嵌入式系統原理與應用(二版)（簡體書）

《嵌入式系統原理與應用（2版）》以嵌入式系統的開發為核心，以80C51單片機及μC/OS-Ⅱ嵌入式實時操作系統為重點講解了嵌入式技術中的處理器及外設、嵌入式實時操作系統的一般原理及使用方法。並且考慮到嵌入式系統開發的特點，強調講練結合，重要概念之後都有相應的應用指導和典型應用練習。使讀者既能夠深入地學習嵌入式系統的核心概念，也能對系統開發有一個比較全面的學習和理解。本書的主要內容：嵌入式系統概述、MCS-51單片機體系結構及特點、MCS-51單片機指令系統、MCS-51匯編程序設計及C51程序設計基礎、80C51單片機基本功能單元及其操作原理、單片機並行/串行擴展技術、嵌入式操作系統概述、嵌入式實時操作系統內核、C/OS-Ⅱ在80C51單片機上的移植、Proteus7.4軟件及Keil集成開發環境在單片機系統仿真中的應用入門、實驗指導書。《嵌入式系統原理與應用（2版）》可以作為高等理工院校自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程、電子科學與技術等相關專業學生的教材，也可供從事嵌入式系統開發、系統控制的科研人員和工程師參考。·

《嵌入式系統原理與應用(第2版)》可以作為高等理工院校自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程、電子科學與技術等相關專業學生的教材，也可供從事嵌入式系統開發、系統控制的科研人員和工程師參考。

第1章 嵌入式系統概述1.1 嵌入式系統概念1.1.1 嵌入式系統的定義1.1.2 嵌入式系統的特點1.1.3 嵌入式系統的種類1.2 嵌入式系統的組成1.2.1 嵌入式處理器1.2.2 存儲器1.2.3 外設1.3 嵌入式系統的應用1.4 嵌入式系統的發展1.4.1 硬件的發展1.4.2 嵌入式軟件的發展1.4.3 系統的發展1.5 嵌入式系統的調試方法概述1.5.1 基於主機的調試1.5.2 遠程調試器與調試內核1.5.3 ROM仿真器1.5.4 在線仿真ICE1.5.5 JTAG1.6 小結思考題第2章 MCS-51單片機體系結構及特點2.1 單片機概述2.1.1 單片機的概念2.1.2 單片機的特點及應用領域2.1.3 單片機技術的歷史及發展方向2.1.4 常用MCS-51單片機及兼容機2.1.5 單片機應用系統開發過程2.2 MCS-51系列單片機基本結構與工作原理2.2.1 單片機的典型硬件結構2.2.2 單片機結構特點2.3 單片機的中央處理器(CPU)結構2.3.1 運算器2.3.2 總線邏輯控制部件2.4 單片機存儲空間配置2.4.1 數據存儲器及其操作2.4.2 程序存儲器及其操作2.5 單片機外部特性2.5.1 單片機的引腳及功能描述2.5.2 單片機的引腳應用特性2.5.3 單片機並行I/O端口及應用特性2.6 小結思考題第3章 MCS-51單片機指令系統3.1 指令系統基礎3.1.1 指令格式與符號約定3.1.2 CPU指令時序與指令操作3.2 指令系統尋址方式3.3 指令系統分類介紹3.3.1 數據傳送指令3.3.2 算術運算類指令3.3.3 邏輯運算類指令3.3.4 控制轉移類指令3.3.5 位操作指令3.4 小結思考題第4章 MCS-51匯編程序設計及C51程序設計基礎4.1 匯編語言設計基礎4.1.1 匯編語言格式4.1.2 常用MCS-51的彙編偽指令4.1.3 匯編語言源程序的彙編4.1.4 匯編語言程序的設計過程4.2 彙編源程序的設計4.2.1 匯編語言程序的過程框架4.2.2 匯編語言程序的基本結構4.2.3 幾種常用運算及操作的匯編語言實例4.3 單片機高級語言C51程序的設計基礎4.3.1 MCS-51與C語言4.3.2 C51與標準C兼容的數據類型及存儲方式4.3.3 C51特有（與標準C不兼容）數據類型及存儲方式4.3.4 C51數據的存儲類型與MCS-51的存儲關係4.3.5 C51的指針數據類型4.3.6 C51對存儲器絕對地址和外部擴展I/O口的訪問4.3.7 C51中斷服務函數的定義方法4.3.8 MCS-51匯編語言與C51的混合編程4.3.9 C51編程實例4.4 小結思考題第5章 80C51單片機基本功能單元及其操作原理5.1 80C51中斷系統5.1.1 中斷系統基本概念5.1.2 80C51中斷系統基本結構5.1.3 80C51中斷系統相關SFR5.1.4 80C51單片機中斷自動處理過程5.1.5 80C51單片機外部中斷觸發方式的說明5.1.6 80C51單片機中斷系統應用注意事項及實例5.2 80C51的定時/計數器5.2.1 80C51定時/計數器的結構和工作原理5.2.2 80C51定時/計數器的控制5.2.3 80C51定時/計數器的工作方式5.2.4 80C51單片機定時/計數器應用注意事項及實例5.3 80C51的串行口及其應用5.3.1 計算機通信基礎5.3.2 串行通信基本概念5.3.3 RS232串行通信標準5.3.4 80C51的串行口5.3.5 80C51的串行口的基本應用5.4 小結思考題第6章 單片機並行/串行擴展技術6.1 單片機並行擴展方式6.1.1 並行I/O口與並行擴展總線6.1.2 總線方式擴展特性6.1.3 I/O擴展方式特性6.1.4 系統總線的擴展6.1.5 外部存儲器的擴展6.1.6 I/O口並行擴展非總線型外設接口6.1.7 並行數模D/A、模數A/D轉換器的擴展6.2 單片機的串行擴展方式6.2.1 串行的擴展總線與串行擴展接口6.2.2 基於移位寄存器的80C51 UART擴展技術6.3 小結思考題第7章 嵌入式操作系統概述7.1 操作系統的概念7.2 操作系統的功能和主要特徵7.2.1 操作系統的功能7.2.2 操作系統的主要特徵7.3 操作系統的結構7.3.1 操縱系統的內核7.3.2 傳統的操作系統結構模式7.3.3 現代的操作系統結構模式7.4 嵌入式實時操作系統7.4.1 嵌入式實時操作系統的特點7.4.2 嵌入式實時操作系統的發展7.4.3 嵌入式實時系統的分類7.5 商用嵌入式實時操作系統7.6 小結思考題第8章 嵌入式實時操作系統內核8.1 嵌入式實時內核的結構和功能8.1.1嵌入式實時內核的結構8.1.2 嵌入式實時內核的功能8.2 嵌入式實時內核的任務管理8.2.1 多任務機制8.2.2 任務狀態和狀態轉變8.2.3 任務調度策略8.3 嵌入式實時內核的共享代碼和重入8.4 實時內核任務間同步、互斥及通信機制8.4.1 任務之間的關係8.4.2 共享內存8.4.3 互斥訪問8.4.4 信號量8.4.5 消息隊列8.4.6 ·C/OS-Ⅱ下的事件內部數據結構8.5 ·C/OS-Ⅱ常用API用法簡介及應用實例8.5.1 任務管理類API8.5.2 信號量類API8.5.3 時間管理類API8.5.4 消息隊列管理API8.5.5 內存管理API8.5.6 μC/OS-Ⅱ常用API使用實例8.6 小結思考題第9章 ·C/OS-Ⅱ在80C51單片機上的移植9.1 ·C/OS-Ⅱ的可移植條件9.2 ·C/OS-Ⅱ的一般移植過程9.3 ·C/OS-Ⅱ在80C51上的移植步驟9.4 ·C/OS-Ⅱ在80C51上的移植時需注意的問題9.5 小結附錄A PRoteus7.4軟件及Keil集成開發環境在單片機系統仿真中的應用入門A.1 Proteus ISISA.2 Keil集成開發環境的使用快速入門A.3 小結附錄B 實驗指導書B.1 實驗一 外部中斷基礎實驗B.2 實驗二 定時器應用基礎實驗B.3 實驗三 數字頻率計實驗B.4 實驗四 串行口點對點通信實驗B.5 實驗五 存儲器擴展實驗B.6 實驗六 行列式鍵盤、4位LED顯示器綜合實驗B.7 實驗七 D/A轉換器應用實驗B.8 實驗八 溫度報警器仿真實驗B.9 實驗九 串行擴展7段LED數碼管B.10 實驗十 μC/OS-Ⅱ在80C51上的移植及應用實驗參考文獻·

