第1章 嵌入式系统简介

1.1 嵌入式系统的含义

1.2 对比嵌入式系统与通用计算系统

1.3 嵌入式系统的发展历程

1.4 嵌入式系统的分类

1.4.1 基于时代的分类

1.4.2 基于复杂度和性能的分类

1.5 嵌入式系统的主要应用领域

1.6 嵌入式系统的用途

1.6.1 数据采集、数据存储与数据显示

1.6.2 数据通信

1.6.3 数据（信号）处理

1.6.4 监测

1.6.5 控制

1.6.6 专用用户界面

1.7 adidas公司推出的智能跑鞋嵌入式技术与生活方式的创新结合

1.8 本章小结

1.9 重要术语

1.10 课后习题

1.11 复习题

第2章 典型的嵌入式系统

2.1 嵌入式系统的内核

2.1.1 通用处理器与专用处理器

2.1.2 专用集成电路

2.1.3 可编程逻辑器件

2.1.4 商用现货

2.2 存储器

2.2.1 程序存储器

2.2.2 读-写存储器/随机存取存储器

2.2.3 基于接口类型的存储器分类

2.2.4 存储器映射

2.2.5 嵌入式系统中的存储器选型

2.3 传感器与激励器

2.3.1 传感器

2.3.2 激励器

2.3.3 i/o子系统

2.4 通信接口

2.4.1 板上通信接口

2.4.2 外部通信接口

2.5 嵌入式固件

2.6 系统其他元件

2.6.1 复位电路

2.6.2 欠压保护电路

2.6.3 振荡器

2.6.4 实时时钟

2.6.5 看门狗定时器

2.7 pcb与无源元件

2.8 本章小结

2.9 重要术语

2.10 课后习题

2.11 复习题

2.12 实验练习题

第3章 嵌入式系统的特征与质量属性

3.1 嵌入式系统的特征

3.1.1 面向特定应用和特定领域

3.1.2 反馈与实时性

3.1.3 能够在恶劣环境中工作

3.1.4 分布式

3.1.5 尺寸小、重量轻

3.1.6 低功耗、节能

3.2 嵌入式系统的质量属性

3.2.1 工作模式下的质量属性

3.2.2 非工作模式下的质量属性

3.3 本章小结

3.4 重要术语

3.5 课后习题

3.6 复习题

第4章 嵌入式系统面向特定应用与特定领域

4.1 洗衣机 面向特定应用的嵌入式系统

4.2 汽车 面向特定领域的嵌入式系统

4.2.1 汽车嵌入式系统工作的内部情况

4.2.2 汽车通信总线

4.2.3 汽车嵌入式市场上的主流厂商

4.3 本章小结

4.4 重要术语

4.5 课后习题

4.6 复习题

第5章 使用8位微控制器8051设计嵌入式系统

5.1 控制器选型时需要考虑的因素

5.1.1 功能集合

5.1.2 运行速度

5.1.3 代码存储空间

5.1.4 数据存储空间

5.1.5 开发环境支持

5.1.6 可用性

5.1.7 功耗

5.1.8 成本

5.2 选用8051微控制器的原因

5.3 基于8051的设计

5.3.1 8051的基本架构

5.3.2 存储器结构

5.3.3 寄存器

5.3.4 振荡器

5.3.5 端口

5.3.6 中断

5.3.7 8051中断系统

5.3.8 定时器

5.3.9 串口

5.3.10 复位电路

5.3.11 省电节能模式

5.4 8052微控制器

5.5 8051/52的衍生产品

5.5.1 atmel公司的at89c51rd2/ed2

5.5.2 maxim公司的ds80c320/ds80c323

5.6 本章小结

5.7 重要术语

5.8 课后习题

5.9 复习题

5.10 实验练习题

第6章 基于8051微控制器的编程

6.1 8051支持的各种寻址模式

6.1.1 直接寻址

6.1.2 间接寻址

6.1.3 寄存器寻址

6.1.4 立即寻址

6.1.5 索引寻址

6.2 8051指令集

6.2.1 数据传输指令

6.2.2 算术运算指令

6.2.3 逻辑指令

6.2.4 布尔运算指令

6.2.5 程序控制转移指令

6.3 本章小结

6.4 重要术语

6.5 课后习题

6.6 复习题

6.7 实验练习题

