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《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)實踐(第2版)》
時間：2018-07-27 來源：未知
《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)實踐(第2版) 全面系統(tǒng)地介紹嵌入式硬件和固件的設(shè)計、開發(fā)、集成技術(shù)，并討論如何高效地管理開發(fā)過程。本書編排精當(dāng)，采用布魯姆LO(學(xué)習(xí)目標(biāo))分類方法，保證讀者通過學(xué)習(xí)獲得預(yù)期效果。本書細(xì)膩闡明基礎(chǔ)乃至高級概念，每章開頭列出學(xué)習(xí)目標(biāo)，然后穿插大量表格、圖和例題來解釋相應(yīng)主題;章末附有課后習(xí)題、復(fù)習(xí)題和實驗練習(xí)題，以幫助讀者鞏固所學(xué)的知識。 《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)實踐(第2版)/嵌入式系統(tǒng)經(jīng)典叢書》在上一版的基礎(chǔ)上做了全面細(xì)致的更新，融入了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域的所有前沿開發(fā)技術(shù)
嵌入式系統(tǒng)設(shè)計是電子工程領(lǐng)域中一個非常專業(yè)的分支，該分支集合了電子學(xué)的技術(shù)優(yōu)勢與機械工程的專業(yè)設(shè)計技術(shù)，將前沿科技和高端產(chǎn)品引入多個不同領(lǐng)域，如消費類電子產(chǎn)品、無線電通信、汽車、零售行業(yè)以及銀行業(yè)等。嵌入式系統(tǒng)是計算機硬件與軟件的整合體，其中，軟件編程用于開發(fā)專用的計算機系統(tǒng)，設(shè)計執(zhí)行一項或多項特定功能。
嵌入式產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)提供了大量工作機會。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計是一門藝術(shù)，需要有能力的人才迎接其設(shè)計挑戰(zhàn)，并時刻關(guān)注產(chǎn)品設(shè)計的時間范圍。嵌入式產(chǎn)業(yè)當(dāng)今面臨的最大挑戰(zhàn)就是該領(lǐng)域缺乏擁有熟練技術(shù)的人員。雖然電子與計算機科技工程專業(yè)的大多數(shù)大學(xué)畢業(yè)生有天賦也有才能，但他們在嵌入式領(lǐng)域缺少正確的培訓(xùn)，往往對嵌入式系統(tǒng)缺乏必需的理解。此外，缺少合適的學(xué)習(xí)教材與讀物也是造成上述危機的主要原因之一。盡管業(yè)界已經(jīng)出版了許多介紹嵌入式技術(shù)的書籍，但這些書籍往往并未使用簡明易懂的系統(tǒng)化方法向讀者普及嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識;這些書籍更多是從深奧的專業(yè)領(lǐng)域入手，只適用于專業(yè)對口的實踐工程師。
本書是一本入門書籍，向?qū)W生全面介紹了嵌入式系統(tǒng)，并且可以作為實踐工程師與項目經(jīng)理的技術(shù)指南，開創(chuàng)了此類書籍的先河。本書可以用作計算機科學(xué)與工程、信息技術(shù)、電氣工程、電子學(xué)與通信工程、儀表與控制工程等專業(yè)的本科教程，也可以作為計算機科學(xué)/信息技術(shù)/電子學(xué)專業(yè)的理學(xué)學(xué)士/理學(xué)碩士/工學(xué)碩士、計算機應(yīng)用碩士以及備考印度計算機等級考試(DOEACC)B級的學(xué)生的重要參考資料。
本書介紹嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、嵌入式硬件與固件的設(shè)計與開發(fā)步驟(包括硬件與固件的系統(tǒng)集成)以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的生命周期管理知識。第1章~第4章介紹嵌入式系統(tǒng)的基本知識。第5章~第13章介紹有關(guān)嵌入式硬件與固件設(shè)計的進(jìn)階知識，對于嵌入式系統(tǒng)的實踐工程師來說，這些知識是非常有幫助的。第15章說明了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的生命周期，該章的內(nèi)容對實踐工程師和項目經(jīng)理都是有益的。每章開頭列出學(xué)習(xí)目標(biāo)，然后使用簡明的文字說明以及大量的表格、圖例、例題解答來闡明相應(yīng)概念。每章的末尾列出重要知識點，其中包括本章小結(jié)、重要術(shù)語、課后習(xí)題(多項選擇題)以及復(fù)習(xí)題。為了方便學(xué)生在實驗室也能進(jìn)行相關(guān)的實驗，本書還在相關(guān)章節(jié)提供了實驗練習(xí)題。本書附錄介紹了PIC與AVR系列微控制器，以及ARM處理器，列舉了貼近實際的最新嵌入式設(shè)計案例，將使你受益匪淺。
