S12DG128的存儲(chǔ)器映像

2.5 MC9S12DG128 MCU的并行I/O接口

2.5.1 I/O接口的基本概念

2.5.2 A口、B口、E口和K口

2.5.3 H口、J口、M口、P口、S口和T口

2.5.4 其他I/O口

練習(xí)題

第3章 CPU12核

3.1 CPU12基本構(gòu)成

3.2 尋址方式

3.3 指令系統(tǒng)

3.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令

3.3.2 算術(shù)運(yùn)算類指令

3.3.3 位操作類指令

3.3.4 移位類指令

3.3.5 程序控制類指令

3.3.6 模糊指令

3.3.7 其他指令

3.4 CPU12與CPU08的比較

3.5 CPU12匯編語(yǔ)言基礎(chǔ)

3.5.1 HCS12匯編源代碼格式

3.5.2 MT-IDE for HCS12開發(fā)環(huán)境中的匯編偽指令

3.5.3 Code Warrior for HCS12開發(fā)環(huán)境中的匯編偽指令

練習(xí)題

第4章 HCS12工程組織及第一個(gè)樣例程序

……

第5章 串行通信接口SCI

第6章 鍵盤、LED與LCD

第7章 SPI和I2C模塊及其應(yīng)用實(shí)例

第8章 A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換

第9章 定時(shí)器接口模塊

第10章 CAN總線及其應(yīng)用

第11章 Flash存儲(chǔ)器的在線編程

第12章 系統(tǒng)時(shí)鐘與其他功能模塊

第13章 μC/OS-Ⅱ在S12上的移植與應(yīng)用

第14章 基于UF32的USB 2.0應(yīng)用

附錄

參考文獻(xiàn)