嵌入式硬件系統(tǒng)接口電路設(shè)計

第1章 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)1
1.1 嵌入式系統(tǒng)的基本概念1
1.1.1 硬件層2
1.1.2 中間層3
1.1.3 系統(tǒng)軟件層4
1.2 嵌入式系統(tǒng)的硬件組成5
1.2.1 嵌入式處理器6
1.2.2 典型嵌入式微處理器介紹6
1.2.3 嵌入式片上系統(tǒng)8
1.2.4 基本嵌入式系統(tǒng)的外圍接口9
1.3 嵌入式操作系統(tǒng)14
1.3.1 嵌入式操作系統(tǒng)介紹14
1.3.2 嵌入式實時操作系統(tǒng)15
1.3.3 常用嵌入式操作系統(tǒng)17
1.3.4 三種嵌入式操作系統(tǒng)的比較19
1.4 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的模式與流程20
1.4.1 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)模式20
1.4.2 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程21
第2章 鍵盤接口電路設(shè)計24
2.1 獨立式鍵盤接口電路24
2.1.1 設(shè)計思路24
2.1.2 硬件電路設(shè)計24
2.1.3 分析與小結(jié)25
2.2 矩陣式鍵盤接口電路25
2.2.1 設(shè)計思路25
2.2.2 硬件電路設(shè)計26
2.2.3 分析與小結(jié)27
2.3 觸摸屏式接口電路27
2.3.1 設(shè)計思路27
2.3.2 硬件電路設(shè)計29
2.3.3 分析與小結(jié)29
2.4 串行口鍵盤接口電路29
2.4.1 實例說明與設(shè)計思路30
2.4.2 硬件電路設(shè)計32
2.4.3 分析與小結(jié)33
第3章 顯示接口電路設(shè)計34
3.1 LED顯示器34
3.1.1 LED顯示器的結(jié)構(gòu)與工作原理34
3.1.2 字形碼34
3.1.3 靜態(tài)顯示34
3.1.4 動態(tài)顯示36
3.1.5 實踐與思考36
3.2 LCD顯示器37
3.2.1 LCD概述37
3.2.2 段式顯示LCD37
3.2.3 字符型LCD39
3.2.4 圖形LCD44
3.3 顯示屏接口電路48
3.3.1 設(shè)計思路48
3.3.2 硬件電路設(shè)計48
3.3.3 程序設(shè)計49
3.3.4 分析與小結(jié)51
第4章 模擬量輸出傳感器及其接口電路設(shè)計52
4.1 壓力傳感器及其接口電路52
4.1.1 設(shè)計思路52
4.1.2 硬件電路設(shè)計52
4.1.3 應(yīng)用實例55
4.1.4 分析與小結(jié)56
4.2 溫度傳感器及其接口電路56
4.2.1 設(shè)計思路56
4.2.2 硬件電路設(shè)計57
4.2.3 應(yīng)用實例63
4.2.4 分析與小結(jié)64
4.3 霍爾傳感器及其接口電路64
4.3.1 設(shè)計思路64
4.3.2 硬件電路設(shè)計65
4.3.3 應(yīng)用實例68
4.3.4 分析與小結(jié)69
4.4 濕度傳感器及其接口電路70
4.4.1 設(shè)計思路70
4.4.2 硬件電路設(shè)計72
4.4.3 應(yīng)用實例74
4.4.4 分析與小結(jié)75
4.5 氣體傳感器及其接口電路75
4.5.1 設(shè)計思路75
4.5.2 硬件電路設(shè)計76
4.5.3 應(yīng)用實例77
4.5.4 分析與小結(jié)78
第5章 數(shù)字量輸出傳感器及其接口電路設(shè)計79
5.1 壓力傳感器及其接口電路79
5.1.1 設(shè)計思路79
5.1.2 硬件電路設(shè)計79
5.1.3 實例應(yīng)用80
5.2 溫度傳感器及其接口電路80
5.2.1 設(shè)計思路80
5.2.2 硬件電路設(shè)計81
5.3 數(shù)字式加速度傳感器及其接口電路85
5.3.1 設(shè)計思路85
5.3.2 硬件電路設(shè)計87
5.3.3 分析與小結(jié)87
5.4 傳感器信號調(diào)理器及其接口電路88
5.4.1 設(shè)計思路88
5.4.2 硬件電路設(shè)計90
5.4.3 分析與小結(jié)91
5.5 傳感器信號處理器及其接口電路92
