嵌入式微计算机系统：实时接口技术

译者序

前 言

第1章 基于微计算机的系统

1. 1 嵌入式计算机系统

1. 1. 1 应用

1. 1. 2 软件问题

1. 1. 3存储映像体系结构

1. 2 MC68HC05体系结构

1. 2. 1 MC68HC705J1A

1. 2. 2 MC68HC05C4

1. 2. 3 MC68HC05寄存器

1. 2. 4 MC68HC05寻址模式

1. 3 MC68HC08体系结构

1. 3. 1 MC68HC708XL36介绍

1. 3. 2 MC68HC708XL36存储映像

1. 3. 3 MC68HC08寄存器

1. 3. 4 MC68HC08寻址模式

1. 4 MC68HC11体系结构

1. 4. 1 MC68HC11家族

1. 4. 2 MC68HC11扩展模式

1. 4. 3 MC68HC11寄存器

1. 4. 4 MC68HC11寻址模式

1. 4. 5 MC68HC11 EEPROM的擦除与编程

1. 5 MC68HC12体系结构

1. 5. 1 MC68HC12家族

1. 5. 2 MC68HC12扩展模式

1. 5. 3 MC68HC12寄存器

1. 5. 4 MC68HC12寻址模式

1. 5. 5 MC68HC12 EEPBOM的擦除与编程

1. 5. 6 MC68HC912B32快EEPROM的擦除与编程

1. 6 数字逻辑与集电极开路逻辑

1. 7 初始化和访问I／O端口

1. 7. 1 I／O端口的地址和方向寄存器的基本概念

1. 7. 2 简单I／O软件

1. 7. 3 I／O示例

1. 8 微计算机选择

1. 9 词汇

1. 10 习题

第2章 软件开发

2. 1 高质量的编程

2. 1. 1 定量性能指标

2. 1. 2 定性性能指标

2. 2 内存分配

2. 3 自成文档的代码

2. 4 抽象

2. 4. 1 定义

2. 4. 2 米勒型FSM

2. 4. 3 摩尔型FSM

2. 5 模块化软件开发

2. 5. 1 模块

2. 5. 2 将软件任务划分为模块

2. 5. 3 使用汇编语言开发模块化软件的规则

2. 6 层次化软件系统

2. 7 设备驱动程序

2. 7. 1 设备驱动程序的基本概念

2. 7. 2 串行通信接口设备驱动程序

2. 8 面向对象接口

2. 8. 1 使用标准C封装的对象

2. 8. 2 使用C++的面向对象接口

2. 8. 3 使用标准C和C++的可移植性

2. 9 线程

2. 9. 1 单线程执行

2. 9. 2 多线程和重入

2. 10 递归

2. 11 调试策略

2. 11. 1 调试工具

2. 11. 2 调试理论

2. 11. 3 功能调试

2. 11. 4 性能调试

2. 11. 5 分析

2. 12 词汇

2. 13 习题

第3章 接口方法

3. 1 概述

3. 1. 1 性能分析

3. 1. 2 软件与I／O状态的同步

3. 1. 3 各种可用的I/O端口

3. 2 盲周期计数同步

3. 2. 1 盲周期打印机接口

3. 2. 2 盲周期ADC接口

3. 3 Gadfly同步或忙等待同步

3. 4 并行I／O接口示例

3. 4. 1 盲周期打印机接口

3. 4. 2 精确延时

3. 4. 3 盲周期ADC接口

3. 4. 4 使用锁存输入的Gadfly同步键盘接口

3. 4. 5 使用简单输入的Gadfly同步ADC接口

3. 4. 6 使用输入握手的Gadfly同步外部传感器接口

3. 4. 7 使用输出握手的Gadfly同步打印机接口

3. 4. 8 温度传感器的Gadfly同步串行接口

3. 5 词汇

3. 6 习题

第4章 中断同步

4. 1 中断的概念

4. 1. 1 中断的定义

4. 1. 2 中断服务程序

4. 1. 3 何时使用中断

4. 1. 4 中断线程间的通信

4. 2 可重入程序

4. 3 先进先出队列

4. 3. 1 FIFO简介

4. 3. 2 使用双指针实现FIFO队列

4. 3. 3 使用双指针/计数器实现FIFO队列

4. 3. 4 使用索引实现FIFO队列

4. 3. 5 FIFO的动态特性

4. 4 6805／6808／6811／6812中断的一般性质

