嵌入式計算機智能系統(tǒng)設(shè)計

目錄
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 計算機應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 1
1.3 計算機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與特點 2
1.3.1 計算機系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 2
1.3.2 微型計算機系統(tǒng)的組成及工作過程 3
1.3.3 計算機系統(tǒng)的主要特點 6
1.4 學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容與方法 7
參考文獻 7
第2章 嵌入式計算機智能系統(tǒng)中的微處理器 8
2.1 嵌入式計算機智能系統(tǒng)中的微處理器選擇 8
2.2 MCS-51系列單片機 10
2.2.1 MCS-51系列單片機簡介 10
2.2.2 MCS-51系列單片機結(jié)構(gòu) 11
2.2.3 MCS-51微處理器 13
2.3 PIC系列單片機 14
2.4 MSP430系列單片機 18
2.5 ARM系列嵌入式系統(tǒng)微處理器 21
2.6 數(shù)字信號處理器 25
參考文獻 28
第3章 系統(tǒng)輸入/輸出通道 29
3.1 模擬輸入通道 29
3.1.1 模擬輸入通道的基本類型與組成結(jié)構(gòu) 29
3.1.2 傳感器的選用 31
3.1.3 調(diào)理電路的參數(shù)設(shè)計和選擇 33
3.1.4 采集電路的參數(shù)設(shè)計和選擇 40
3.2 模擬輸出通道 52
3.2.1 模擬輸出通道的基本理論 52
3.2.2 模擬輸出通道的基本結(jié)構(gòu) 57
3.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用 60
3.3 開關(guān)量輸入/輸出通道 64
3.3.1 開關(guān)量輸入通道的結(jié)構(gòu) 64
3.3.2 開關(guān)量輸出通道的結(jié)構(gòu) 66
3.3.3 開關(guān)量輸入/輸出通道設(shè)計實例 69
3.4 通道接口級聯(lián)設(shè)計問題 74
3.4.1 電氣性能的相互匹配 74
3.4.2 信號耦合與時序配合 75
3.4.3 電平轉(zhuǎn)換接口 77
3.5 通道接口驅(qū)動與應(yīng)用問題 82
3.5.1 芯片功能簡介 82
3.5.2 應(yīng)用 85
參考文獻 87
第4章 數(shù)據(jù)采集接口設(shè)計 88
4.1 概述 88
4.2 測量放大器設(shè)計 88
4.2.1 測量放大器概述 88
4.2.2 測量放大器電路原理 89
4.2.3 測量放大器的技術(shù)指標(biāo) 89
4.3 模擬多路切換器 90
4.3.1 概述 90
4.3.2 集成CMOS模擬多路開關(guān) 91
4.3.3 選擇集成MUX產(chǎn)品 91
4.3.4 多路開關(guān)集成芯片 92
4.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換器及接口 93
4.5 逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器及接口 95
4.5.1 逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換原理 95
4.5.2 ADC0809 96
4.5.3 ADC0809與8031的接口 97
4.6 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器及接口 100
4.6.1 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換原理 100
4.6.2 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換芯片 102
4.7 ∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換器及接口 106
4.7.1 ∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換器基本原理 106
4.7.2 MAXIM的新型∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換器 109
4.8 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 110
參考文獻 118
第5章 模擬量與開關(guān)量（數(shù)字量）輸出通道設(shè)計 120
5.1 模擬量輸出與接口 120
5.1.1 信號調(diào)理電路 121
5.1.2 多路轉(zhuǎn)換器和反多路轉(zhuǎn)換器 122
5.1.3 采樣與量化 122
5.2 D/A轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用 126
5.2.1 D/A轉(zhuǎn)換器 126
5.2.2 D/A轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用 129
5.3 開關(guān)量（數(shù)字量）輸出與接口 131
5.3.1 開關(guān)量輸入回路 131
5.3.2 開關(guān)量輸出回路 131
5.4 半導(dǎo)體存儲器接口的基本技術(shù) 132
5.4.1 半導(dǎo)體存儲器的分類 132