5.5.1 設(shè)計思路92
5.5.2 硬件電路設(shè)計94
5.5.3 分析與小結(jié)95
第6章 過程通道與人機接口電路設(shè)計96
6.1 數(shù)字量輸入輸出通道96
6.1.1 數(shù)字量的種類96
6.1.2 數(shù)字量輸入通道96
6.1.3 數(shù)字量輸出通道98
6.1.4 數(shù)字量輸入輸出通道的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計99
6.2 模擬量輸出通道99
6.2.1 D/A轉(zhuǎn)換器原理99
6.2.2 D/A轉(zhuǎn)換器芯片及接口電路100
6.2.3 D/A轉(zhuǎn)換器的輸出102
6.2.4 D/A轉(zhuǎn)換器接口的隔離技術(shù)102
6.2.5 D/A轉(zhuǎn)換模板的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計104
6.3 模擬量輸入通道104
6.3.1 A/D轉(zhuǎn)換器原理104
6.3.2 A/D轉(zhuǎn)換器芯片及接口電路105
6.3.3 A/D轉(zhuǎn)換器的外圍電路109
6.3.4 A/D轉(zhuǎn)換器接口的隔離技術(shù)110
6.3.5 A/D轉(zhuǎn)換器模板的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計110
6.4 人機接口110
6.4.1 鍵盤接口110
6.4.2 顯示器接口112
6.4.3 打印機接口112
6.4.4 其他人機接口112
第7章 常用電信接口電路設(shè)計114
7.1 語音接口電路114
7.1.1 設(shè)計思路114
7.1.2 硬件電路設(shè)計116
7.1.3 分析與小結(jié)118
7.2 數(shù)字電話終端接口電路119
7.2.1 設(shè)計思路119
7.2.2 硬件電路設(shè)計119
7.2.3 分析與小結(jié)122
7.3 信號發(fā)生器接口電路122
7.3.1 設(shè)計思路122
7.3.2 硬件電路設(shè)計124
7.3.3 分析與小結(jié)127
7.4 數(shù)字頻率計接口電路128
7.4.1 設(shè)計思路128
7.4.2 硬件電路設(shè)計130
7.4.3 分析與小結(jié)135
第8章 控制接口電路設(shè)計137
8.1 電梯控制接口電路137
8.1.1 設(shè)計思路137
8.1.2 硬件電路設(shè)計137
8.1.3 分析與小結(jié)142
8.2 PWM控制直流電機調(diào)速系統(tǒng)接口電路144
8.2.1 設(shè)計思路144
8.2.2 硬件電路設(shè)計145
8.2.3 分析與小結(jié)155
8.3 異步電動機矢量控制系統(tǒng)接口電路157
8.3.1 設(shè)計思路157
8.3.2 硬件電路設(shè)計159
8.3.3 分析與小結(jié)165
8.4 感應(yīng)電機直接轉(zhuǎn)矩控制接口電路165
8.4.1 設(shè)計思路165
8.4.2 硬件電路設(shè)計166
8.4.3 分析與小結(jié)170
8.5 感應(yīng)電機軟啟動器接口電路170
8.5.1 設(shè)計思路170
8.5.2 硬件電路設(shè)計172
8.5.3 分析與小結(jié)173
8.6 諧振阻抗型混合有源濾波器接口電路173
8.6.1 設(shè)計思路173
8.6.2 硬件電路設(shè)計174
8.6.3 分析與小結(jié)178
第9章 數(shù)據(jù)通信及其接口電路設(shè)計180
9.1 串行通信接口電路180
9.1.1 設(shè)計思路181
9.1.2 串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)及其接口183
9.1.3 MCS51的串行接口187
9.1.4 MCS51單片機之間的通信191
9.1.5 PC機和單片機之間的通信194
9.1.6 分析與小結(jié)195
9.2 并行通信接口電路195
9.2.1 CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸195
9.2.2 可編程并行接口芯片8255A197
9.2.3 習(xí)題與思考204
