
包邮基于MCU、FPGA、RTOS的电子系统设计方法与实例

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- ISBN:9787811240740
- 装帧:暂无
- 册数:暂无
- 重量:暂无
- 开本:23cm
- 页数:暂无
- 出版时间:2000-01-01
- 条形码:9787811240740 ; 978-7-81124-074-0
本书特色
本书论述现代电子系统的设计方法,主要论述基于微控制器(MCU)、现场可编程门阵列(FPGA)、嵌入式实时操作系统(RTOS)的电子系统设计方法与实例。全书内容分为10章:电子系统设计基础;基于嵌入式实时操作系统的软件设计方法;基于FPGA电路重构技术的电子系统设计;带温度巡检功能的自动打铃器;数控直流电流源;基于MCU和FPGA的相位测量仪;基于MCU和FPGA的出租车计费系统;基于RTX51的乐曲编辑和发生器;基于RTX51的交通信号控制系统;电子系统抗干扰设计技术。. 本书实例全部来自于实际的工程项目,或者实际的电子制作,所有实例都经过了实际验证。对于每一个设计实例,不仅给出了详细的系统设计过程,而且给出了完整的系统硬件电路原理图和系统软件设计源程序代码。.. 本书可作为高等院校电子工程、通信工程、自动化、计算机应用技术、仪器仪表等学科的高年级本科生或研究生的“现代电子系统设计”课程的教材,也可作为这些专业的毕业设计参考资料和电子工程师的参考书,还可作为各类电子设计竞赛的培训教材。...
内容简介
本书论述现代电子系统的设计方法,主要论述基于微控制器(MCU)、现场可编程门阵列(FPGA)、嵌入式实时操作系统(RTOS)的电子系统设计方法与实例。全书内容分为10章:电子系统设计基础;基于嵌入式实时操作系统的软件设计方法;基于FPGA电路重构技术的电子系统设计;带温度巡检功能的自动打铃器;数控直流电流源;基于MCU和FPGA的相位测量仪;基于MCU和FPGA的出租车计费系统;基于RTX51的乐曲编辑和发生器;基于RTX51的交通信号控制系统;电子系统抗干扰设计技术。
本书实例全部来自于实际的工程项目,或者实际的电子制作,所有实例都经过了实际验证。对于每一个设计实例,不仅给出了详细的系统设计过程,而且给出了完整的系统硬件电路原理图和系统软件设计源程序代码。
本书可作为高等院校电子工程、通信工程、自动化、计算机应用技术、仪器仪表等学科的高年级本科生或研究生的“现代电子系统设计”课程的教材,也可作为这些专业的毕业设计参考资料和电子工程师的参考书,还可作为各类电子设计竞赛的培训教材。
目录
第1章电子系统设计基础. |
1.1电子系统设计流程1 |
1.1.1电子系统的概念1 |
1.1.2以MCU为核心的电子系统设计流程2 |
1.1.3以PLD为核心的电子系统设计流程2 |
1.2PCB的设计与制作方法5 |
1.2.1实验室条件6 |
1.2.2Protel99SE疑难问题及其解决方法6 |
1.2.3PCB的设计与制作步骤14 |
1.3微控制器软件开发环境22 |
1.3.1微控制器及其开发环境的选择22 |
1.3.2KeilC51μVision2集成开发环境23 |
1.4CPLD/FPGA开发环境29 |
1.4.1CPLD/FPGA芯片及其开发环境的选择29 |
1.4.2MAX+PlusⅡ开发环境30 |
1.5常用简单数字电路的VHDL程序31 |
1.5.1计数器的设计31 |
1.5.2分频器的设计33 |
1.5.3数据选择器的设计34 |
1.5.4显示译码器的设计35 |
1.5.5编码器的设计37 |
1.6本章小结38 |
第2章基于嵌入式实时操作系统的软件设计方法 |
2.1嵌入式实时操作系统的概念40 |
2.1.1嵌入式系统的概念40 |
2.1.2嵌入式实时操作系统简介41 |
2.2在电子系统设计中引入RTOS的意义42 |
2.2.1两种编程思路的比较42 |
2.2.2嵌入式应用中使用嵌入式RTOS的必要性43 |
2.2.3嵌入式操作系统环境中的应用软件设计44 |
2.2.4嵌入式操作系统环境下的应用软件调试44 |
2.3嵌入式实时操作系统RTX51介绍45 |
2.3.1RTX51的技术参数45 |
2.3.2几个概念46 |
2.3.3RTXTiny内核分析50 |
2.3.4RTXTiny内核源代码54 |
2.4基于RTX51的应用软件设计方法56 |
2.4.1目标系统需求56 |
2.4.2软件设计指导方针56 |
2.4.3任务划分的原则57 |
2.4.4应用程序的结构60 |
2.5本章小结62 |
第3章基于FPGA电路重构技术的电子系统设计 |