5.4.2 半導(dǎo)體存儲器的主要技術(shù)指標(biāo) 133
5.4.3 三種常用半導(dǎo)體存儲器芯片簡介 135
5.5 16位、32位系統(tǒng)中的內(nèi)存儲器接口 140
5.5.1 16位微機系統(tǒng)中的內(nèi)存儲器接口 140
5.5.2 32位微機系統(tǒng)中的內(nèi)存儲器接口 142
參考文獻 146
第6章 系統(tǒng)外設(shè)處理接口技術(shù) 147
6.1 鍵盤接口技術(shù) 147
6.1.1 鍵盤的分類 147
6.1.2 鍵盤的結(jié)構(gòu)和工作原理 148
6.1.3 *立式鍵盤接口、行列式鍵盤接口及鍵盤程序 151
6.1.4 行列式鍵盤接口及鍵盤程序 152
6.2 LED顯示接口技術(shù) 154
6.2.1 LED概述 154
6.2.2 7段LED數(shù)碼管 155
6.2.3 點陣LED顯示接口技術(shù) 157
6.3 通用鍵盤/顯示器接口芯片HD7279A 159
6.3.1 接口芯片HD7279A 159
6.3.2 串行接口 159
6.4 LCD顯示接口技術(shù) 163
6.4.1 LCD概述 163
6.4.2 LCD顯示器的工作原理和性能特點 164
6.4.3 LCD顯示器接口及程序 165
6.5 打印接口技術(shù) 168
6.5.1 GP16微型打印機結(jié)構(gòu)及接口信號 169
6.5.2 GP16的打印命令和工作方式 169
6.5.3 MCS-51單片機和GP16的接口 171
6.6 觸摸屏接口技術(shù) 174
6.6.1 觸摸屏工作原理 174
6.6.2 電阻式觸摸屏應(yīng)用 175
6.6.3 觸摸屏接口芯片功能特性 176
參考文獻 176
第7章 系統(tǒng)中的通信接口 177
7.1 數(shù)字通信基礎(chǔ) 177
7.2 串行通信接口 178
7.2.1 RS-232C標(biāo)準(zhǔn) 179
7.2.2 8251A串行通信接口 183
7.2.3 MCS-51單片機與IBM-PC的數(shù)據(jù)通信 191
7.2.4 RS-422與RS-423標(biāo)準(zhǔn) 195
7.3 并行通信接口 196
7.4 USB通用串行通信接口 204
7.5 以太網(wǎng)通信接口 210
7.6 現(xiàn)場CAN總線通信接口 210
7.7 藍牙通信接口 217
7.7.1 技術(shù)特點 217
7.7.2 系統(tǒng)組成 218
7.7.3 藍牙的應(yīng)用 218
參考文獻 218
第8章 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理 219
8.1 量程切換 219
8.2 標(biāo)度變換 221
8.2.1 模擬顯示的標(biāo)度變換 222
8.2.2 數(shù)字顯示的標(biāo)度變換 223
8.2.3 線性通道的標(biāo)度變換 223
8.2.4 非線性通道的標(biāo)度變換 225
8.3 零位和靈敏度的誤差校正 226
8.4 非線性校正 227
8.4.1 查表法 228
8.4.2 插值法 228
8.4.3 擬合法 235
8.5 數(shù)字濾波技術(shù) 239
參考文獻 244
第9章 系統(tǒng)的抗干擾技術(shù) 245
9.1 噪聲干擾的形成 245
9.1.1 噪聲源 245
9.1.2 噪聲的耦合方式 246
9.1.3 噪聲的干擾模式 248
9.2 硬件抗干擾技術(shù) 250
9.2.1 接地技術(shù) 250
9.2.2 屏蔽技術(shù) 256
9.2.3 長線傳輸?shù)母蓴_及抑制 257
9.2.4 共模干擾抑制 259
9.2.5 差模干擾的抑制 264
9.2.6 供電系統(tǒng)抗干擾 266
9.2.7 印刷電路板抗干擾 268
9.3 軟件抗干擾技術(shù) 272
9.3.1 軟件冗余技術(shù) 273
9.3.2 軟件陷阱技術(shù) 276
9.3.3 “看門狗”技術(shù) 280
9.3.4 故障自動恢復(fù)處理程序 284
9.4 硬件故障的自檢 288
參考文獻 288
第10章 系統(tǒng)的設(shè)計及實例 289
10.1 應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計要求及原則 289
10.2 應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計研制過程 290
10.3 總體設(shè)計 291
10.4 硬件設(shè)計 293
10.4.1 元器件的選擇 293
10.4.2 電路設(shè)計 296
10.4.3 硬件電路研制過程 296
10.5 軟件設(shè)計 298
10.5.1 軟件研制過程 298
10.5.2 軟件設(shè)計的依據(jù)—系統(tǒng)定義 300
10.5.3 軟件設(shè)計方法 301
10.5.4 軟件的測試和運行 303
10.6 設(shè)計實例 304
10.6.1 電冰箱溫度測控系統(tǒng)設(shè)計 304
10.6.2 防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 307
參考文獻 312
第11章 智能車路協(xié)同系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 313
11.1 概述 313
11.2 系統(tǒng)總體設(shè)計 313
11.3 智能車載終端 314
11.4 智能路側(cè)終端 316
11.5 高精定位基站 318
11.6 交通環(huán)境檢測傳感器 321
11.7 車路協(xié)同運行監(jiān)測系統(tǒng) 321
11.8 試驗場景測試與分析 321
參考文獻 327