9.3 通用數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)接口電路204
9.3.1 設(shè)計思路204
9.3.2 硬件電路設(shè)計205
9.3.3 硬件各部分組成、實現(xiàn)方法和作用206
9.3.4 I2C電路的設(shè)計211
9.3.5 電源、地的設(shè)計212
9.3.6 去耦電容的設(shè)計212
9.3.7 電磁兼容性(EMC)設(shè)計212
9.3.8 分析與小結(jié)213
第10章 常用電源變換及其監(jiān)控接口電路設(shè)計214
10.1 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源接口電路214
10.1.1 設(shè)計思路214
10.1.2 硬件電路設(shè)計216
10.1.3 分析與小結(jié)216
10.2 直流恒流源接口電路216
10.2.1 設(shè)計思路217
10.2.2 硬件電路設(shè)計226
10.2.3 分析與小結(jié)229
10.3 直流斬波電源接口電路230
10.3.1 設(shè)計思路230
10.3.2 硬件電路設(shè)計235
10.3.3 分析與小結(jié)237
10.4 可控整流直流電源接口電路237
10.4.1 設(shè)計思路238
10.4.2 硬件電路設(shè)計243
10.4.3 分析與小結(jié)248
第11章 逆變器接口電路設(shè)計249
11.1 單相SPWM逆變器接口電路249
11.1.1 設(shè)計思路249
11.1.2 硬件電路設(shè)計257
11.1.3 分析與小結(jié)264
11.2 光伏并網(wǎng)逆變器接口電路264
11.2.1 設(shè)計思路分析265
11.2.2 硬件電路設(shè)計267
11.2.3 分析與小結(jié)271
11.3 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)逆變器接口電路272
11.3.1 設(shè)計思路分析272
11.3.2 硬件電路設(shè)計275
11.3.3 分析與小結(jié)278
第12章 檢測接口電路設(shè)計279
12.1 數(shù)字電橋接口電路279
12.1.1 設(shè)計思路279
12.1.2 硬件電路設(shè)計280
12.1.3 分析與小結(jié)283
12.2 數(shù)字溫度計接口電路283
12.2.1 設(shè)計思路分析284
12.2.2 模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換285
12.2.3 DS18B20芯片測溫原理286
12.2.4 系統(tǒng)設(shè)計思路分析286
12.2.5 硬件電路設(shè)計288
12.2.6 分析與小結(jié)295
12.3 三相交流參數(shù)測試儀接口電路295
12.3.1 設(shè)計思路分析296
12.3.2 硬件電路設(shè)計301
12.3.3 分析與小結(jié)303
第13章 電磁兼容及可靠性設(shè)計304
13.1 電磁兼容設(shè)計304
13.1.1 接地技術(shù)304
13.1.2 濾波和吸收技術(shù)305
13.1.3 屏蔽和隔離技術(shù)306
13.1.4 合理布局307
13.2 嵌入式外圍設(shè)備的電磁兼容設(shè)計307
13.2.1 印制電路板設(shè)計中的電磁兼容設(shè)計307
13.2.2 勵磁裝置的電磁兼容設(shè)計313
13.3 電子系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計317
13.3.1 電子線路抗干擾設(shè)計317
13.3.2 電子線路EMC設(shè)計一般準(zhǔn)則319
13.4 嵌入式接口電路的可靠性設(shè)計328
13.4.1 基本復(fù)位電路328
13.4.2 電源電路的抗干擾措施329
13.5 嵌入式監(jiān)控電路設(shè)計實例331
13.5.1 實現(xiàn)目標(biāo)與設(shè)計思路331
13.5.2 器件的選擇332
13.5.3 硬件電路設(shè)計332
13.6 光電隔離電路設(shè)計實例333
13.6.1 系統(tǒng)功能及組成333
13.6.2 干擾的種類及防止335
13.6.3 隔離電路的設(shè)計335
13.7 小結(jié)337
參考文獻338