基于单片机的嵌入式系统工程设计(Engineeing Design for Embedded System based on Microcontroller)

基本信息·出版社：中国电力出版社

·页码：509 页

·出版日期：2008年

·ISBN：7508372395/9787508372396

·条形码：9787508372396

·包装版本：1版

·装帧：平装

·开本：16

·正文语种：中文

·外文书名：Engineeing Design for Embedded System based on Microcontroller

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内容简介《基于单片机的嵌入式系统工程设计》全面、系统、深人地介绍了基于单片机的嵌入式系统工程设计原理和技术，内容实用、丰富、翔实，在论述上力求深入浅出，通俗易懂，利于自学。这是一本用于嵌入式系统工程设计提高性的实用教程和工程技术参考书。

《基于单片机的嵌入式系统工程设计》共5篇，分为15章，主要内容包括：嵌入式系统工程设计概论；嵌入式系统的应用模式，嵌入式系统开发与设计的指导思想、实现途径和方法；液晶模块驱动设计和编程技术；串行总线和接口应用技术；电源供给和低功耗系统设计技术；存储器应用和断电数据保护技术；可靠性和抗干扰设计技术；系统容错设计技术；系统安全和加密技术：语音芯片应用技术；无线数据通信技术；基本功能模块设计；常用程序设计算法；典型设计实例，课程实验和课程设计的指导材料。

《基于单片机的嵌入式系统工程设计》可以用于大、中专院校计算机应用、电子信息工程、电子信息科学与技术等相关专业师生的教材或教学参考书，也可供广大从事单片机开发应用的工程技术人员参考。

作者简介窦振中，单片机与嵌入式系统应用知名学者、硕士生导师。曾于1991-1993年在美国德克萨斯州立大学做访问学者从事计算机应用研究，长期从事嵌入式系统方面的研究和教学。曾完成国内外嵌入式系统工程项目和产品设计10余项，创造逾亿的经济价值。在海内外出版著作、研究生和本科生教材、技术工具书10本。在国际IEEE出版物和国内《计算机研究与发展》、《系统工程与电子技术》、《计算机应用研究》、《单片机与嵌入式系统应用》等刊物及会议发表论文60余篇。获得省市科技进步奖6项和全国学术会议优秀论文奖等各种奖项30余项。