第7章 软硬件协同设计与程序建模

7.1 软硬件协同设计的基本概念

7.2 嵌入式设计的计算模型

7.2.1 数据流程图模型

7.2.2 控制数据流程图

7.2.3 状态机模型

7.2.4 顺序程序模型

7.2.5 并发处理模型/通信处理模型

7.2.6 面向对象模型

7.3 统一建模语言简介

7.3.1 uml构建块

7.3.2 uml工具

7.4 软硬件权衡

7.5 本章小结

7.6 重要术语

7.7 课后习题

7.8 复习题

7.9 实验练习题

第2部分 嵌入式产品的设计与开发

第8章 嵌入式硬件设计与开发

8.1 模拟电子元件

8.2 数字电子元件

8.2.1 集电极开路与三态输出

8.2.2 逻辑门

8.2.3 缓冲器

8.2.4 锁存器

8.2.5 译码器

8.2.6 编码器

8.2.7 多路复用器

8.2.8 多路输出选择器

8.2.9 组合电路

8.2.10 时序电路

8.3 vlsi与集成电路设计

8.4 电子设计自动化工具

8.5 orcad eda工具的用法

8.6 使用orcad的capture cis 工具实现电路图设计

8.6.1 电路图绘制窗口

8.6.2 电路图绘图工具

8.6.3 电路图绘制明细

8.6.4 创建元件编号

8.6.5 设计规则检查

8.6.6 创建材料清单

8.6.7 创建网表

8.7 pcb布局布线设计

8.7.1 布局布线构建块

8.7.2 使用orcad布局布线工具完成布局布线设计

8.7.3 pcb布局布线准则

8.8 印刷电路板制造

8.8.1 各种类型的pcb

8.8.2 pcb制造方法

8.8.3 pcb设计完成后，电路板外形及其调试测试

8.9 本章小结

8.10 重要术语

8.11 课后习题

8.12 复习题

8.13 实验练习题

第9章 嵌入式固件设计与开发

9.1 嵌入式固件设计方法

9.1.1 基于超循环的方法

9.1.2 基于嵌入式操作系统的方法

9.2 嵌入式固件开发语言

9.2.1 基于汇编语言的开发

9.2.2 基于高级语言的开发

9.2.3 汇编语言与高级语言混合编程

9.3 嵌入式c编程

9.3.1 对比c语言与嵌入式c语言

9.3.2 对比编译器与交叉编译器

9.3.3 在嵌入式c编程中使用c语言

9.4 本章小结

9.5 重要术语

9.6 课后习题

9.7 复习题

9.8 实验练习题

第10章 基于实时操作系统的嵌入式系统设计

10.1 操作系统基础知识

10.2 操作系统分类

10.2.1 通用操作系统

10.2.2 实时操作系统

10.3 任务、进程与线程

10.3.1 进程

10.3.2 线程

10.4 多处理与多任务

10.5 任务调度

10.5.1 非抢占式调度

10.5.2 抢占式调度

10.6 结合使用线程、进程与调度

10.7 任务通信

10.7.1 存储器共享

10.7.2 消息传递

10.7.3 远程过程调用与套接字

10.8 任务同步

10.8.1 任务通信/同步问题

10.8.2 任务同步技术

10.9 设备驱动程序

10.10 选择rtos的方法

10.10.1 功能性需求

10.10.2 非功能性需求

10.11 本章小结

10.12 重要术语

10.13 课后习题

10.14 复习题

10.15 实验练习题

第11章 基于vxworks与microc/os-iirtos的嵌入式系统设计简介

11.1 vxworks

11.1.1 任务创建与管理

11.1.2 任务调度

11.1.3 内核服务

11.1.4 任务间通信

11.1.5 任务同步与互斥

11.1.6 中断处理

11.1.7 监控任务执行的看门狗

11.1.8 定时与定时基准

11.1.9 vxworks开发环境

11.2 microc/os-ii

11.2.1 任务创建与管理

11.2.2 内核函数与初始化

11.2.3 任务调度

11.2.4 任务间通信

11.2.5 互斥与任务同步

11.2.6 定时与定时基准

