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嵌入式系统

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内容简介

前言

目录

第1章 嵌入式系统概述

1.1 嵌入式系统的概念

1.2 嵌入式系统和嵌入式处理器的发展

1.2.1 嵌入式系统的发展

1.2.2 嵌入式处理器的发展

1.3 嵌入式系统的特点

1.4 嵌入式系统的组成

1.5 嵌入式系统的种类

1.6 嵌入式产品开发流程

1.6.1 需求分析阶段

1.6.2 方案设计阶段

1.6.3 科研开发阶段

1.6.4 系统测试阶段

1.7 嵌入式系统的调试方法

1.7.1 基于主机的调试

1.7.2 远程调试器与调试代理

1.7.3 ROM仿真器

1.7.4 在线仿真

1.7.5 BDM

1.7.6 JTAG

1.7.7 软件仿真器

1.8 嵌入式系统的应用

1.9 嵌入式系统的发展趋势

1.9.1 硬件的发展

1.9.2 软件的发展

1.9.3 系统的发展

本章小结

思考题

第2章 嵌入式处理器

2.1 概述

2.2 嵌入式系统硬件子系统组成

2.2.1 嵌入式系统的嵌入形式

2.2.2 硬件子系统总体组成

2.2.3 嵌入式处理器子系统

2.2.4 嵌入式存储器子系统

2.2.5 附属电路和I/O子系统

2.2.6 调试子系统

2.3 嵌入式处理器的技术指标

2.4 典型的嵌入式处理器简介

2.4.1 Microchip系列嵌入式控制器

2.4.2 Philips LPC嵌入式控制器系列

2.4.3 Freescale微控制器MC68HC08系列

2.4.4 MCS-51系列嵌入式控制器/处理器

2.4.5 Atmel公司的AVR系列微控制器

2.4.6 80C186系列16位嵌入式处理器

2.4.7 MC68HC12系列处理器

2.4.8 PowerPC系列32位嵌入式处理器

2.4.9 ColdFire系列32位嵌入式处理器

2.4.10 ARM系列

2.5 如何选择嵌入式处理器

2.5.1 选择处理器的原则

2.5.2 选择嵌入式处理器的具体方法

2.6 嵌入式处理器子系统的设计方法

2.6.1 设计原则

2.6.2 基于微控制器的设计

2.6.3 基于微处理器的最小系统设计

本章小结

思考题

第3章 嵌入式系统的存储器

3.1 概述

3.2 嵌入式系统存储器的结构和组织

3.2.1 存储器的结构

3.2.2 嵌入式系统存储器子系统的结构

3.3 存储器的性能指标

3.4 存储器的分类

3.5 随机存储器RAM

3.5.1 静态RAM

3.5.2 动态RAM

3.5.3 双端口RAM简介

3.5.4 选择RAM

3.6 只读存储器ROM

3.6.1 掩模ROM

3.6.2 PROM

3.6.3 EPROM

3.6.4 EEPROM

3.6.5 Flash存储器

3.6.6 只读存储器的编程

3.7 混合类型存储器

3.8 存储器的测试

3.8.1 存储器件本身的问题

3.8.2 电子线路的问题

3.8.3 接触不良

3.8.4 芯片的不正确安装

3.8.5 制定测试算法

3.9 验证只读存储器的内容

3.9.1 校验和

3.9.2 循环冗余码

3.10 系统配置数据存储器

本章小结

思考题

第4章 裸机系统的软件开发

4.1 概述

4.2 嵌入式软件结构和组成

4.2.1 软件组成

4.2.2 初始化引导代码

4.2.3 用户应用程序

4.2.4 库函数模块

4.2.5 中断服务程序与子程序

4.3 监控程序

4.4 软件模块化与移植

4.4.1 移植的必要性

4.4.2 裸机系统的软件移植

4.4.3 可移植应用软件的设计原则

本章小结

思考题

第5章 嵌入式操作系统内核与软件开发

5.1 概述

5.2 操作系统简介

5.2.1 操作系统定义

5.2.2 操作系统分类

5.2.3 操作系统的功能组成

5.3 嵌入式RTOS的基本概念

5.4 RTOS基本术语

5.5 RTOS的关键技术指标

5.6 利用嵌入式操作系统开发应用

5.6.1 多任务系统软件模板

5.6.2 任务控制

5.6.3 任务之间的通信

5.6.4 任务之间的同步

5.6.5 定时器

5.6.6 存储器管理

5.6.7 分区存储器管理