编辑推荐贯穿入机工程学设计思想

阐述嵌入式系统设计原理

介绍系统和设备基础知识

推广常用和核心设计技术

整合单片机应用功能模块

提供渐进式模块实验指导

分析典型嵌入式系统实例

激发提高单片机应用能力

帮助提升产品设计竞争力

目录

前言

第1篇系统设计基础知识篇

第1章嵌入式系统工程设计概论

1.1计算机应用系统的应用模式

1.1.1通用计算应用

1.1.2嵌入式系统应用

1.2微型计算机应用系统的结构组成

1.2.1非控制类通用计算应用系统结构组成及特点

1.2.2嵌入式应用系统结构组成及特点

1.3系统设计和人机工程学设计

1.3.1系统、系统设计、人工系统和人机系统

1.3.2人机工程学设计及其在嵌入式系统中的应用

1.4硬件软件的功能划分和协同设计

1.4.1计算机硬件和软件在性能上的特点及其功能划分

1.4.2硬件软件协同设计理论及其应用

1.5嵌入式系统的设备工程设计

1.5.1机箱结构和造型设计

1.5.2热设计

1.5.3电磁兼容性设计

第2章嵌入式系统的开发与设计

2.1嵌入式系统的应用模式

2.1.1嵌入式处理器

2.1.2嵌入式操作系统

2.1.3嵌入式系统单机应用解决方案

2.1.4嵌入式系统多机应用解决方案

2.2基于单片机的嵌入式系统开发

2.2.1嵌入式系统的特点

2.2.2基于单片机的嵌入式系统开发模式

2.2.3基于单片机的嵌入式系统开发过程

2.2.4嵌入式系统开发工具

2.3基于单片机的嵌入式系统设计

2.3.1嵌入式系统设计的基本指导思想

2.3.2基于单片机的嵌入式系统设计基本要求

2.3.3嵌入式系统设计方法从单片机到单片系统的演化

2.3.4设计前的准备工作和需要考虑的问题

2.3.5基于单片机的嵌入式系统设计方法

第2篇常用系统核心技术篇

第3章液晶模块驱动设计和编程技术

3.1液晶及其显示器概述

3.2点阵字符型显示模块应用技术

3.3点阵图形液晶显示模块应用技术

第4章串行总线和接口应用技术

4.1串行总线及串行接口芯片的应用技术

4.1.1常见芯片间通信的串行接口总线

4.1.2常用串行接口芯片及其应用

4.2常用设备串行接口应用

4.2.1常用设备串行接口介绍

4.2.2单片机PC机串行通信

第5章电源供给和低功耗系统设计技术

5.1电源供给技术

5.1.1电源技术概述

5.1.2嵌入式系统电源设计

5.2低功耗系统设计技术

5.2.1低功耗系统的概念及特点

5.2.2CMOS数字集成电路特点

5.2.3低功耗系统设计的基本思路

5.2.4低功耗系统设计中的8×C51

5.2.5低功耗系统中存储器的设计

5.2.6低功耗单片机系统的电源供给

第6章存储器应用和断电数据保护技术

6.1存储器应用技术

6.1.1超过地址寻址范围的大容量存储器扩展方法

6.1.2存储器兼容设计技术

6.1.3Flash存储器及其应用

6.1.4非易失性铁电随机访问存储器FRAM及其应用

6.1.5多端口RAM及其应用

6.2断电数据保护技术

第7章可靠性和抗干扰设计技术

7.1嵌入式系统的可靠性设计技术

7.1.1嵌入式系统可靠性设计概述

7.1.2可靠性设计技术及应用

7.2嵌入式系统抗干扰设计技术

7.2.1概述

7.2.2硬件的抗干扰设计

7.2.3软件的抗干扰设计

第8章系统容错设计技术

8.1硬件容错设计技术

8.2软件容错设计技术

第9章系统安全的加密技术

9.1面向用户安全性能的授权访问加密技术

9.1.1密码学和计算机加密技术

9.1.2DES加密算法

9.2保护系统知识产权的防盗版加密技术

9.2.1硬件加密技术

9.2.2软件加密技术

第10章语音芯片应用技术

10.1计算机语音技术和语音合成器件概述

10.1.1计算机语音技术

10.1.2计算机语音合成器件

10.2LSD—WInbond ISD4000系列语音芯片及其应用

第11章无线数据通信技术

11.1无线数据通信概述

11.2单点对单点无线数据通信模块PTR2000的应用

11.3多点对单点无线数据通信模块PLR8000的应用

第3篇基本功能模块设计篇

第12章单片机应用基本功能模块设计

12.1系统监控程序主程序设计

12.1.1系统监控程序的任务

12.1.2键输入方式，人机交互接口方式

12.1.3单片机监控程序典型结构框架

12.2数据采集系统设计

12.2.1概述

12.2.2数据采集系统设计

12.3频率和周期测量系统设计

12.3.1计时计数器基本原理

12.3.2单片机控制实现频率测量和周期测量原理

12.3.3用单片机测重复信号周期的接口方法

12.3.4用单片机测重复信号频率的接口方法

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

12.3.6基于单片机的频率，周期测量系统的应用

第3章常用程序设计算法

13.1常用数值计算程序设计

13.1.1定点数和浮点数运算

13.1.2插值算法

13.2常用数据处理程序设计

13.2.1标度变换

13.2.2数字滤波

13.3常用控制程序算法

13.3.1PLD控制算法

13.3.2FUZZY控制算法

第4篇应用系统实例分析篇

第14章应用系统实例分析

14.1智能型大功率电动机保护监控器

14.1.1概述

14.1.2性能特点

14.1.3功能及其性能指标设计

14.1.4测控原理

14.1.5硬件电路设计

14.1.6抗干扰设计

14.1.7操作方法

14.2基于密码控制的预付费水表

14.2.1概述

14.2.2技术指标

14.2.3功能及其性能

14.2.4关键技术

14.2.5系统组成

14.2.6设计思想和工作原理

14.2.7功能设计

14.2.8结构设计

14.2.9硬件电路设计

14.2.10软件程序设计

14.2.11可靠性设计

14.2.12防仿制设计

14.2.13防违规操作设计

第5篇模块渐进组合实践篇

第15章课程实验和课程设计

15.1课程实验

实验一单片机最小系统的硬件实现

实验二液晶模块的扩展和应用编程

实验三串行E2PROM的扩展和软件模拟I。c接口编程

实验四单片机一单片机和单片机一Pc机串行通信

实验五断电数据保护电路的设计与实现

实验六电子时钟硬件和系统监控程序设计

实验七音乐程序设计

实验八容错设计中的自诊断程序设计

15.2课程设计课题

习题和思考题

参考文献

……[看更多目录]

