基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计 (2008 年度畅销榜NO.11033 )

　　 本书以MCS-51单片机为基础，深入地探讨嵌入式系统设计的步骤、接口、可靠性与调试等相关问题。本书先以很少的篇幅描述MCS-51单片机的结构和指令系统，为读者建立基础，然后将重点放在嵌入式系统各部件的设计、如何保障和提高系统的可靠性、如何保障系统对恶劣环境的适应能力，以及系统如何进行调试等问题上。书中融入作者过去十余个研究项目的经验，使得内容更加工程化，对技术人员起到实际的帮助作用。

第1章 嵌入式计算机系统设计概述
1.1 嵌入式计算机系统
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 系统设计步骤
1.2.3 系统设计中应注意的问题
习题
第2章MCS-51单片机概述
2.1 MCS-51单片机的结构
2.1.1 MCS-51单片机的功能模块
2.1.2 MCS-51单片机的外部引线
2.2 MCS51单片机的内部结构
2.2.1 MCS-51单片机的CPU
2.2.2 MC~51单片机的存储器组成
， 2.2.3 MCS-51单片机的输入/输出接口
2.2.4 MCS-51单片机的中断系统
2.2.5 MCS-51单片机的定时卅数器
2.2.6 MCS-51单片机的串行接口
2.3MCS51单片机的工作时序
2.3.1 MCS-51的三种周期
2.3.2 指令执行时序
2.4MCS51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
习题
第3章MCS-51指令系统及汇编语言
3.1 概述
3.1.1 MCS-51指令编码
3.1.2 指令系统中用到的符号
3.2 寻址方式
3.2.1 立即寻址
3.2.2 直接寻址
3.2.3 寄存器寻址
3.2.4 寄存器间接寻址
3.2.5 相对寻址
3.2.6 基址加变址寻址
3.2.7 位寻址
3.3 MCS-51的指令系统
3.3.1 传送指令
3.3.2 算术运算指令
3.3.3 逻辑及移位指令
3.3.4 控制指令
3.3.5 位操作指令
3.4汇编语言程序设计
3.4.1 汇编语言的语句格式
3.4.2 伪指令
3.4。3 基本程序设计方法
3.4.4 汇编语言程序的开发过程
习题
第4章 单片机嵌入式系统的部件设计
4.1 最小系统的实现
4.1.1 由MCS-51单片机直接构成最小系统
4.1.2 利用外接ROM构成最小系统
4.2 总线负载及总线扩展
4.2.1 总线竞争的概念
4.2.2 负载的计算
4.2.3 介绍几种芯片
4.2.4 M[CS-51的总线扩展
4.2.5 扩展总线上电路板的板内驱动
4.3 内存扩展及设计
4.3.1 RAM的扩展
4.3.2 ROM的扩展
4.3.3 内存连接举例
4.4 可编程并行接口8255
4.4.1 概述
4.4.2 8255的外部引线及功能
4.4.3 8255的工作方式
4.4.4 内部控制字及状态字
4.4.5 寻址及连接
4.4.6 初始化
4.4.7 应用
4.5 键盘接口的设计
4.5.1 概述
4.5.2 简单的少量按键的接口设计
4.5.3 非编码矩阵键盘的结构
4.5.4 非编码矩阵键盘的接口设计
4.6 数码显示器接口设计
4.6.1 七段数码显示器
4.6.2 LED接口
4.6.3 工程应用
4.7 光电隔离输人输出接口设计
4.7.1 隔离的概念及意义
4.7.2 光电耦合器件
4.7.3 光电耦合器件的应用
4.8 数/模(D／A)变换器接口设计
4.8.1 D／A和A／乃变换器在测控系统中
4.8.2 D／A变换器原理
4.8.3 典型的D／A变换器芯片举例
4.9 模／数(A/D).变换器接口设计
4。9.1 A/D变换器的主要技术指标
4.9.2 典型A/D变换器芯片介绍
4.9.3 A/D变换器应用实例
4.10 串行通信接口设计
4.10.1 硬件连接
4.10.2 设计要求
4.10.3 通信程序
4.11 步进电机接口设计
4.11.1 步进电机的基本工作原理
4.11.2 脉冲分配器及驱动放大电路
4.11.3 驱动电路
4.11.4 步进电机的速度控制
4.11.5 步进电机控制接口实例
习题
第5章 嵌入式系统的软件
5.1 嵌入式系统软件的开发
5.1.1 最小系统
5.1.2 驻留监控程序
5.1.3 嵌入式系统实时操作系统内核开发
5.2 用户程序的开发
5.2.1 用户程序的基本要求
5，2.2 用户程序的开发过程
5.2.3 高级语言与汇编语言混合编程
习题
第6章 嵌入式系统的可靠性设计
6.1 概述
6.1.1 可靠性的基本指标
6.1.2 故障因素
6.2故障检测技术
6.2.1 嵌入式系统的脱机自检
6.2.2 嵌入式系统的在线故障检测
6.3 硬件可靠性设计
6.3.1 硬件故障
6.3.2 影响硬件可靠性的因素
6.3.3 硬件可靠性措施
6.4软件可靠性设计
6.4.1 软件故障的特点
6.4.2 软件可靠性指标
6.4.3 软件错误的来源
6.4.4 软件可靠性模型
6.4.5 提高软件可靠性的方法
6.5 系统的抗干扰设计
6.5.1 抗干扰的三要素
6.5.2 干扰的来源及耦合方式
6.5.3 系统的抗干扰措施
6.6 总线的有关问题
6.6.1 总线上的交叉串扰
6.6.2 总线的延时
6.6.3 总线上的反射与终端网络
6.7 可靠性的总体设计
6.7.1 设计过程
6.7.2 可靠性的分配方法
习题
第7章 系统调试与维修
7.1 测试仪器简介
7.1.1 静态测试仪器
7.1.2 动态测试仪器
7.2传统的调试方法
7.2.1 静态调试
7.2.2 动态调试
7.3 系统故障的检测与维护
7.3.1 故障诊断方法概述
7.3.2 人工诊断
7.3.3 自动诊断
习题
参考文献

