嵌入式系統設計與開發實踐（第2版）

《嵌入式系統設計與開發實踐（第2版）》是2017年9月清華大學出版社出版的圖書，作者是[印] Shibu Kizhakke Vallathai 著 陶永才 巴陽 譯。

基本介紹

• 中文名：嵌入式系統設計與開發實踐（第2版）
• 作者：[印] Shibu Kizhakke Vallathai
• 譯者：陶永才 巴陽
• 出版時間：2017年09月01日
• 出版社： 清華大學出版社  
• ISBN：9787302479321
• 定價：118 元

內容簡介

《嵌入式系統設計與開發實踐(第2版) 》全面系統地介紹嵌入式硬體和固件的設計、開發、 集成技術，並討論如何高效地管理開發過程。本書編排精當，採用布魯姆LO(學習目標)分類 方法，保證讀者通過學習獲得預期效果。

圖書目錄

第Ⅰ部分理解嵌入式系統的基本概念

第1章嵌入式系統簡介3

1.1嵌入式系統的含義3

1.2對比嵌入式系統與通用

計算系統4

1.3嵌入式系統的發展歷程5

1.4嵌入式系統的分類6

1.4.1基於時代的分類6

1.4.2基於複雜度和性能的分類7

1.5嵌入式系統的主要套用領域7

1.6嵌入式系統的用途8

1.6.1數據的採集、存儲與顯示8

1.6.2數據通信9

1.6.3數據(信號)處理10

1.6.4監測10

1.6.5控制10

1.6.6專用用戶界面11

1.7可穿戴設備——嵌入式技術與

生活方式的創新結合11

1.8本章小結12

1.9重要術語13

1.10課後習題14

1.11複習題14

第2章典型的嵌入式系統15

2.1嵌入式系統的核心17

2.1.1通用處理器與專用處理器17

2.1.2專用積體電路24

2.1.3可程式邏輯器件25

2.1.4商用現貨26

2.2存儲器27

2.2.1程式存儲器27

2.2.2讀-寫存儲器/隨機存取

存儲器29

2.2.3基於接口類型的存儲器

分類31

2.2.4存儲器映射31

2.2.5嵌入式系統中的存儲器

選型32

2.3感測器與激勵器33

2.3.1感測器34

2.3.2激勵器34

2.3.3I/O子系統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系統其他元件57

2.6.1復位電路57

2.6.2欠壓保護電路58

2.6.3振盪器58

2.6.4實時時鐘59

2.6.5看門狗定時器59

2.7PCB與無源元件60

2.8本章小結60

2.9重要術語62

2.10課後習題64

2.11複習題67

2.12實驗練習題68

第3章嵌入式系統的特徵與質量

屬性69

3.1嵌入式系統的特徵69

3.1.1面向特定套用和特定領域69

3.1.2反饋與實時性70

3.1.3能在惡劣環境中工作70

3.1.4分散式70

3.1.5尺寸小、重量輕71

3.1.6低功耗、節能71

3.2嵌入式系統的質量屬性71

3.2.1工作模式下的質量屬性71

3.2.2非工作模式下的質量屬性73

3.3本章小結75

3.4重要術語76

3.5課後習題76

3.6複習題78

第4章嵌入式系統——面向特定套用與特定領域79

4.1洗衣機——面向特定套用的嵌入式系統79

4.2汽車——面向特定領域的嵌入式系統81

4.2.1汽車嵌入式系統工作的內部情況81

4.2.2汽車通信匯流排82

4.2.3汽車嵌入式市場上的主流廠商83

4.3本章小結85

4.4重要術語85

4.5課後習題86

4.6複習題86

第5章使用8位微控制器8051設計嵌入式系統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數據存儲空間88