第Ⅰ部分 理解嵌入式系統(tǒng)的基本概念
第1章 嵌入式系統(tǒng)簡介 3
1.1 嵌入式系統(tǒng)的含義 3
1.2 對比嵌入式系統(tǒng)與通用
計算系統(tǒng) 4
1.3 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷程 5
1.4 嵌入式系統(tǒng)的分類 6
1.4.1 基于時代的分類 6
1.4.2 基于復(fù)雜度和性能的分類 7
1.5 嵌入式系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域 7
1.6 嵌入式系統(tǒng)的用途 8
1.6.1 數(shù)據(jù)的采集、存儲與顯示 8
1.6.2 數(shù)據(jù)通信 9
1.6.3 數(shù)據(jù)(信號)處理 10
1.6.4 監(jiān)測 10
1.6.5 控制 10
1.6.6 專用用戶界面 11
1.7 可穿戴設(shè)備——嵌入式技術(shù)與
生活方式的創(chuàng)新結(jié)合 11
1.8 本章小結(jié) 12
1.9 重要術(shù)語 13
1.10 課后習(xí)題 14
1.11 復(fù)習(xí)題 14
第2章 典型的嵌入式系統(tǒng) 15
2.1 嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)核 17
2.1.1 通用處理器與專用處理器 17
2.1.2 專用集成電路 24
2.1.3 可編程邏輯器件 25
2.1.4 商用現(xiàn)貨 26
2.2 存儲器 27
2.2.1 程序存儲器 27
2.2.2 讀-寫存儲器/隨機存取
存儲器 29
2.2.3 基于接口類型的存儲器
分類 31
2.2.4 存儲器映射 31
2.2.5 嵌入式系統(tǒng)中的存儲器
選型 32
2.3 傳感器與激勵器 33
2.3.1 傳感器 34
2.3.2 激勵器 34
2.3.3 I/O子系統(tǒng) 34
2.4 通信接口 42
2.4.1 板上通信接口 43
2.4.2 外部通信接口 48
2.5 嵌入式固件 56
2.6 系統(tǒng)其他元件 57
2.6.1 復(fù)位電路 57
2.6.2 欠壓保護(hù)電路 58
2.6.3 振蕩器 58
2.6.4 實時時鐘 59
2.6.5 看門狗定時器 59
2.7 PCB與無源元件 60
2.8 本章小結(jié) 60
2.9 重要術(shù)語 62
2.10 課后習(xí)題 64
2.11 復(fù)習(xí)題 67
2.12 實驗練習(xí)題 68
第3章 嵌入式系統(tǒng)的特征與質(zhì)量
屬性 69
3.1 嵌入式系統(tǒng)的特征 69
3.1.1 面向特定應(yīng)用和特定領(lǐng)域 69
3.1.2 反饋與實時性 70
3.1.3 能在惡劣環(huán)境中工作 70
3.1.4 分布式 70
3.1.5 尺寸小、重量輕 71
3.1.6 低功耗、節(jié)能 71
3.2 嵌入式系統(tǒng)的質(zhì)量屬性 71
3.2.1 工作模式下的質(zhì)量屬性 71
3.2.2 非工作模式下的質(zhì)量屬性 73
3.3 本章小結(jié) 75
3.4 重要術(shù)語 76
3.5 課后習(xí)題 76
3.6 復(fù)習(xí)題 78
第4章 嵌入式系統(tǒng)——面向特定應(yīng)用與
特定領(lǐng)域 79
4.1 洗衣機——面向特定應(yīng)用的嵌
入式系統(tǒng) 79
4.2 汽車——面向特定領(lǐng)域的嵌入式
系統(tǒng) 81
4.2.1 汽車嵌入式系統(tǒng)工作的內(nèi)部
情況 81
4.2.2 汽車通信總線 82
4.2.3 汽車嵌入式市場上的主流
廠商 83
4.3 本章小結(jié) 85
4.4 重要術(shù)語 85
4.5 課后習(xí)題 86
4.6 復(fù)習(xí)題 86
第5章 使用8位微控制器8051設(shè)計
嵌入式系統(tǒng) 87
5.1 控制器選型時需要考慮的
因素 88
5.1.1 功能集合 88
5.1.2 運行速度 88
5.1.3 代碼存儲空間 88
5.1.4 數(shù)據(jù)存儲空間 88
5.1.5 開發(fā)環(huán)境支持 88
5.1.6 可用性 89
5.1.7 功耗 89
5.1.8 成本 89
5.2 選用8051微控制器的原因 89
5.3 基于8051的設(shè)計 89
5.3.1 8051的基本架構(gòu) 89
5.3.2 存儲器結(jié)構(gòu) 90
5.3.3 寄存器 96
5.3.4 振蕩器 98
5.3.5 端口 99
5.3.6 中斷 114
5.3.7 8051中斷系統(tǒng) 115