计算机尤其是以微细加工技术支持的微型计算机技术飞速发展，其应用渗透到了各行各业。以单片机、嵌入式处理器、数字信号处理器(DSP)为核心的嵌入式计算机系统，以其软硬件可裁剪、高度的实时性、高度的可靠性、功能齐全、低功耗、适应面广等诸多优点而得到极为广泛的应用。而且，在新的世纪里，它们将以超过CPU增长的速度迅猛发展。可以预想，在今后的若干年里，一定是嵌入式计算机系统更加广泛深入应用的时期。 本书以国内应用广泛的MCS-51单片机为例，详细介绍嵌入式计算机系统的设计。选择MCS-51单片机是因为它比较简单，同时，也因为它在国内应用广泛。基本思路就是希望利用简单的单片机来说明复杂的嵌入式计算机系统的设计。通过书中的内容，读者可以看到，书中所描述的基本概念、基本思路和基本方法不仅可以用于基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计，而且可以用于任何一种单片机、处理器的系统设计。 编写本书的目的在于，读者在掌握了书中的内容后，能够比较顺利地设计一个小的嵌入式计算机系统。为此，书中首先介绍嵌入式计算机系统的设计步骤，以便在开始的时侯描述一个系统设计的概况，使读者了解到一个嵌入式计算机系统应当如何一步一步地设计出来。然后，按照嵌入式计算机系统的组成部分，逐章加以详细说明。主要包括单片机MCS-51的介绍，总线设计中的有关问题，内存储器的设计，各种常用外设的接口设计，操作系统及用户程序的设计，系统的可靠性设计，系统的调试等。 对于系统设计中遇到的一些重要概念和基本方法，书中将特别强调，如作者在过去的工程实践中所采用的技术和方法会出现在书中。同时，还会给出一些工程中的经验教训。 书中内容尽可能做到简单明了，提供有价值的实用技术。读者可以根据书中所提到的工程实例举一反三地解决自己所遇到的工程技术问题。 在本书的编写过程中，得到柳宝堂、李锐和刘沁的帮助与支持。在此表示感谢! 尽管作者力图把书写得好一些，能对他人有更多的参考价值。但由于水平所限，不当之处在所难免，敬请读者批评指正。