5.7 常用的嵌入式操作系统简介

5.7.1 Nucleus Plus

5.7.2 VxWorks

5.7.3 μC/OSⅡ

5.7.4 嵌入式Linux

5.7.5 Windows CE

5.7.6 Hopen

5.8 如何选择嵌入式操作系统

5.8.1 概述

5.8.2 选择实时操作系统的依据

本章小结

思考题

第6章 嵌入式软件组件

6.1 概述

6.2 嵌入式系统模型

6.3 键盘

6.3.1 模型

6.3.2 矩阵键盘扫描算法

6.3.3 接口函数

6.4 LED显示器

6.4.1 模型

6.4.2 接口函数定义与使用

6.4.3 内部结构实现

6.5 LCD显示器

6.5.1 模型

6.5.2 接口函数

6.5.3 模块实现

6.6 日历时钟

6.6.1 模型

6.6.2 接口函数

6.6.3 模块实现

6.7 模拟量输入

6.7.1 模型

6.7.2 接口函数

6.7.3 读取模数转换的方法

6.7.4 模块组件的可移植性考虑

6.8 模拟量输出

6.8.1 模型

6.8.2 接口函数

6.8.3 模块实现

6.9 数字量/开关量输入/输出

6.9.1 模型

6.9.2 接口函数

6.10 异步串行通信UART

6.10.1 模型

6.10.2 模块实现

6.10.3 接口函数

6.11 其他组件模块

本章小结

思考题

第7章 低功耗系统设计

7.1 概述

7.2 低功耗的优点

7.3 降低功耗的措施综述

7.3.1 功耗产生的原因

7.3.2 与系统功耗有关的因素

7.3.3 降低功耗的措施

7.4 元件工艺的低功耗

7.5 硬件系统的低功耗设计

7.5.1 选择低功耗的器件

7.5.2 选用低功耗电路

7.5.3 单电源、低电压供电

7.5.4 分区供电降低功耗

7.5.5 利用I/O引脚为外围器件供电

7.5.6 电源管理单元的设计

7.5.7 采用智能电源

7.5.8 片选信号的处理

7.5.9 有效利用I/O器件的待机方式

7.5.10 降低处理器的时钟频率

7.5.11 动态改变处理器的时钟

7.5.12 降低持续工作电流

7.6 软件系统的低功耗设计

7.7 关于电池供电系统

本章小结

思考题

第8章 电磁兼容性问题

8.1 概述

8.1.1 电磁兼容的基本概念

8.1.2 电磁兼容的基本术语

8.2 电磁兼容的基本原理

8.2.1 常见的电磁兼容性问题

8.2.2 电磁环境特性

8.2.3 噪声耦合路径

8.2.4 PCB走线的天线效应

8.2.5 系统内部电磁干扰产生的原因

8.3 基本元件的高频特性和模型

8.4 提高电磁兼容性的措施

8.4.1 消除地电位不均匀

8.4.2 时钟源的电源滤波方法

8.4.3 集成电路的辐射考虑

8.4.4 电路的布局与布线

8.5 旁路和去耦

8.5.1 概述

8.5.2 电源层和接地层的分布电容考虑

8.5.3 并联电容器

8.5.4 去耦电容参数的计算

8.5.5 安装

8.5.6 大电容的使用和选择

8.5.7 组件内电容的概述

8.6 信号完整性与串扰

8.6.1 信号完整性要求

8.6.2 反射和衰减振荡

8.6.3 计算电长走线

8.6.4 串扰

8.7 PCB走线终端

8.7.1 传输线效应

8.7.2 终端匹配方法

8.8 接地

8.8.1 概述

8.8.2 接地模型

8.8.3 接地方法

8.8.4 消除接地环路

8.8.5 消除多点接地系统中的谐振现象

8.9 考虑电磁兼容性的其他措施

8.10 控制噪声的经验小结

8.10.1 控制噪声源

8.10.2 从传输路径减小噪声的耦合

8.10.3 在信号接收端减小噪声的接收

本章小结

思考题

第9章 案例分析

9.1 概述

9.2 PDA

9.2.1 PDA概述

9.2.2 PDA的硬件设计

9.2.3 PDA的软件设计

9.3 水表智能抄表系统

9.3.1 水表智能抄表系统简介

9.3.2 基于32位机S3C44B0X的抄表手机的设计

9.4 AT91EB40A评估开发板

9.5 信息家电

9.5.1 信息家电概述

9.5.2 信息家电的主要功能和特点

9.5.3 信息家电的分类

9.5.4 信息家电的硬件平台

9.5.5 信息家电的结构

9.5.6 嵌入式Linux在信息家电上的优势

本章小结

思考题

参考文献