11.2.7 存储器管理

11.2.8 中断处理

11.2.9 microc/os-ii开发环境

11.3 本章小结

11.4 重要术语

11.5 课后习题

11.6 复习题

11.7 实验练习题

第12章 嵌入式硬件与固件的集成与测试

12.1 硬件与固件的集成

12.1.1 离线编程

12.1.2 在系统编程

12.1.3 在应用编程

12.1.4 使用厂家编程芯片

12.1.5 对基于操作系统的器件实现固件加载

12.2 电路板加电

12.3 本章小结

12.4 重要术语

12.5 复习题

第13章 嵌入式系统开发环境

13.1 集成开发环境

13.1.1 基于8051的keil&muvision3

13.1.2 嵌入式系统开发ide概述

13.2 交叉编译过程中生成的各种文件

13.2.1 列表文件（.lst）

13.2.2 预处理器输出文件

13.2.3 目标文件（.obj）

13.2.4 map文件（.map）

13.2.5 hex文件（.hex）

13.3 反汇编器与反编译器

13.4 模拟器、仿真器与调试

13.4.1 模拟器

13.4.2 仿真器与调试器

13.5 目标硬件调试

13.5.1 放大镜

13.5.2 万用表

13.5.3 数字cro

13.5.4 逻辑分析仪

13.5.5 函数生成器

13.6 边界扫描

13.7 本章小结

13.8 重要术语

13.9 课后习题

13.10 复习题

13.11 实验练习题

第14章 产品外壳设计与开发

14.1 产品外壳设计工具

14.2 产品外壳开发技术

14.2.1 外壳手工设计

14.2.2 快速原型开发

14.2.3 加工与制模

14.2.4 金属薄板

14.2.5 商用现货外壳

14.3 本章小结

14.4 重要术语

14.5 课后习题

14.6 复习题

第15章 嵌入式产品开发生命周期

15.1 edlc的含义

15.2 edlc的作用

15.3 edlc的目标

15.3.1 保障产品质量

15.3.2 通过管理降低风险并预防缺陷

15.3.3 提高生产效率

15.4 edlc的各个阶段

15.4.1 需求

15.4.2 概念成型

15.4.3 分析

15.4.4 设计

15.4.5 开发与测试

15.4.6 部署

15.4.7 支持

15.4.8 升级

15.4.9 退市

15.5 edlc方法（edlc建模）

15.5.1 线性/瀑布模型

15.5.2 迭代/增量模型（也称为喷泉模型）

15.5.3 原型/演化模型

15.5.4 螺旋模型

15.6 本章小结

15.7 重要术语

15.8 课后习题

15.9 复习题

第16章 嵌入式产业发展趋势

16.1 嵌入式系统处理器发展趋势

16.1.1 片上系统

16.1.2 多核处理器/片上多处理器

16.1.3 可重构处理器

16.2 嵌入式操作系统发展趋势

16.3 开发语言发展趋势

16.3.1 基于java的嵌入式开发

16.3.2 基于.net cf的嵌入式开发

16.4 开放式标准、框架与联盟

16.4.1 开放式移动联盟

16.4.2 开放式手机联盟

16.4.3 android

16.4.4 openmoko

16.5 瓶颈

16.5.1 存储器性能

16.5.2 缺少标准或标准执行力度不够

16.5.3 缺少专业的人力资源

附录a pic系列微控制器、avr系列微控制器、arm处理器简介

附录b 设计案例研究

参考文献

第1 章 ARM 嵌入式系统概述 1

1.1 嵌入式系统简介 1

1.1.1 嵌入式系统定义及特征 1

1.1.2 嵌入式系统发展 1

1.1.3 嵌入式系统应用 2

1.2 ARM 处理器 3

1.2.1 ARM 处理器分类 3

1.2.2 ARM Cortex 处理器 4

1.2.3 ARM Cortex - M3 处理器 5

1.3 STM32F10x 系列微控制器 6

1.3.1 STM32 微控制器分类 6

1.3.2 STM32F10x 处理器内部结构 7

