第1章 可靠性技术基础 1
1.1 可靠性基本概念 1
1.2 几种常见的失效分布 6
1.3 可靠性组合模型 9
1.3.1 可靠性框图 9
1.3.2 串联系统的可靠性模型 10
1.3.3 并联系统的可靠性模型 10
1.3.4 混联系统的可靠性模型 11
1.3.6 非工作贮备系统 14
1.4 组合模型应用示例 16
1.5 RAS技术的基本概念 18
1.6 可修系统的马尔可夫模型 19
1.7 可靠性预计 23
1.8 可靠性分配 26
1.8.1 概述 26
1.8.2 可靠性分配方法 27
第2章 避错技术及其应用 30
2.1 避错与容错技术 30
2.2 元器件质量指示及筛选 31
2.3 元器件选择及应用 36
2.4 元器件的降额设计 47
2.5 元器件的容差与源移设计 49
2.6 简化设计及瞬变过应力保护设计 52
2.7 耐环境设计 55
2.8 印制电路板的可靠性设计 59
2.9 结构可靠性设计 63
2.9.1 系统体系结构 63
2.9.2 整机机械结构的基本要求 66
第3章 微机应用系统抗干扰设计 68
3.1 电磁兼容性技术的基本概念 68
3.1.1 电磁兼容性定义 68
3.1.2 电场、磁场和电磁场 69
3.1.3 噪声和干扰及其分类 69
3.1.4 干扰和抗干扰三要素 70
3.1.5 干扰传播途径及其危害 71
3.2 接地 72
3.2.1 接地基本概念 72
3.2.2 接地干扰产生的原因及危害 73
3.2.3 系统接地 74
3.2.4 保护接地 76
3.2.5 屏蔽接地 78
3.2.6 接地实例 78
3.3 常用抗干扰器件 80
3.3.1 压敏电阻 80
3.3.2 TVP器件 82
3.3.3 滤波器 83
3.4 静电危害及其防护 87
3.4.1 静电的产生 88
3.4.2 静电的危害 88
3.4.3 静电干扰的防护 89
3.5 雷电危害及其防护 90
3.5.1 雷电灾害的新认识 90
3.5.2 雷电的危害 90
3.5.3 雷电灾害的防护 92
3.6 屏蔽 92
3.6.1 屏蔽的目的和分类 92
3.6.3 电磁屏蔽 95
3.6.4 低频磁屏蔽 95
3.7 模拟量输入通道抗干扰技术 96
3.7.1 串模干扰抑制 96
3.7.2 共模干扰及其抑制法 97
3.7.3 模—数转换器的使用注意事项 99
3.8 数字电路中的抗干扰技术 99
3.8.1 数字电路中的反射及其抑制 100
3.8.2 数字电路的串扰及其抑制 101
3.8.3 连接允许长度和电路结构的关系 102
3.9 开关量输入输出通道的抗干扰措施 103
3.9.1 开关量输入通道的抗干扰措施 103
3.9.2 开关量输出通道的抗干扰措施 104
3.10 印制线路板的抗干扰设计 107
3.11 微机应用系统的电源抗干扰技术 108
3.11.1 电网噪声 108
3.11.2 电源噪声的抑制 109
第4章 编码技术及数据传输的可靠性 111
4.1 数据传输基本知识 111
4.1.1 数字信号的传输 111
4.1.2 信道 113
4.1.3 数据传输的主要故障及解决方法 114
4.2 差错控制技术 115
4.2.1 差错控制的基本形式 115
4.2.2 检错和纠错的基本原理 117
4.2.3 常用检错码 118
4.3 线性分组码 121
4.4 海明校验码 123
4.5 用单片机软件实现海明校验 125
4.6 循环冗余校验码(CRC码) 127
第5章 故障测试诊断及易测性设计 133
5.1 故障、差错及失效 133
5.1.1 故障、差错、失效的基本概念 133
5.1.2 故障的特性 133
5.2 故障模型 135
5.2.1 晶体管开关级故障模型 135
5.2.2 门级故障模型 136
5.2.3 功能模块级故障模型 137
5.3 差错模型 139
5.4 防卫故障的原理 140
5.5 逻辑可控性、可视性和易测性 141
5.5.1 逻辑可控性和可观性 141
5.5.2 易测性 142
5.6 改善逻辑电路易测性的基本方法 143
5.6.1 改善逻辑可控性 143
5.6.2 增设观察点 145
5.6.3 同时改善可控性和可观性 146
5.7 印制电路板的易测性设计 147
5.7.1 改善PCB的可控性和可观性 147
5.7.2 设计上的注意事项 148
5.8 故障诊断和内建自测试（BIT）技术 151
5.9 可维修性设计 151
5.10 CPU测试 153
5.11 数据存储器测试 157
5.12 程序存储器测试 161
5.13 通道和接口的测试 162
第6章 容错技术及其应用 164
6.1 容错技术的基本概念 164
6.2 电路级冗余技术 165
6.2.1 二倍冗余电路 165
6.2.2 四倍冗余电路 166
6.3 静态冗余技术 167
6.3.1 三模冗余(TMR) 167
6.3.2 表决技术 168
6.4 动态硬件冗余 171
6.4.1 双机比较 171
6.4.2 备用替换 172
6.4.3 其它动态冗余技术 172
6.5 单片机双机容错设计实例 172
6.6 独立总线三冗余容错系统实例 174
第7章 软件可靠性技术 179
7.1 软件可靠性概念 179
7.1.1 软件危机 179
7.1.2 软件可靠性模型 179
