嵌入式控制器硬件设计PDF电子书下载

第1章 电子器件基础 1

1．1 目标 1

1．2 嵌入式微型计算机的应用 1

1．3 微型计算机和微型控制器的体系结构 2

1．4 数字硬件概念 4

1．5 电压、电流和电阻 5

1．6 二极管 6

1．7 三极管 7

1．8 机械开关 7

1．9 晶体管打开开关 8

1．10 晶体管关闭开关 8

1．11 场效应管逻辑开关 9

1．12 NMOS逻辑 9

1．13 CMOS逻辑 10

1．14 混合型MOS 12

1．15 实际的晶体管 12

1．16 逻辑符号 13

1．17 三态逻辑 14

1．18 时序图 15

1．19 复用总线 16

1．20 负载和噪音分析 16

1．21 开发和设计过程 17

第2章 微控制器概念 18

2．1 冯·诺伊曼和哈佛体系结构 18

2．2 微处理/控制器基础 19

2．3 微控制器CPU、存储器和I/O 20

2．4 设计方法 20

2．5 8051 系列处理器体系结构 21

2．6 8051 体系结构介绍 22

2．7 8051存储器组织 23

2．8 8051 CPU硬件 25

2．8．1 控制单元 25

2．8．2 程序计数器 26

2．8．3 指令寄存器 26

2．8．4 内部程序存储器 26

2．8．5 内部数据存储区 27

2．8．6 数据存储区 28

2．8．7 RAM中00-7FH存储区 28

2．8．8 在80H-FFH中的特殊功能寄存器 29

2．8．9 可位寻址存储区 29

2．8．10 寄存器组 30

2．8．11 128个可位寻址的位空间 30

2．8．12 I/O端口 30

2．8．13 定时/计数器 30

2．8．14 串行I/O 30

2．8．15 复位电器 30

2．9 振荡器和时序电路 32

2．10 8051微控制器指令系统 33

2．11 直接寄存器寻址 34

2．12 间接寻址 36

2．13 通用地址模式和指令格式 40

2．14 8051地址模式 41

2．15 软件开发周期 42

2．16 软件开发工具 43

2．17 硬件开发工具 43

第3章 最坏情况下的时序、负载、分析和设计 44

3．1 时序图符号约定 44

3．2 上升和下降时间 45

3．3 传播延迟 46

3．4 建立和保持时间 46

3．5 三态总线接口 47

3．6 脉冲宽度和时钟频率 48

3．7 输出和直流、交流负载特性分析 49

3．8 计算接线电容 51

3．9 CMOS驱动LSTTL时的扇出数 53

3．10 传输线的影响 55

3．11 接地反跳 57

3．12 IC逻辑系列的特性和接口 58

3．13 与TTL兼容的信号和5伏COMS的接口 62

3．14 设计实例：噪音分析清单 64

3．15 最坏情况时序分析实例 71

第4章 存储技术和接口 74

4．1 存储器分类 74

4．2 辅助存储器 76

4．3 存储器的易失性 76

4．4 随机访问存储器 76

4．5 顺序存取存储器 77

4．6 直接存取存储器 77

4．7 读/写存储器 78

4．8 只读存储器 79

4．9 其它的存储类型 82

4．10 JEDEC的存储器针脚 83

4．11 设备编程器 83

4．12 存储器的组织 84

4．13 参数考虑 85

4．14 同步/异步存储器 86

4．15 错误检测和纠正 87

4．16 错误源 87

4．17 检测方法 87

4．18 存储器管理 89

4．19 缓冲存储器 89

4．20 虚拟存储器 90

4．21 CPU对存储接口的控制线 90

第5章 CPU总线接口和时序 91

5．1 读写操作 91

5．2 地址、数据和控制总线 92

5．3 寻址空间和译码 93

5．4 地址映射 95

第6章 详细的系统设计实例 98

6．1 中央处理单元（CPU） 98

6．2 存储器选择和接口 99

6．3 初步时序分析 99

6．4 外部数据存储器周期 106

6．4．1 外部数据存储器读周期 106

6．4．2 外部数据存储器写 108

6．5 设计问题1 109

6．6 设计问题2 110

6．7 设计问题3 111

6．8 完成分析 113

第7章 可编程逻辑器件 114

7．1 可编程逻辑介绍 115

7．2 保险丝、EPROM、EEPROM、和RAM存储技术 115

7．3 PROM和PLD 117

7．4 可编程逻辑阵列 118

7．5 PAL型的PLD 118

7．6 设计实例 120

7．7 PLD开发工具 122

7．8 用PLD实现简单的I/O译码和接口 123

7．9 用PC设计IC 124

第8章 基本输入/输出接口 125

8．1 CPU的I/O接口 125

8．2 8051系列的I/O端口 126

8．3 输出电流限制 128

8．4 简单输入/输出设备 132

8．5 矩阵式键盘输入 132

8．6 矩阵式显示设备 134

8．7 程序控制的I/O总线接口 135

8．8 实时处理 137

8．9 直接存储器存取（DmA） 137

8．9．1 突发DMA和单周期DMA的比较 138

8．9．2 周期挪用 138

8．10 基本I/O设备及其应用 139

8．10．1 时序和电平转换 140

8．10．2 电平转换 140

8．10．3 电源继电器 141

第9章 其它接口和总线周期 142

9．1 中断周期 142

9．2 软件中断 143

9．3 硬件中断 143

9．3．1 中断驱动程序单元 144

9．3．2 关键代码段 145

9．3．3 信号 146

9．3．4 中断处理选项 147

9．3．5 电平和边缘触发中断 148

9．3．6 向量中断 150

9．3．7 非向量中断 150

9．3．8 串行处理优先权 151

9．3．9 并行处理优先权 151

第10章 其它有用的资源 153

10．1 构建方法 153

10．1．1 电源和地线板 153

10．1．2 地线问题 153

10．2 电磁兼容性 154

10．3 静电放电效应 154

10．4 容错性 155

10．5 硬件开发工具 156

10．6 软件开发工具 157

10．7 设计时其他方面的考虑 158

10．7．1 热分析和设计 158

10．7．2 用电池组供电系统的考虑 159

10．8 处理器性能指标 159

10．9 设备选择过程 160

第11章 其它接口 162

11．1 模拟信号转换 162

11．2 特殊的专用同步串行接口 163

11．3 非常规的使用DRAM 164

11．4 数字信号处理/数字录音 164