1.3.3 STM32 系列处理器的优点 8

1.3.4 STM32 处理器开发工具 9

思考与练习 9

第2 章 STM32 单片机结构和最小系统 11

2.1 STM32F103 微控制器外部结构 11

2.2 STM32F103 总线和存储器结构 13

2.2.1 总线结构 13

2.2.2 存储器结构和映射 14

2.2.3 位带 17

2.3 时钟电路、复位电路、启动配置 20

2.3.1 时钟控制 20

2.3.2 复位 22

2.3.3 启动配置 23

2.4 最小系统设计 23

思考与练习 27

第3 章 基于标准外设库的C 语言程序设计基础 28

3.1 嵌入式C 语言基础 28

3.1.1 文件结构 28

3.1.2 程序版式 29

3.1.3 C 语言知识精编 30

3.2 CMSIS---Cortex - M3 微控制器软件接口标准 42

3.2.1 CMSIS 概述 42

3.2.2 STM32F10x 标准外设库 43

3.3 基于MDK 的STM32 开发 47

3.3.1 Keil MDK 概述 47

3.3.2 开发过程 47

思考与练习 52

第4 章 STM32 单片机通用输入输出GPIO 53

4.1 STM32F10x 的输入输出基本结构 53

4.2 GPIO 相关功能寄存器 54

4.3 STM32F10x 的IO 口功能特点 57

4.3.1 通用功能输入输出GPIO 58

4.3.2 复用功能输入输出AFIO 58

4.3.3 外部中断/唤醒线 58

4.4 STM32F10x 的输入输出配置 59

4.4.1 GPIO 输入配置 59

4.4.2 GPIO 输出配置 60

4.4.3 复用功能配置 61

4.4.4 模拟输入配置 61

4.4.5 外设的GPIO 配置 62

4.5 GPIO 应用设计 64

4.5.1 GPIO 常用库函数 64

4.5.2 GPIO 使用流程 75

4.5.3 GPIO 应用实例 75

思考与练习 78

第5 章 STM32 单片机外部中断 79

5.1 中断的相关概念 79

5.2 STM32F103 中断系统组成 80

5.2.1 中断源 80

5.2.2 中断向量 80

5.2.3 中断控制器 83

5.2.4 相关功能寄存器 85

5.3 中断控制 88

5.3.1 中断屏蔽控制 88

5.3.2 中断优先级控制 88

5.4 中断执行过程和中断嵌套 89

5.5 STM32 外部中断应用设计 90

5.5.1 STM32 外部中断常用的库函数 90

5.5.2 STM32 中断的设计 100

5.5.3 外部中断应用实例 105

思考与练习 108

第6 章 STM32 通用定时器 110

6.1 STM32 定时器的组成结构 110

6.1.1 STM32 定时器概述 110

6.1.2 STM32 通用定时器的结构特性 112

6.2 通用定时器相关寄存器 114

6.3 通用定时器的功能及工作方式 127

6.3.1 时钟的选择 127

6.3.2 时基单元 130

6.3.3 计数模式 131

6.4 通用定时器应用设计 133

6.4.1 通用定时器常用库函数 133

6.4.2 通用定时器使用流程 143

6.4.3 定时器设计实例 145

思考与练习 148

第7 章 STM32 通用同步/异步收发器USART 150

7.1 串行通信基础 150

7.1.1 串行通信与并行通信 150

7.1.2 串行通信方式 150

7.1.3 串行通信的数据传输形式 151

7.1.4 波特率 151

7.2 STM32 的USART 的结构特性 151

7.3 USART 相关寄存器 153

7.4 STM32 串行通信的工作方式 162

7.4.1 数据发送和接收 162

7.4.2 多处理器通信 163

7.4.3 其他方式 164

7.5 USART 应用设计 167

7.5.1 USART 常用库函数 167

7.5.2 USART 使用流程 174