7.2 程序测试技术 180
7.2.1 软件故障特性 180
7.2.2 程序测试和验证的不完备性 181
7.3 软件避错技术 183
7.3.1 软件管理技术 183
7.3.2 提高软件可靠性的一般方法 183
7.3.3 层次化、结构化、模块化程序设计技术 185
7.3.4 汇编语言程序设计的避错方法和技巧 186
7.4 软件容错技术 187
7.4.1 容错软件的基本结构 187
7.4.2 容错软件的常用技巧 188
7.4.3 软件陷阱及其正确应用 189
7.4.4 软件WTD设计 190
7.5 软件算法的容错设计 191
7.5.1 逻辑运算的容错设计 191
7.5.2 数值运算的容错设计 192
7.6 输入输出接口的软件容错设计 193
7.6.1 输入接口的软件容错设计 193
7.6.2 输出接口的容错设计 194
7.6.3 人机接口的软件容错设计 195
7.7 程序运行监视器（WTD）及其应用 197
7.7.1 WTD电路设计 198
7.7.2 专用微处理器监控电路及其应用 200
7.7.3 WTD配套程序设计技巧 202
7.7.4 系统无扰动重恢复技术 204
第8章 总线技术及硬件模块化设计 209
8.1 总线基本知识 209
8.1.1 总线的分类 209
8.1.2 采用总线的优越性 210
8.1.3 总线标准和微机应用系统常用总线 210
8.2 芯片间串行总线技术 213
8.2.1 SPI串行总线 213
8.2.2 MICROWIRE串行总线 216
8.2.3 12C串行扩展总线 216
8.3 网络协议与现场总线技术 223
8.3.1 网络协议 223
8.3.2 现场总线 225
8.4 CAN总线测控局域网特点及报文格式 228
8.4.1 CAN基本特点 229
8.4.2 报文格式及错误检测 229
8.5 带CAN总线的新型单片机P8XC592 231
8.5.1 P8XC592的功能及引脚信号 231
8.5.2 CAN控制器的硬件结构及其与CPU的接口 235
8.5.3 CAN控制段寄存器和报文缓存器 238
8.5.4 P8XC592的中断系统 250
8.5.5 CAN中断处理程序实例 252
8.6 CAN总线的物理层设计 254
8.7 CAN总线控制器及扩展器件 257
8.7.1 PCX82C200 CAN控制器主要特性 257
8.7.2 单片CAN收发器PCA82C250 259
8.8 LON神经元芯片网络 261
第9章 微机应用系统电源设计 265
9.1 稳定电源及其主要质量指标 265
9.2 线性集成稳压电源 267
9.2.1 三端固定输出集成稳压器 267
9.2.2 三端可调输出集成稳压器 270
9.2.3 低压差集成稳压器 271
9.3 开关稳压电源 277
9.3.1 开关电源分类及基本电路结构形式 277
9.4 无工频变压器开关电源实例 280
9.4.1 RCC开关稳压电源 280
9.4.2 Topswitch系列开关集成稳压器 282
9.4.3 PS系列AC-DC开关电源模块 285
9.5 低压直流变换式开关电源实例 286
9.5.1 CW34063构成的低压开关稳压器 287
9.5.2 CW4962/4960构成的低压开关稳压器 288
9.5.3 MAX787/788/789低压开关电源稳压器 289
9.5.4 YDS系列三端开关电压调整器 290
9.6 分布式电源、不间断电源和电源母线技术 291
9.6.1 分布式电源 291
9.6.2 不间断供电产装置 292
9.6.3 电源母线技术 293
9.7 稳压电源的选择比较及装配注意事项 295
9.7.1 稳压电源的选择比较 295
9.7.2 线性稳压电源的装配注意事项 295
9.7.3 开关稳压电源噪声抑制及装配注意事项 296
9.8 电池的选择和使用 298
9.8.1 免维护密封铅酸蓄电池 298
9.8.2 镍镉电池 299
第10章 微机应用系统的低功耗设计 301
10.1 对低功耗系统的新认识 301
10.2 CMOS微处理器的功耗特性及其功耗控制原理 301
10.2.1 CMOS微处理器的功耗特性 301
10.2.2 Intel的CMOS单片机系列功耗控制原理 302
10.2.3 M68HC05的功耗控制原理 303
10.2.4 高集成度的80C186的功耗控制原理 305
10.3 存储器的低功耗设计 305
10.3.1 低功耗存储器的选择 305
10.3.2 维持工作方式的应用 306
10.4 CMOS电路的应用及接口技术 307
10.4.1 CMOS电路的功耗特性 307
10.4.2 CMOS电路的降耗措施 308
10.4.3 CMOS电路的逻辑电平及接口设计 308
10.5 低功耗输入输出接口设计 311
10.5.1 80C51系列单片机I/O端口特点 311
10.5.2 一般I/O口的降耗设计 312
10.5.3 串行接口的低功耗设计 313
10.6 低功耗系统的电源设计 315
10.6.1 直流—直流变换器特点及选用 315
10.6.2 MAXIM直流—直流变换芯片 318
10.6.3 低功耗电源设计实例 323
10.7 低功耗系统的软件设计 324
10.8 低功耗系统设计实例 325