5.1.5開發環境支持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基於8051的設計89

5.3.18051的基本架構89

5.3.2存儲器結構90

5.3.3暫存器96

5.3.4振盪器98

5.3.5連線埠99

5.3.6中斷114

5.3.78051中斷系統115

5.3.8定時器125

5.3.9串口132

5.3.10復位電路143

5.3.11省電節能模式144

5.48052微控制器148

5.58051/52的衍生產品148

5.5.1Atmel公司的

AT89C51RD2/ED2149

5.5.2Maxim公司的

DS80C320/DS80C323149

5.6本章小結149

5.7重要術語151

5.8課後習題151

5.9複習題155

5.10實驗練習題157

第6章基於8051微控制器的編程159

6.18051支持的各種定址模式160

6.1.1直接定址160

6.1.2間接定址160

6.1.3暫存器定址161

6.1.4立即定址162

6.1.5索引定址162

6.28051指令集166

6.2.1數據傳輸指令166

6.2.2算術運算指令171

6.2.3邏輯指令178

6.2.4布爾運算指令183

6.2.5程式控制轉移指令185

6.3本章小結187

6.4重要術語188

6.5課後習題189

6.6複習題195

6.7實驗練習題196

第7章軟硬體協同設計與程式建模197

7.1軟硬體協同設計的基本概念198

7.2嵌入式設計的計算模型199

7.2.1數據流程圖模型200

7.2.2控制數據流程圖200

7.2.3狀態機模型201

7.2.4順序程式模型204

7.2.5並發處理模型/通信處理模型206

7.2.6面向對象模型207

7.3統一建模語言簡介208

7.3.1UML構建塊208

7.3.2UML工具212

7.4軟硬體權衡212

7.5本章小結213

7.6重要術語214

7.7課後習題215

7.8複習題216

7.9實驗練習題217

第Ⅱ部分嵌入式產品的設計與開發

第8章嵌入式硬體設計與開發223

8.1模擬電子元件224

8.2數字電子元件225

8.2.1集電極開路與三態輸出225

8.2.2邏輯門226

8.2.3緩衝器227

8.2.4鎖存器227

8.2.5解碼器228

8.2.6編碼器228

8.2.7多路復用器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

8.3VLSI與積體電路設計236

8.4電子設計自動化工具241

8.5OrCADEDA工具的用法242

8.6使用OrCAD的CaptureCIS

工具實現電路圖設計242

8.6.1電路圖繪製視窗245

8.6.2電路圖繪圖工具245

8.6.3電路圖繪製明細249

8.6.4創建元件編號251

8.6.5設計規則檢查252

8.6.6創建材料清單253

8.6.7創建網表254

8.7PCB布局布線設計257

8.7.1布局布線構建塊257

8.7.2使用OrCAD布局布線工具

完成布局布線設計262

8.7.3PCB布局布線準則277

8.8印刷電路板製造278

8.8.1各種類型的PCB278

8.8.2PCB製造方法279

8.8.3PCB設計完成後，電路板外形

及其調試測試280

8.9本章小結283

8.10重要術語284

8.11課後習題285

8.12複習題288

8.13實驗練習題289

第9章嵌入式固件設計與開發293

9.1嵌入式固件設計方法294

9.1.1基於超循環的方法294

9.1.2基於嵌入式作業系統的

方法296

9.2嵌入式固件開發語言296

9.2.1基於彙編語言的開發296

9.2.2基於高級語言的開發303

9.2.3彙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358

9.5重要術語359

9.6課後習題360

9.7複習題365

9.8實驗練習題367

第10章基於實時作業系統的嵌入式

系統設計369

10.1作業系統基礎知識370

10.2作業系統分類374

10.2.1通用作業系統374

10.2.2實時作業系統374

10.3任務、進程與執行緒379

10.3.1進程379

10.3.2執行緒381

10.4多處理與多任務390

10.5任務調度391

10.5.1非搶占式調度393

10.5.2搶占式調度401

10.6結合使用執行緒、進程與

調度410

10.7任務通信414

10.7.1存儲器共享415

10.7.2訊息傳遞421

10.7.3遠程過程調用與套接字426

10.8任務同步430

10.8.1任務通信/同步問題430

10.8.2任務同步技術442

10.9設備驅動程式460

10.10選擇RTOS的方法462

10.10.1功能性需求462

10.10.2非功能性需求463

10.11本章小結464

10.12重要術語466

10.13課後習題468

10.14複習題479

10.15實驗練習題483

第11章基於VxWorks與MicroC/OS-II

RTOS的嵌入式系統設計

簡介485

11.1VxWorks486

11.1.1任務創建與管理486

11.1.2任務調度489

11.1.3核心服務489

11.1.4任務間通信490

11.1.5任務同步與互斥494

11.1.6中斷處理497

11.1.7監控任務執行的看門狗499

11.1.8定時與定時基準500

11.1.9VxWorks開發環境500

11.2MicroC/OS-II500

11.2.1任務創建與管理500

11.2.2核心函式與初始化506

11.2.3任務調度507

11.2.4任務間通信509

11.2.5互斥與任務同步514

11.2.6定時與定時基準524

11.2.7存儲器管理525

11.2.8中斷處理525

11.2.9MicroC/OS-II開發環境527

11.3本章小結527

11.4重要術語528

11.5課後習題529

11.6複習題531

11.7實驗練習題532

第12章嵌入式硬體與固件的集成與

測試537

12.1硬體與固件的集成538

12.1.1離線編程538

12.1.2在系統編程540

12.1.3在套用編程541

12.1.4使用廠家編程晶片542

12.1.5對基於作業系統的器件實現固件載入542

12.2電路板加電542

12.3本章小結543

12.4重要術語544

12.5複習題544

第13章嵌入式系統開發環境545

13.1集成開發環境546

13.1.1基於8051的KeilμVision547

13.1.2嵌入式系統開發IDE概述570

13.2交叉編譯過程中生成的各種檔案572

13.2.1列表檔案(.LST)572

13.2.2預處理器輸出檔案575

13.2.3目標檔案(.OBJ)575

13.2.4Map檔案(.MAP)575

13.2.5Hex檔案(.HEX)578

13.3反彙編器與反編譯器580

13.4模擬器、仿真器與調試581

13.4.1模擬器581

13.4.2仿真器與調試器582

13.5目標硬體調試589

13.5.1放大鏡589

13.5.2萬用表589

13.5.3數字CRO589

13.5.4邏輯分析儀590

13.5.5函式生成器590

13.6邊界掃描590

13.7本章小結592

13.8重要術語593

13.9課後習題593

13.10複習題595

13.11實驗練習題595

第14章產品外殼設計與開發597

14.1產品外殼設計工具598

14.2產品外殼開發技術598

14.2.1外殼手工設計598

14.2.2快速原型開發599

14.2.3加工與制模599

14.2.4金屬薄板600