单片机及嵌入式系统

第1章嵌入式计算机系统设计概述

1.1概述

1.1.1嵌入式计算机系统的定义

1.1.2嵌入式计算机系统的构成

1.2嵌入式计算机系统的设计要求和设计步骤

1.2.1系统设计的基本要求

1.2.2系统设计的步骤

1.2.3嵌入式系统的硬软件协同设计

1.2.4系统设计中应注意的问题

习题

第2章MCS-51单片机的基本结构

2.1MCS-51单片机的构成

2.1.IMCS-51单片机家族

2.1.2MCS-51单片机的内部结构

2.1.3MCS-51单片机外部引线

2.2MCS-51单片机的内部结构

2.2.1MCS-51的CPU

2.2.2MCS-51单片机的存储器组织

2.2.3MCS-51的输入输出接口

2.3MCS-51单片机的时序

2.3.1MCS-51的三种周期

2.3.2指令执行时序

2.4MCS-51单片机的相关问题

2.4.1复位

2.4.2时钟电路

2.4.3编程和校验

2.5MCS-51指令系统及汇编语言程序设计

2.5.1MCS-51的指令编码

2.5.2指令系统中用到的符号

2.5.3指令寻址方式

2.5.4MCS-51的指令系统

2.5.5汇编语言程序设计

2.5.6汇编语言程序的开发过程

2.6MCS-51的总线扩展

2.6.1MCS-51单片机构成的最小系绩

2.6.2MCS-51的总线扩展

2.7MCS-51的外部存储器

2.7.1存储器的分类

2.7.2存储器的主要性能指标

2.7.3RAM的连接使用

2.7.4只读存储器

2.8输入输出技术

2.8.1外设接口的编址方式

2.8.2外设接口的基本模型

2.8.3程序控制输入输出

2.8.4查询方式

2.8.5中断方式

2.8.6中断控制器8259

2.9MCS-51定时器／计数器

2.9.1工作方式

2.9.2定时器／计数器的控制寄存器

2.9.3定时器／计数器的应用

2.10MCS-51的串行接口

2.10.1概述

2.10.2MCS-51单片机串行口的控制寄存器

2.10.3串行口的工作方式

2.10.4串行口的应用

习题

第3章嵌入式系统总线及接口技术

3.1总线概述

3.1.1总线概述

3.1.2内总线

3.1.3外总线

3.2总线驱动与控制

3.2.1总线竞争与负载计算

3.2.2总线驱动与控制的实现

3.3MCS-51的总线扩展

3.3.1概述

3.3.2扩展总线的形成

3.4扩展总线上的典型外设接口

3.4.1可编程并行接口8255

3.4.2键盘接口

3.4.3打印机接口

3.4.4显示器接口

3.4.5光电隔离输入输出接口

3.4.6数／模(D／A)变换器接口

3.4.7模／数变换器接口

3.4.8电机接口

习题

第4章嵌入式计算机系统软件

4.1嵌入式系统软件概述

4.1.1最小系统

4.1.2驻留监控程序

4.2嵌入式系统实时操作系统内核开发

4.2.1嵌入式操作系统的特点

4.2.2实时内核所涉及的概念..

4.2.3实时内核的开发

4.2.4嵌入式操作系统的移植

4.3用户程序的开发

4.3.1用户程序的基本要求

4.3.2用户程序的开发过程

4.3.3高级语言与汇编语言混合编程

习题

第5章嵌入式系统的可靠性设计

5.1概述

5.1.1可靠性的基本指标

5.1.2故障因素

5.2故障检测技术

5.2.1嵌入式系统的脱机自检

5.2.2嵌入式系统的在线故障检测

5.3硬件可靠性设计

5.3.1硬件故障

5.3.2影响硬件可靠性的因素

5.3.3硬件可靠性措施

5.4软件可靠性设计

5.4.1软件故障的特点

5.4.2软件可靠性指标

5.4.3软件错误的来源

5.4.4软件可靠性模型

5.4.5提高软件可靠性的方法

5.5系统的抗干扰设计

5.5.1抗干扰的三要素

5.5.2干扰的来源及耦合方式

5.5.3系统的抗干扰措施

5.6总线的有关问题

5.6.1总线上的交叉串扰

5.6.2总线的延时

5.6.3总线上的反射与终端网络

5.7可靠性的总体设计

5.7.1设计过程

5.7.2可靠性的分配方法

习题

第6章基于SOC的嵌入式系统

6.1概述

6.1.1PXA27X一般介绍

6.1.2IntelXScale结构

6.2ARM处理器

6.2.1ARM处理器系列

6.2.2ARM处理器工作模式及寄存器

6.2.3ARM指令系统

6.2.4ARM的异常中断处理

6.3IntelPXA27X介绍

6.3.1PXA27X的结构

6.3.2PXA27X的内部存储器

6.3.3PXA27X的外部存储器控制器

6.3.4PXA27X的中断控制器

6.3.5PXA27X的键盘接口

6.3.6PXA27X的通用输入输出接口GPIO

6.4PXA27X的开发与应用

6.4.1PXA27X开发平台

6.4.2PXA27X的应用

习题

第7章基于专用芯片的嵌入式系统

7.1概述

7.1.1数字系统设计的发展

7.1.2IP核

7.1.3数字系统的设计方法

7.2设计语言与工具

7.2.1EDA工具软件分类

7.2.2硬件描述语言HDL

7.2.3SystemC

7.2.4QuartusII

7.3基于VHDL的CPU设计

7.3.1单元电路的设计

7.3.2CPU设计概要

7.4SOC设计

7.4.1概述

7.4.2SOC片内总线

7.4.3IP核设计与复用

7.4.4SOC设计举例

7.5基于可配置处理器的SOC设计

7.5.1问题的由来

7.5.2TensilicaXtensa可配置处理器

习题

参考文献

本书以国内应用最广的MCS-51单片机为基础,介绍嵌入式计算机系统的结构及传统设计方法。书中着重讲述在进行嵌入式系统设计时的基本概念和基本方法，同时还专门介绍基于SOC的嵌入式系统及如何设计SOC,并以此为基础构成嵌入式系统。本书侧重于对学生的工程思维能力的培养。通过本书的学习,学生可以掌握设计一个小型嵌入式计算机系统的方法。本书可作为高校理工科专业的教学用书,也可供一般工程技术人员参考。

《大学计算机基础教育规划教材》根据教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会编制的《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求》中的最新课程体系和教学基本要求组织编写。
“1+X”即“大学计算机基础”+若干必修／选修课程。
《大学计算机基础教育规划教材》主编：冯博琴，2006-201 0年教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会副主任委员，首届国家级教学名师。