3.1设计任务63 |
3.2FPGA配置方案论证64 |
3.2.1方案1:采用PC机的配置方案64 |
3.2.2方案2:采用专用配置芯片的配置方案66 |
3.2.3方案3:采用单片机在线配置FPGA的配置方案67 |
3.2.4方案4:采用CPLD在线配置FPGA的配置方案68 |
3.2.5方案5:采用DSP在线配置FPGA的配置方案69 |
3.3基于SRAM的FPGA器件的配置原理69 |
3.3.1可编程逻辑器件发展概述69 |
3.3.2FPGA芯片内部电路结构可重配置技术71 |
3.3.3FPGA的配置模式71 |
3.3.4被动串行配置模式时序分析72 |
3.3.5配置文件简介75 |
3.4FPGA电路结构可重配置系统硬件设计75 |
3.4.1系统主要芯片的选择75 |
3.4.2MCU电路及存储器电路79 |
3.4.3基于FPGA的18路智力竞赛电子抢答器电路79 |
3.4.4基于FPGA的数字显示电子钟电路80 |
3.4.5系统总体硬件电路图81 |
3.5FPGA电路结构可重配置系统软件设计81 |
3.5.118路电子抢答器FPGA的VHDL程序设计及源程序83 |
3.5.2数字显示电子钟FPGA的VHDL程序设计及源程序90 |
3.5.3MCU的汇编语言程序设计及源程序94 |
3.6系统设计总结99 |
第4章带温度巡检功能的自动打铃器 |
4.1设计任务101 |
4.2方案设计与论证102 |
4.2.1键盘模块设计方案的论证与比较102 |
4.2.2显示模块设计方案的论证与比较102 |
4.2.3时钟模块.MCU模块设计方案的论证与比较103 |
4.2.4温度检测模块设计方案的论证与比较104 |
4.3理论计算104 |
4.4系统硬件设计105 |
4.4.1键盘电路105 |
4.4.2显示电路106 |
4.4.3时钟电路106 |
4.4.4测温电路107 |
4.4.5串口通信电路108 |
4.4.6自动打铃器总体电路108 |
4.5系统软件设计108 |
4.5.1主程序流程框图110 |
4.5.2调时分秒功能函数流程框图111 |
4.5.3检测DS18B20序列号功能函数流程框图111 |
4.5.4检测温度功能函数流程框图112 |
4.5.5操作DS18B20的子程序流程框图112 |
4.6系统使用说明书115 |
4.6.1键盘界面116 |
4.6.2菜单操作117 |
4.7系统源程序清单118 |
4.7.1C51语言主程序118 |
4.7.2读DS12C887程序145 |
4.7.3写DS12C887程序145 |
4.7.4键盘扫描程序146 |
4.7.5显示当前计时时间程序148 |
4.7.6显示缓冲器程序151 |
4.7.7显示菜单程序152 |
4.7.8读AT24C02程序153 |
4.7.9写AT24C02程序156 |
4.7.10检测DS18B20序列号程序159 |
4.7.11读温度值程序162 |
第5章数控直流电流源 |
5.1设计任务168 |
5.2方案设计与论证168 |
5.2.1D/A转换模块设计方案的论证与比较169 |
5.2.2恒流源模块设计方案的论证与比较170 |
5.2.3数据采集模块设计方案的论证与比较171 |
5.2.4辅助电源.主电源设计方案的论证与比较171 |
5.2.5键盘.显示器设计方案的论证与比较172 |
5.3理论计算与EWB仿真173 |
5.3.1采样电阻值的确定173 |
5.3.2D/A转换器分辨率的确定174 |
5.3.3TLC5618参考电压的确定174 |
5.3.4主电源参数的确定174 |
5.3.5用EWB进行电路仿真175 |
5.4系统硬件设计176 |
5.4.1MCU微控制器.键盘.显示器电路图176 |
5.4.2D/A转换模块.恒流源模块的电路图176 |
5.4.3数据采集模块的电路图..179 |
5.4.4辅助电源.主电源的电路图180 |
5.5系统软件设计181 |
5.5.1主程序流程框图181 |
5.5.2设置输出电流给定值程序流程框图182 |
5.5.3设置电流步进值程序流程框图182 |
5.5.4键盘扫描程序流程框图182 |
5.6系统测试方法与结果分析184 |
5.6.1测试使用的仪器184 |
5.6.2恒流特性的测试184 |
5.6.3电流步进值为1mA的测试185 |
5.6.4纹波电流的测试185 |
5.6.5负载输出电流范围的测试186 |
5.6.6输出电压的测试186 |
5.6.71~99mA内任意电流步进值设置功能的测试186 |
5.6.8测试结果分析187 |