序言计算机发展的历史就是计算机应用的历史，计算机之所以能在所有学科中以最快速度发展，首先是由于应用需求的拉动，再加上电子信息科学与技术的推动。计算机分两大分支发展，一是以通用计算为特征的具有典型计算机形态的通用计算机，追求高速海量数值计算能力，被广泛应用于科学与工程数值计算、文字处理、知识处理、图像处理、多媒体处理、人工智能、计算机辅助设计、模拟仿真等领域：二是以嵌入式控制为特征的隐蔽计算机形态的嵌入式系统，这方面的应用则是不断渗透到各个领域，遍及科学实验、工程应用、生产实践、日常生活，几乎是无处不在。嵌入式系统是具有针对性的个性应用，追求系统实用、适用、简单、方便、容错和高性价比，而且在实时性、体积、形状、成本、功耗、可靠性、速度、工作温度范围、电磁兼容性、抗干扰能力等方面都有不同程度的特定要求。

基于单片机的嵌入式系统工程设计是一门综合性很强的学科，是从实际应用出发，以单片机应用系统为主介绍微型计算机应用系统的设计思想、方法、步骤、开发工具和一系列相关的开发实用技术。力求理论与实际紧密结合，解决尚未讨论或无法涉及的一些综合因素和系统整体问题。通过本书的学习，读者应能自行编写一般基于单片机的嵌入式系统监控管理程序以及完成构成系统的各种常用的基本设计。书中给出了较为详细的各种模块的硬件电路和软件程序供读者模仿和套用。

单片机应用和嵌入式系统设计的教材和书籍已经数以百计，但总的来说，它们的共同特点都是仅介绍嵌入式系统主体的两大部分，一是硬件电路设计，二是软件程序设计，包括作者本人在此之前出版过的六本这类书籍。但在教学和工程项目开发实践过程中，越来越体会到嵌入式系统的设计并不仅是硬件电路的设计和软件程序的设计。

我国的很多工业和民用电子产品与欧美和日本等发达国家的产品在使用舒适度和方便性上有较大的差距，从而影响产品的使用效率。嵌入式系统的硬件电路和软件程序的设计，达到一定水准后，国内与国外的差别并不大，从某种程度上看，最大的差别就是我国设计人员普遍缺乏系统设计的概念和人性化设计的理念，不注重设备适应操作者需求的细节设计，而最终恰恰是这些细节决定了很多产品在市场的竞争力。所以嵌入式系统设计师必须具备一些现代工程设计中不可或缺的概念、理念、常识和掌握相关的基本设计要求，包括系统设计、人机工程学设计、结构设计、造型设计、热设计、电磁兼容性设计、防护设计等设备工程设计，硬件和软件的功能划分和协同设计等。这是作者撰写这本书的出发点和目标，希望能把系统设计、人机工程学设计和工程设计的思想综合贯穿全书，把作者二十七年的理论教学和工程设计实践经验及体会融入书中。这正是本书与其他同类书籍的不同之处和特点。

本书不是一本单片机应用的基础教程，而是在学习了单片机原理及应用后，用于嵌入式系统工程设计提高性的实用教程和工程技术参考书。

教学采用课堂理论教学与实验室实践教学相结合的方法。实践教学采用模块化渐进组合的方法，后面的实验是在前面实验的基础上实现的，系统功能不断得到加强，最后完成一个完整的系统，还备有一些选做实验。实验有一定难度，所花时间可能稍多，首先需要学生在实验前充分预习和准备(特别是编好程序)才能完成。在完成本课程基本实验的基础上，还可以通过课程设计、毕业设计环节进一步消化和掌握单片机嵌入式系统的设计理论和技术。

文摘插图：