④單片機中的軟件嵌入：目前單片機只提供了程序存儲空間，一般沒有駐留軟件。目標系統中所有軟件都是開發人員編寫的應用程序。隨著單片機程序存儲空間的增大，使植入一些駐留支撐或工具軟件成為可能。這些軟件可以大大提高產品開發效率，單片機中可以嵌入的駐留軟件類型主要有以下幾種。
a.實時多任務操作系統及其引導程序。如 μC/OS-Ⅱ、嵌入式Linux等，在實時操作系統的支持下，用戶可以按任務分配規范化應用程序設計，更高效地分配存儲空間，更方便地管理片上資源。
b.平臺軟件及通用模塊。可將通用子程序及函數庫如標準I/O函數、快速傅里葉變換（FFT）等，嵌入程序存儲空間，以供應用程序調用。
c.虛擬外設軟件包。用于虛擬外圍設備功能電路，如虛擬串口、虛擬SPI接口等。
d.其他由于系統診斷、管理的工具軟件。如RAM、ROM自檢程序。
⑤實現全面功耗管理：采用CMOS工藝后，單片機具有更好的低功耗性能，目前比較流行的功耗管理技術包括以下幾方面。
a.傳統的CMOS單片機的低功耗運行模式。即在系統空閑時，進入睡眠模式（Idle），由應用中斷喚醒。
b.雙時鐘技術。目前，不少單片機（如TI公司的MSP430系列）都配置有高速時鐘（主時鐘）和低速時鐘兩個時鐘系統，當有些外設或應用不需要高速時鐘時，可轉入低速時鐘運行，以降低功耗。其中低速時鐘可以有獨立的低速晶振，也可以由主時鐘通過分頻得到。
c.外圍電路的電源管理。對集成在片內的外設（如串口等）實行供電管理。在某片內外設不運行時關閉其電源。
d.低電壓節能技術。由于CMOS電路的功耗與電源電壓有關，單片機的低電壓技術除了不斷減低電源電壓外（目前已達到1.8V甚至更低的供電電壓），有些單片機或微控制器（如Inter公司的Xscale）采用了動態電壓調節技術，針對不同的系統負載及性能要求，動態調節CPU的工作電壓和頻率，從而降低功耗。