4. 4. 1 6805的中断机制

4. 4. 2 6808的中断机制

4. 4. 3 6811的中断机制

4. 4. 4 6812的中断机制

4. 5 中断向量和优先级

4. 5. 1 MC6805中断向量和优先级

4. 5. 2 MC68HC708XL36中断向量和优先级

4. 5. 3 MC68HC11A8中断向量和优先级

4. 5. 4 MC68HC812A4中断向量和优先级

4. 5. 5 MC68HC912B32中断向量和优先级

4. 6外部中断设计方法

4. 7 轮询方式与向量中断的比较

4. 8 使用中断的键盘接口

4. 9 使用IRQ中断的打印机接口

4. 10 使用XIRQ同步的电源系统接口

4. 11 使用链表的中断轮询

4. 11. 1 使用链表的6811中断轮询

4. 11. 2 使用链表的6812中断轮询

4. 12 使用中断请求线实现的固定优先级

4. 13 使用XIBQ实现的固定优先级

4. 14 循环轮询

4. 15 周期轮询

4. 15. 1 使用6811 STRA的实时中断

4. 15. 2 6811 RTI

4. 15. 3 6812 RTI

4. 15. 4 6812定时器溢出中断

4. 16 词汇

4. 17 习题

第5章 线程

5. 1 多线程抢占式调度器

5. 1. 1 循环调度器

5. 1. 2 其他调度算法

5. 1. 3 线程的动态分配

5. 2 信号量

5. 2. 1 自旋锁信号量实现

5. 2. 2 阻塞信号量的实现

5. 3 信号量的应用

5. 3. 1 线程同步或同步点

5. 3. 2 资源共享. 不可重人代码或互斥

5. 3. 3 两个线程间使用邮箱进行线程通信

5. 3. 4 多个线程使用FIFO队列进行线程通信

5. 4 词汇

5. 5 习题

第6章 时钟生成和测量

6. 1 输入捕获

6. 1. 1 输入捕获的基本原则

6. 1. 2 输入捕获详解

6. 1. 3 使用输入捕获实现实时中断

6. 1. 4 周期测量

6. 1. 5 脉冲宽度测量

6. 2 输出比较

6. 2. 1 一般概念

6. 2. 2 输出比较详解

6. 2. 3 使用输出比较进行周期性中断

6. 2. 4 方波的产生

6. 2. 5 脉宽调制

6. 2. 6 延迟脉冲的产生

6. 3 频率测量

6. 3. 1 频率测量的概念

6. 3. 2 分辨率为100Hz的频率测量

6. 4 频率和周期之间的转换

6. 4. 1 使用周期测量来计算频率

6. 4. 2 使用频率测量来计算周期

6. 5 同时使用输入捕获和输出比较的测量

6. 5. 1 △P为1ms的周期测量

6. 5. 2 △f为0. 1Hz的频率测量

6. 6 词汇

6. 7 习题

第7章 串行I／O设备

7. 1 引言与定义

7. 2 RS232规范

7. 3 BS422／AppTalk／RS423／RS485平衡差分线路

7. 3. 1 BS422输出规范

7. 3. 2 RS422输人规范

7. 3. 3 RS485半双工信道

7. 4 其他通信协议

7. 4. 1 电流环路信道

7. 4. 2 调制解调器简介

7. 4. 3 光纤信道

7. 4. 4 数字逻辑信道

7. 5 串行通信接口

7. 5. 1 异步模式传送

7. 5. 2 异步模式接收

7. 5. 3 MC68HC05C8 SCI详解

7. 5. 4 MC68HC708XL36 SCI详解

7. 5. 5 MC68HC11A8 SCI详解

7. 5. 6 MC68H812A4 SCI详解

7. 6 SCI应用

7. 6. 1 SCI硬件接口

7. 6. 2 仅用于SCI接收的中断接口

7. 6. 3 仅用于SCI发送的中断接口

7. 6. 4 SCI的输入和输出中断

7. 6. 5 串口打印机接口

7. 7 使用SPI的同步发送和接收

7. 7. 1 SPI基础

7. 7. 2 MC68HC05C8 SPI详解

7. 7. 3 MC68HC708XL36 SPI详解

7. 7. 4 6811 SPI详解

7. 7. 5 6812 SPI详解

7. 7. 6 SPI应用

7. 8 词汇