7.5.3 STM32 与上位机通信设计实例 175

7.6 串行通信接口抗干扰设计 178

7.6.1 TTL 电平通信接口 179

7.6.2 标准串行通信接口RS -232C 179

7.6.3 RS -485 双机通信接口 180

思考与练习 180

第8 章 直接存储器存取DMA 181

8.1 DMA 简介 181

8.2 STM32 的DMA 结构 181

8.3 DMA 相关寄存器 183

8.4 DMA 的工作过程 187

8.5 DMA 应用设计 189

8.5.1 DMA 常用库函数 189

8.5.2 DMA 使用流程 198

8.5.3 DMA 数据传输应用实例 200

思考与练习 206

第9 章 STM32 的模数转换器ADC 208

9.1 STM32 应用系统输入输出通道 208

9.2 ADC 的性能指标 209

9.3 STM32 的ADC 的特性与结构 211

9.4 ADC 相关寄存器 213

9.5 ADC 的工作模式控制 223

9.5.1 开关、时钟及通道 223

9.5.2 模式控制 224

9.5.3 中断和DMA 225

9.5.4 其他功能 225

9.6 ADC 应用设计 227

9.6.1 ADC 常用库函数 227

9.6.2 ADC 使用流程 238

9.6.3 STM32 的ADC 电压采集实例 239

思考与练习 245

第10 章 STM32 的集成电路总线I2C 246

10.1 I2C 总线概述 246

10.1.1 I2C 总线特点 246

10.1.2 I2C 总线标准的发展 247

10.1.3 I2C 总线术语 247

10.2 I2C 总线原理 247

10.2.1 I2C 硬件构成 247

10.2.2 位传输 248

10.2.3 数据传输格式 249

10.3 STM32 的I2C 的特性和结构 251

10.4 STM32 的I2C 相关功能寄存器 253

10.5 STM32 的I2C 的通信实现 263

10.5.1 I2C 主模式 263

10.5.2 I2C 从模式 265

10.5.3 中断事件和传输错误 266

10.6 I2C 应用设计 268

10.6.1 I2C 常用库函数 268

10.6.2 I2C 使用流程 276

10.6.3 I2C 扩展EEPROM 实例 277

思考与练习 291

第11 章 串行外设接口SPI 292

11.1 SPI 基础 292

11.1.1 SPI 接口定义 292

11.1.2 单机和多机通信 292

11.2 STM32 的SPI 特性和结构 294

11.3 SPI 相关寄存器 296

11.4 STM32 的SPI 工作过程 303

11.4.1 从选择(NSS)脚管理 303

11.4.2 时钟相位与极性 303

11.4.3 SPI 主模式 304

11.4.4 SPI 从模式 305

11.4.5 状态标志 306

11.4.6 CRC 校验 306

11.4.7 利用DMA 的SPI 通信 307

11.4.8 错误标志 307

11.4.9 中断 307

11.5 SPI 应用设计 308

11.5.1 SPI 常用库函数 308

11.5.2 SPI 使用流程 315

11.5.3 STM32 的SPI 设计实例 315

思考与练习 321

第12 章 综合设计 322

12.1 STM32 嵌入式系统设计总体方案 322

12.2 基于STM32 和GSM 的远程环境监控系统 322

12.2.1 硬件设计 323

12.2.2 软件设计 325

12.3 基于STM32 的Zigbee 无线通信 327

12.3.1 硬件设计 328

12.3.2 软件设计 329

12.4 基于STM32 的简易数码相机 332

12.4.1 硬件设计 332

12.4.2 FAT 文件系统 333

12.4.3 FAT16 存储原理 335

12.4.4 软件设计 336

参考文献 341

Ⅸ"