5.3.8 定時器 125
5.3.9 串口 132
5.3.10 復(fù)位電路 143
5.3.11 省電節(jié)能模式 144
5.4 8052微控制器 148
5.5 8051/52的衍生產(chǎn)品 148
5.5.1 Atmel公司的
AT89C51RD2/ED2 149
5.5.2 Maxim公司的
DS80C320/DS80C323 149
5.6 本章小結(jié) 149
5.7 重要術(shù)語 151
5.8 課后習(xí)題 151
5.9 復(fù)習(xí)題 155
5.10 實驗練習(xí)題 157
第6章 基于8051微控制器的編程 159
6.1 8051支持的各種尋址模式 160
6.1.1 直接尋址 160
6.1.2 間接尋址 160
6.1.3 寄存器尋址 161
6.1.4 立即尋址 162
6.1.5 索引尋址 162
6.2 8051指令集 166
6.2.1 數(shù)據(jù)傳輸指令 166
6.2.2 算術(shù)運算指令 171
6.2.3 邏輯指令 178
6.2.4 布爾運算指令 183
6.2.5 程序控制轉(zhuǎn)移指令 185
6.3 本章小結(jié) 187
6.4 重要術(shù)語 188
6.5 課后習(xí)題 189
6.6 復(fù)習(xí)題 195
6.7 實驗練習(xí)題 196
第7章 軟硬件協(xié)同設(shè)計與程序
建模 197
7.1 軟硬件協(xié)同設(shè)計的基本
概念 198
7.2 嵌入式設(shè)計的計算模型 199
7.2.1 數(shù)據(jù)流程圖模型 200
7.2.2 控制數(shù)據(jù)流程圖 200
7.2.3 狀態(tài)機模型 201
7.2.4 順序程序模型 204
7.2.5 并發(fā)處理模型/通信處理
模型 206
7.2.6 面向?qū)ο竽Ｐ?207
7.3 統(tǒng)一建模語言簡介 208
7.3.1 UML構(gòu)建塊 208
7.3.2 UML工具 212
7.4 軟硬件權(quán)衡 212
7.5 本章小結(jié) 213
7.6 重要術(shù)語 214
7.7 課后習(xí)題 215
7.8 復(fù)習(xí)題 216
7.9 實驗練習(xí)題 217
第Ⅱ部分 嵌入式產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)
第8章 嵌入式硬件設(shè)計與開發(fā) 223
8.1 模擬電子元件 224
8.2 數(shù)字電子元件 225
8.2.1 集電極開路與三態(tài)輸出 225
8.2.2 邏輯門 226
8.2.3 緩沖器 227
8.2.4 鎖存器 227
8.2.5 譯碼器 228
8.2.6 編碼器 228
8.2.7 多路復(fù)用器 229
8.2.8 多路輸出選擇器 230
8.2.9 組合電路 230
8.2.10 時序電路 232
8.3 VLSI與集成電路設(shè)計 236
8.4 電子設(shè)計自動化工具 241
8.5 OrCAD EDA工具的用法 242
8.6 使用OrCAD的Capture CIS
工具實現(xiàn)電路圖設(shè)計 242
8.6.1 電路圖繪制窗口 245
8.6.2 電路圖繪圖工具 245
8.6.3 電路圖繪制明細(xì) 249
8.6.4 創(chuàng)建元件編號 251
8.6.5 設(shè)計規(guī)則檢查 252
8.6.6 創(chuàng)建材料清單 253
8.6.7 創(chuàng)建網(wǎng)表 254
8.7 PCB布局布線設(shè)計 257
8.7.1 布局布線構(gòu)建塊 257
8.7.2 使用OrCAD布局布線工具
完成布局布線設(shè)計 262
8.7.3 PCB布局布線準(zhǔn)則 277
8.8 印刷電路板制造 278
8.8.1 各種類型的PCB 278
8.8.2 PCB制造方法 279
8.8.3 PCB設(shè)計完成后，電路板外形
及其調(diào)試測試 280
8.9 本章小結(jié) 283
8.10 重要術(shù)語 284
8.11 課后習(xí)題 285
8.12 復(fù)習(xí)題 288
8.13 實驗練習(xí)題 289
第9章 嵌入式固件設(shè)計與開發(fā) 293
9.1 嵌入式固件設(shè)計方法 294
9.1.1 基于超循環(huán)的方法 294
9.1.2 基于嵌入式操作系統(tǒng)的
方法 296
9.2 嵌入式固件開發(fā)語言 296
9.2.1 基于匯編語言的開發(fā) 296
9.2.2 基于高級語言的開發(fā) 303
9.2.3 匯編語言與高級語言混合
編程 305
9.3 嵌入式C編程 308
9.3.1 對比C語言與嵌入式C
語言 308
9.3.2 對比編譯器與交叉
編譯器 308
9.3.3 在嵌入式C編程中使用C
語言 309
9.4 本章小結(jié) 358
9.5 重要術(shù)語 359
9.6 課后習(xí)題 360
9.7 復(fù)習(xí)題 365
9.8 實驗練習(xí)題 367