7. 9 习题

第8章 并行端口接口

8. 1 输入开关和键盘

8. 1. 1 开关与计算机的接口

8. 1. 2 使用电容的硬件消抖

8. 1. 3 软件消抖

8. 1. 4 多个按键接口的基本方法

8. 1. 5 16键的电子琴

8. 1. 6 4×4扫描键盘

8. 1. 7 多路复用／多路分解扫描式键盘

8. 2 输出LED

8. 2. 1 单个LED接口

8. 2. 2 7段LED接口

8. 2. 3 扫描式7段IED连接

8. 2. 4 使用7447 7段式译码器的扫描LED接口

8. 2. 5 使用MC14489显示驱动器的集成LED接口

8. 3 液晶显示

8. 3. 1 LCD基础知识

8. 3. 2 使用MC14543的简单LCD接口

8. 3. 3 使用MC145000和MC145001的扫描LCD接口

8. 3. 4 使用HD44780控制器的并口LCD接口

8. 4 用于实现计算机控制的电流开关的晶体管

8. 5 计算机控制的继电器. 螺线管和直流电动机

8. 5. 1 继电器简介

8. 5. 2 电磁继电器基础

8. 5. 3 弹簧继电器

8. 5. 4 螺线管

8. 5. 5 脉宽调制直流电动机

8. 5. 6 电磁继电器. 螺线管和直流电动机的接口

8. 5. 7 固态继电器

8. 6 步进电机

8. 6. 1 步进电机示例

8. 6. 2 基本操作

8. 6. 3 步进电机硬件接口

8. 6. 4 步进电机轴编码器

8. 7 词汇

8. 8 习题

第9章 存储器接口

9. 1 简介

9. 2 地址译码

9. 2. 1 全译码方式

9. 2. 2 最小代价译码

9. 2. 3 地址译码中的一些特殊情况

9. 2. 4 灵活的全地址译码器

9. 2. 5 MC68HC812A4上集成的地址译码器

9. 3 时序关系表示的语法

9. 3. 1 有效时间区间和请求时间区间

9. 3. 2 时序图

9. 4 一般的存储器总线时序

9. 4. 1 同步总线时序

9. 4. 2 部分异步总线时序

9. 4. 3 全异步总线时序

9. 5 外部总线时序

9. 5. 1 同步和非同步信号

9. 5. 2 Motorola MC68HC11A8外部总线时序

9. 5. 3 Motorola MC68HC812A4外部总线时序

9. 5. 4 Motorola MC68HC912B32外部总线时序

9. 6 接口的一般方法

9. 6. 1 6811的接口设计

9. 6. 2 在扩展窄模式下的6812接口设计

9. 6. 3 在扩展宽模式下的6812接口设计

9. 7 存储器接口设计举例

9. 7. 1 32K PROM接口设计

9. 7. 2 8K RAM接口

9. 7. 3 32K 16位PROM与MC68HC812A4的接口

9. 7. 4 16位8K RAM的接口

9. 7. 5 扩展的地址数据页与MC68HC812A4的接口

9. 7. 6 扩展地址程序页与MC68HC812A4的接口

9. 8 动态RAM(DRAM)

9. 9 词汇

9. 10 习题

第10章 高速I／O接口

10. 1 速度需求

10. 2 高速I/O应用

10. 2. 1 存储设备

10. 2. 2 高速数据采集

10. 2. 3 视频显示

10. 2. 4 高速信号生成

10. 2. 5 网络通信

10. 3 高速接口的一般方法

10. 3. 1 硬件FIFO

10. 3. 2 双端口存储器

10. 3. 3 分体切换存储器

10. 4 DMA的基本原理

10. 4. 1 DMA周期

10. 4. 2 DMA初始化

10. 4. 3 突发方式与周期窃取DMA

10. 4. 4 单地址与双地址DMA

10. 4. 5 DMA编程

10. 5 MC68HC708XL36举例

10. 5. 1 DMA I/O寄存器

10. 5. 2 存储器到存储器的块传送

10. 5. 3 SCI发送

10. 5. 4 SPI接收

10. 5. 5 简单波形生成

10. 6 词汇

10. 7 习题

第11章 模拟接口

11. 1 电阻与电容

11. 1. 1 电阻

11. 1. 2 电容

11. 2 运算放大器(运放)

