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第1篇　系统设计基础知识篇1

第1章 嵌入式系统工程设计概论1

1.1　计算机应用系统的应用模式1

1.1.1　通用计算应用2

1.1.2　嵌入式系统应用2

1.2　微型计算机应用系统的结构组成3

1.2.1 非控制类通用计算应用系统结构组成及特点3

1.2.2　嵌入式应用系统结构组成及特点3

1.3　系统设计和人机工程学设计4

1.3.1　系统、系统设计、人工系统和人机系统4

1.3.2　人机工程学设计及其在嵌入式系统中的应用8

1.4　硬件软件的功能划分和协同设计19

1.4.1　计算机硬件和软件在性能上的特点及其功能划分19

1.4.2　硬件软件协同设计理论及其应用21

1.5　嵌入式系统的设备工程设计23

1.5.1　机箱结构和造型设计23

1.5.2　热设计36

1.5.3　电磁兼容性设计39

第2章　嵌入式系统的开发与设计68

2.1 嵌入式系统的应用模式69

2.1.1　嵌入式处理器69

2.1.2　嵌入式操作系统76

2.1.3　嵌入式系统单机应用解决方案78

2.1.4　嵌入式系统多机应用解决方案92

2.2　基于单片机的嵌入式系统开发96

2.2.1　嵌入式系统的特点96

2.2.2　基于单片机的嵌入式系统开发模式97

2.2.3　基于单片机的嵌入式系统开发过程99

2.2.4　嵌入式系统开发工具102

2.3　基于单片机的嵌入式系统设计120

2.3.1　嵌入式系统设计的基本指导思想120

2.3.2　基于单片机的嵌入式系统设计基本要求122

2.3.3 嵌入式系统设计方法从单片机到单片系统的演化123

2.3.4　设计前的准备工作和需要考虑的问题126

2.3.5　基于单片机的嵌入式系统设计方法127

第2篇　常用系统核心技术篇151

第3章 液晶模块驱动设计和编程技术151

3.1　液晶及其显示器概述151

3.2　点阵字符型显示模块应用技术159

3.3　点阵图形液晶显示模块应用技术172

第4章 串行总线和接口应用技术187

4.1 串行总线及串行接口芯片的应用技术187

4.1.1 常见芯片间通信的串行接口总线187

4.1.2　常用串行接口芯片及其应用188

4.2　常用设备串行接口应用237

4.2.1　常用设备串行接口介绍237

4.2.2　单片机-PC机串行通信238

第5章 电源供给和低功耗系统设计技术241

5.1　电源供给技术241

5.1.1　电源技术概述241

5.1.2　嵌入式系统电源设计254

5.2　低功耗系统设计技术261

5.2.1　低功耗系统的概念及特点261

5.2.2　CMOS数字集成电路特点263

5.2.3　低功耗系统设计的基本思路264

5.2.4　低功耗系统设计中的8×C51270

5.2.5　低功耗系统中存储器的设计272

5.2.6　低功耗单片机系统的电源供给273

第6章　存储器应用和断电数据保护技术275

6.1　存储器应用技术275

6.1.1　超过地址寻址范围的大容量存储器扩展方法275

6.1.2　存储器兼容设计技术279

6.1.3　Flash存储器及其应用281

6.1.4　非易失性铁电随机访问存储器FRAM及其应用285

6.1.5　多端口RAM及其应用291

6.2　断电数据保护技术302

第7章　可靠性和抗干扰设计技术310

7.1　嵌入式系统的可靠性设计技术310

7.1.1　嵌入式系统可靠性设计概述310

7.1.2　可靠性设计技术及应用311

7.2　嵌入式系统抗干扰设计技术318

7.2.1　概述318

7.2.2　硬件的抗干扰设计320

7.2.3　软件的抗干扰设计335

第8章　系统容错设计技术343

8.1　硬件容错设计技术343

8.2　软件容错设计技术348

第9章 系统安全的加密技术356

9.1　面向用户安全性能的授权访问加密技术357

9.1.1　密码学和计算机加密技术357

9.1.2　DES加密算法358

9.2　保护系统知识产权的防盗版加密技术364

9.2.1　硬件加密技术364

9.2.2　软件加密技术368

第10章　语音芯片应用技术370

10.1　计算机语音技术和语音合成器件概述370

10.1.1　计算机语音技术370

10.1.2　计算机语音合成器件372

10.2　ISD-Winbond ISD4000系列语音芯片及其应用374

第11章　无线数据通信技术391

11.1　无线数据通信概述391

11.2　单点对单点无线数据通信模块PTR2000的应用392

11.3　多点对单点无线数据通信模块PTR8000的应用399

第3篇　基本功能模块设计篇410

第12章 单片机应用基本功能模块设计410

12.1　系统监控程序主程序设计410

12.1.1　系统监控程序的任务410

12.1.2　键输入方式／人机交互接口方式410

12.1.3　单片机监控程序典型结构框架411

12.2　数据采集系统设计421

12.2.1　概述421

12.2.2　数据采集系统设计427

12.3　频率和周期测量系统设计429

12.3.1 计时计数器基本原理429

12.3.2　单片机控制实现频率测量和周期测量原理430

12.3.3　用单片机测重复信号周期的接口方法430

12.3.4　用单片机测重复信号频率的接口方法431

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433

12.3.6　基于单片机的频率／周期测量系统的应用435

第13章 常用程序设计算法439

13.1　常用数值计算程序设计439

13.1.1　定点数和浮点数运算439

13.1.2　插值算法441

13.2　常用数据处理程序设计441

13.2.1　标度变换441

13.2.2　数字滤波442

13.3　常用控制程序算法446

13.3.1　PID控制算法446

13.3.2　FUZZY控制算法448

第4篇　应用系统实例分析篇461

第14章　应用系统实例分析461

14.1　智能型大功率电动机保护监控器461

14.1.1　概述461

14.1.2　性能特点461

14.1.3　功能及其性能指标设计462

14.1.4　测控原理462

14.1.5　硬件电路设计464

14.1.6　抗干扰设计465

14.1.7　操作方法465

14.2　基于密码控制的预付费水表467

14.2.1　概述467

14.2.2　技术指标468

14.2.3　功能及其性能468

14.2.4　关键技术468

14.2.5　系统组成469

14.2.6　设计思想和工作原理470

14.2.7　功能设计470

14.2.8　结构设计472

14.2.9　硬件电路设计473

14.2.10　软件程序设计475

14.2.11　可靠性设计476

14.2.12　防仿制设计476

14.2.13　防违规操作设计476

第5篇　模块渐进组合实践篇477

第15章　课程实验和课程设计477

15.1　课程实验477

实验一　单片机最小系统的硬件实现478

实验二　液晶模块的扩展和应用编程481

实验三　串行E2PROM的扩展和软件模拟I2C接口编程483

实验四　单片机-单片机和单片机-PC机串行通信484

实验五　断电数据保护电路的设计与实现490

实验六 电子时钟硬件和系统监控程序设计491

实验七　音乐程序设计494

实验八　容错设计中的自诊断程序设计501

15.2　课程设计课题502

习题和思考题505

参考文献508