第1篇 系统设计基础知识篇 1
第1章 嵌入式系统工程设计概论 1
1.1 计算机应用系统的应用模式 1
1.1.1 通用计算应用 2
1.1.2 嵌入式系统应用 2
1.2 微型计算机应用系统的结构组成 3
1.2.1 非控制类通用计算应用系统结构组成及特点 3
1.2.2 嵌入式应用系统结构组成及特点 3
1.3 系统设计和人机工程学设计 4
1.3.1 系统、系统设计、人工系统和人机系统 4
1.3.2 人机工程学设计及其在嵌入式系统中的应用 8
1.4 硬件软件的功能划分和协同设计 19
1.4.1 计算机硬件和软件在性能上的特点及其功能划分 19
1.4.2 硬件软件协同设计理论及其应用 21
1.5 嵌入式系统的设备工程设计 23
1.5.1 机箱结构和造型设计 23
1.5.2 热设计 36
1.5.3 电磁兼容性设计 39
第2章 嵌入式系统的开发与设计 68
2.1 嵌入式系统的应用模式 69
2.1.1 嵌入式处理器 69
2.1.2 嵌入式操作系统 76
2.1.3 嵌入式系统单机应用解决方案 78
2.1.4 嵌入式系统多机应用解决方案 92
2.2 基于单片机的嵌入式系统开发 96
2.2.1 嵌入式系统的特点 96
2.2.2 基于单片机的嵌入式系统开发模式 97
2.2.3 基于单片机的嵌入式系统开发过程 99
2.2.4 嵌入式系统开发工具 102
2.3 基于单片机的嵌入式系统设计 120
2.3.1 嵌入式系统设计的基本指导思想 120
2.3.2 基于单片机的嵌入式系统设计基本要求 122
2.3.3 嵌入式系统设计方法从单片机到单片系统的演化 123
2.3.4 设计前的准备工作和需要考虑的问题 126
2.3.5 基于单片机的嵌入式系统设计方法 127
第2篇 常用系统核心技术篇 151
第3章 液晶模块驱动设计和编程技术 151
3.1 液晶及其显示器概述 151
3.2 点阵字符型显示模块应用技术 159
3.3 点阵图形液晶显示模块应用技术 172
第4章 串行总线和接口应用技术 187
4.1 串行总线及串行接口芯片的应用技术 187
4.1.1 常见芯片间通信的串行接口总线 187
4.1.2 常用串行接口芯片及其应用 188
4.2 常用设备串行接口应用 237
4.2.1 常用设备串行接口介绍 237
4.2.2 单片机-PC机串行通信 238
第5章 电源供给和低功耗系统设计技术 241
5.1 电源供给技术 241
5.1.1 电源技术概述 241
5.1.2 嵌入式系统电源设计 254
5.2 低功耗系统设计技术 261
5.2.1 低功耗系统的概念及特点 261
5.2.2 CMOS数字集成电路特点 263
5.2.3 低功耗系统设计的基本思路 264
5.2.4 低功耗系统设计中的8×C51 270
5.2.5 低功耗系统中存储器的设计 272
5.2.6 低功耗单片机系统的电源供给 273
第6章 存储器应用和断电数据保护技术 275
6.1 存储器应用技术 275
6.1.1 超过地址寻址范围的大容量存储器扩展方法 275
6.1.2 存储器兼容设计技术 279
6.1.3 Flash存储器及其应用 281
6.1.4 非易失性铁电随机访问存储器FRAM及其应用 285
6.1.5 多端口RAM及其应用 291
6.2 断电数据保护技术 302
第7章 可靠性和抗干扰设计技术 310
7.1 嵌入式系统的可靠性设计技术 310
7.1.1 嵌入式系统可靠性设计概述 310
7.1.2 可靠性设计技术及应用 311
7.2 嵌入式系统抗干扰设计技术 318
7.2.1 概述 318
7.2.2 硬件的抗干扰设计 320
7.2.3 软件的抗干扰设计 335
第8章 系统容错设计技术 343
8.1 硬件容错设计技术 343
8.2 软件容错设计技术 348
第9章 系统安全的加密技术 356
9.1 面向用户安全性能的授权访问加密技术 357
9.1.1 密码学和计算机加密技术 357
9.1.2 DES加密算法 358
9.2 保护系统知识产权的防盗版加密技术 364
9.2.1 硬件加密技术 364
9.2.2 软件加密技术 368
第10章 语音芯片应用技术 370
10.1 计算机语音技术和语音合成器件概述 370
10.1.1 计算机语音技术 370
10.1.2 计算机语音合成器件 372
10.2 ISD-Winbond ISD4000系列语音芯片及其应用 374
第11章 无线数据通信技术 391
11.1 无线数据通信概述 391
11.2 单点对单点无线数据通信模块PTR2000的应用 392
11.3 多点对单点无线数据通信模块PTR8000的应用 399
第3篇 基本功能模块设计篇 410
第12章 单片机应用基本功能模块设计 410
12.1 系统监控程序主程序设计 410
12.1.1 系统监控程序的任务 410
12.1.2 键输入方式／人机交互接口方式 410
12.1.3 单片机监控程序典型结构框架 411
12.2 数据采集系统设计 421
12.2.1 概述 421
12.2.2 数据采集系统设计 427
12.3 频率和周期测量系统设计 429
12.3.1 计时计数器基本原理 429
12.3.2 单片机控制实现频率测量和周期测量原理 430
12.3.3 用单片机测重复信号周期的接口方法 430
12.3.4 用单片机测重复信号频率的接口方法 431
12.3.5 利用单片机的捕获／比较功能测量脉冲宽度和占空比 433
12.3.6 基于单片机的频率／周期测量系统的应用 435
第13章 常用程序设计算法 439
13.1 常用数值计算程序设计 439
13.1.1 定点数和浮点数运算 439
13.1.2 插值算法 441
13.2 常用数据处理程序设计 441
13.2.1 标度变换 441
13.2.2 数字滤波 442
13.3 常用控制程序算法 446
13.3.1 PID控制算法 446
13.3.2 FUZZY控制算法 448
第4篇 应用系统实例分析篇 461
第14章 应用系统实例分析 461
14.1 智能型大功率电动机保护监控器 461
14.1.1 概述 461
14.1.2 性能特点 461
14.1.3 功能及其性能指标设计 462
14.1.4 测控原理 462
14.1.5 硬件电路设计 464
14.1.6 抗干扰设计 465
14.1.7 操作方法 465
14.2 基于密码控制的预付费水表 467
14.2.1 概述 467
14.2.2 技术指标 468
14.2.3 功能及其性能 468
14.2.4 关键技术 468
14.2.5 系统组成 469
14.2.6 设计思想和工作原理 470
14.2.7 功能设计 470
14.2.8 结构设计 472
14.2.9 硬件电路设计 473
14.2.10 软件程序设计 475
14.2.11 可靠性设计 476
14.2.12 防仿制设计 476
14.2.13 防违规操作设计 476
第5篇 模块渐进组合实践篇 477
第15章 课程实验和课程设计 477
15.1 课程实验 477
实验一 单片机最小系统的硬件实现 478
实验二 液晶模块的扩展和应用编程 481
实验三 串行E2PROM的扩展和软件模拟I2C接口编程 483
实验四 单片机-单片机和单片机-PC机串行通信 484
实验五 断电数据保护电路的设计与实现 490
实验六 电子时钟硬件和系统监控程序设计 491
实验七 音乐程序设计 494
实验八 容错设计中的自诊断程序设计 501
15.2 课程设计课题 502
习题和思考题 505
参考文献 508