11. 2. 1 晶体管模型

11. 2. 2 理想运算放大器

11. 2. 3 真实运算放大器模型

11. 2. 4 运算放大器的类型

11. 2. 5 饱和属性

11. 2. 6 线性运算放大器电路的基本规则

11. 2. 7 运算放大器电路的线性模式

11. 2. 8 偏置补偿运算放大器电路

11. 2. 9 高增益运算放大器电路

11. 2. 10 电流电压转换电路

11. 2. 11 电压电流转换电路

11. 2. 12 积分电路

11. 2. 13 微分电路

11. 2. 14 滞后电压比较器

11. 3 模拟滤波器

11. 3. 1 简单的滤波器

11. 3. 2 巴特沃思滤波器

11. 3. 3 带通和带阻滤波器

11. 4 数模转换

11. 4. 1 DAC的参数

11. 4. 2 使用求和放大器实现DAC

11. 4. 3 B—2R梯形3位DAC

11. 4. 4 采用DAC8043的12位DAC

11. 4. 5 DAC器件的选择

11. 4. 6 DAC波形发生器

11. 5 模拟数字转换

11. 5. 1 ADC的参数

11. 5. 2 2位快速ADC

11. 5. 3 8位斜坡ADC

11. 5. 4 逐次逼近ADC

11. 5. 5 实现ADC的软件算法

11. 5. 6 16位双斜率ADC

11. 5. 7 ∑△ ADC

11. 5. 8 ADC接口

11. 6 采样与保持

11. 7 双极型场效应管模拟多路选择器

11. 8 ADC系统

11. 8. 1 ADC系统框图

11. 8. 2 ADC系统的电源与接地

11. 8. 3 高速CMOS模拟输入端的输入保护

11. 9 多访问循环队列

11. 10 内部ADC模块

11. 10. 1 6805的ADC系统

11. 10. 2 6808的ADC系统

11. 10. 3 6811的ADC系统

11. 10. 4 6812的ADC系统

11. 10. 5 ADC软件

11. 11 词汇

11. 12 习题

第12章 数据采集系统

12. 1 概述

12. 1. 1 准确度

12. 1. 2 分辨率

12. 1. 3 精度

12. 1. 4 可再生性或可重复性

12. 2 传感器

12. 2. 1 传感器的静态指标

12. 2. 2 传感器的动态指标

12. 2. 3 非线性传感器

12. 2. 4 位置传感器

12. 2. 5 速度测量

12. 2. 6 力传感器

12. 2. 7 温度传感器

12. 3 DAS设计

12. 3. 1 介绍和定义

12. 3. 2 使用采样定理确定采样率

12. 3. 3 确定ADC位数

12. 3. 4 模拟信号处理定义

12. 3. 5 ADC转换速度

12. 3. 6 采样保持电路(S／H)定义

12. 4 噪声分析

12. 4. 1 热噪声

12. 4. 2 散射噪声

12. 4. 3 1／f噪声或粉红噪声

12. 4. 4 传感器的局限性

12. 4. 5 磁场感应

12. 4. 6 位移电流或电容(电场)耦合

12. 4. 7 阻抗负载

12. 4. 8 CMRR

12. 4. 9 频率响应

12. 4. 10 人为移动

12. 5 数据采集系统示例分析

12. 5. 1 温度测量系统

12. 5. 2 受力测量系统

12. 5. 3 使用电子参考的热电偶接口

12. 5. 4 心跳测量

12. 5. 5 位置测量系统

12. 6 词汇

12. 7 习题

第13章 基于微计算机的控制系统

13. 1 数字控制系统概述

13. 2 开环控制系统

13. 2. 1 烤箱的开环控制

13. 2. 2 开环交通控制

13. 2. 3 开环步进控制器

13. 3 简单闭环控制系统

13. 3. 1 Bang—Bang温度控制

13. 3. 2 使用增量控制的闭环位置控制系统

13. 4 PID控制器

13. 4. 1 实现PID控制器的一般方法

13. 4. 2 速度PID控制器

13. 4. 3 PWM执行机的积分控制器

13. 4. 4 确定PID控制器参数的实验法

13. 5 模糊逻辑控制

13. 5. 1 DAC和ADC模糊控制器

13. 5. 2 PWM模糊控制器

13. 5. 3 使用模糊逻辑的温度控制器

13. 6 词汇

13. 7 习题

第14章 简单网络

14. 1 概述

14. 2 串行主从桌面总线

14. 3 使用三态缓冲的并行总线应用

14. 4 使用集电极开路逻辑的并行总线应用

14. 5 二进制同步通信

14. 6 IEEE488通用仪表总线

14. 7 小型计算机系统接口

14. 8 调制解调器通信

14. 8. 1 FSK调制解调器

14. 8. 2 相位编码调制解调器

14. 8. 3 正交振幅调制解调器

14. 9 X. 10协议

14. 10 词汇

14. 11 习题

第15章 数字滤波

15. 1 基本原理

15. 2 数字滤波器示例

15. 3 脉冲响应

15. 4 高Q值60Hz数字陷波滤波器

15. 5 时延对数字滤波器的影响

15. 6 高Q值数字高通滤波器

15. 7 低Q值数字高通滤波器

15. 8 低Q值数字低通滤波器

15. 9 数字低通滤波器

15. 10 直接形式实现

15. 11 词汇

15. 12 习题