5.7系统使用说明书188 |
5.7.1键盘界面188 |
5.7.2菜单操作189 |
5.8系统源程序清单189 |
5.8.1C51语言主程序190 |
5.8.2键盘扫描程序202 |
5.8.3写TLC5618程序204 |
5.8.4读MC14433程序205 |
5.8.5显示缓冲器程序206 |
第6章基于MCU和FPGA的相位测量仪 |
6.1设计任务208 |
6.2设计方案论证208 |
6.2.1方案1:以MCU为核心的实现方案209 |
6.2.2方案2:以MCU与FPGA相结合的实现方案214 |
6.3系统硬件设计215 |
6.3.1输入电路的设计216 |
6.3.2MCU电路的设计217 |
6.3.3FPGA电路的设计218 |
6.3.4显示模块的设计219 |
6.3.5相位测量仪总体电路219 |
6.4系统软件设计222 |
6.4.1FPGA的VHDL程序设计及源程序222 |
6.4.2MCU的汇编语言程序设计及源程序227 |
6.5系统设计总结244 |
6.5.1整形电路对系统的影响244 |
6.5.2改进的设计方案244 |
第7章基于MCU和FPGA的出租车计费系统 |
7.1设计任务246 |
7.2方案设计与论证247 |
7.2.13种不同的设计方案247 |
7.2.2方案比较与选择248 |
7.3系统硬件设计249 |
7.3.1AVR单片机的选择249 |
7.3.2MCU电路.键盘及显示电路的设计252 |
7.3.3FPGA电路的设计253 |
7.3.4脉冲信号发生电路的设计254 |
7.3.5系统硬件总体电路图255 |
7.3.6PCB的设计与实物制作255 |
7.4系统软件设计257 |
7.4.1FPGA的程序设计思路258 |
7.4.2FPGA的VHDL源程序清单及其仿真波形260 |
7.4.3AVR单片机开发方法简介271 |
7.4.4AVR单片机C语言程序设计思路279 |
7.4.5AVR单片机C语言源程序清单282 |
7.5系统设计总结297 |
第8章基于RTX51的乐曲编辑和发生器 |
8.1设计任务299 |
8.2方案设计与论证299 |
8.2.1以FPGA为核心的实现方案299 |
8.2.2以MCU为核心的实现方案300 |
8.3系统硬件设计300 |
8.3.1系统硬件电路原理图301 |
8.3.2人机交互界面301 |
8.4系统软件设计303 |
8.4.1乐曲的表示方法303 |
8.4.2编辑乐曲的软件实现方法305 |
8.4.3播放乐曲的软件实现方法307 |
8.4.4系统软件流程框图308 |
8.5系统源程序清单309 |
8.5.1用户应用程序309 |
8.5.2读AT24C02程序321 |
8.5.3写AT24C02程序324 |
8.5.4键盘扫描程序326 |
8.5.5实时操作系统RTX51Tiny内核程序328 |
8.6系统设计总结328 |
第9章基于RTX51的交通信号控制系统 |
9.1设计任务329 |
9.2方案设计与论证329 |
9.2.1十字交叉路口交通信号简介329 |
9.2.2以CPLD为核心的实现方案331 |
9.2.3以MCU为核心的实现方案331 |
9.3系统硬件设计331 |
9.3.1交通信号灯控制电路图331 |
9.3.2自适应倒计时器硬件电路图333 |
9.4系统软件设计334 |
9.4.1交通信号灯控制电路的软件设计334 |
9.4.2自适应倒计时器的软件设计335 |
9.5系统源程序清单338 |
9.5.1交通信号灯控制电路的微控制器源程序338 |
9.5.2自适应倒计时器的微控制器源程序341 |
9.6系统设计总结349 |
第10章电子系统抗干扰设计技术 |
10.1概述350 |
10.1.1电子系统的电磁兼容性350 |
10.1.2程序失控(跑飞)的概念355 |
10.1.3电子系统的可靠性与可靠性设计356 |
10.2电子系统硬件抗干扰设计技术357 |
10.2.1系统方案设计中的抗干扰设计原则357 |
10.2.2器件选择的抗干扰设计技术358 |
10.2.3PCB的抗干扰设计技术360 |
10.2.4电子系统接地技术365 |
10.2.5硬件看门狗设计技术369 |
10.3电子系统软件抗干扰设计技术374 |
10.3.1指令冗余设计技术375 |
10.3.2软件陷阱设计技术375 |
10.3.3软件看门狗设计技术381 |
10.3.4基于RTOS的软件设计技术387 |
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