本書首先簡要介紹了嵌入式控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程、基本組成、特點(diǎn)與結(jié)構(gòu), 嵌入式操作系統(tǒng)及嵌入式Internet; 接著, 以作者近年來參與設(shè)計(jì)的幾個(gè)嵌入式控制系統(tǒng)為例, 重點(diǎn)描述了嵌入式處理器的核心知識、選擇方法, 以及控制算法的設(shè)計(jì)等相關(guān)知識; 最后, 討論了基于形式語言的嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些研究成果。
《嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》首先簡要介紹了嵌入式控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程、基本組成、特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)，嵌入式操作系統(tǒng)以及嵌入式Internet；接著，以作者近年來參與設(shè)計(jì)的幾個(gè)嵌入式控制系統(tǒng)為例，重點(diǎn)描述了嵌入式處理器的核心知識、選擇方法，以及控制算法的設(shè)計(jì)等相關(guān)知識，以使設(shè)計(jì)人員掌握嵌入式處理器的關(guān)鍵技術(shù)，選擇相應(yīng)的處理器，完成嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；最后，討論了基于形式語言的嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些研究成果。《嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》可以作為高等院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生或教師的參考書，也可供從事嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科研人員與工程技術(shù)人員參考使用。
《智能科學(xué)技術(shù)著作叢書》序
前言
第1章 基本知識
1.1 引言
1.2 嵌入式控制系統(tǒng)的發(fā)展史
1.2.1 嵌入式控制系統(tǒng)的誕生歷程
1.2.2 嵌入式處理器的發(fā)展歷程
1.3 嵌入式控制系統(tǒng)的基本組成
1.3.1 嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
1.3.2 嵌入式控制系統(tǒng)的硬件組成
1.3.3 嵌入式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式
1.4 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
1.4.1 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
1.4.2 常用的嵌入式操作系統(tǒng)
1.5 嵌入式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、組織與結(jié)構(gòu)
1.5.1 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)
1.5.2 分布式嵌入式系統(tǒng)
1.5.3 嵌入式系統(tǒng)的特定化
1.6 嵌入式Internet技術(shù)
1.6.1 Internet技術(shù)
1.6.2 嵌入式Internet的實(shí)現(xiàn)方案
1.7 嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論
1.7.1 傳統(tǒng)的嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論
1.7.2 形式語言的引入
參考文獻(xiàn)
第2章 簡易目標(biāo)模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.1 整體設(shè)計(jì)
2.1.1 設(shè)計(jì)目的
2.1.2 技術(shù)指標(biāo)
2.1.3 控制系統(tǒng)的組成
2.1.4 轉(zhuǎn)矩計(jì)算
2.1.5 控制系統(tǒng)硬件框圖
2.1.6 步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動器的選擇
2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.2.1 控制器的選擇
2.2.2 C8051F005芯片
2.2.3 系統(tǒng)框架
2.2.4 C8051F005核心板
2.2.5 PS/2鍵盤接收模塊
2.2.6 LCD顯示模塊
2.2.7 步進(jìn)電機(jī)的控制
2.2.8 硬件電路
2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
2.3.1 軟件功能
2.3.2 PS/2鍵盤接收與鍵值處理
2.3.3 LCD顯示模塊
2.3.4 控制算法
2.3.5 調(diào)試中遇到的問題
2.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章 角度伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1 整體設(shè)計(jì)
3.1.1 設(shè)計(jì)目的及控制原理
3.1.2 電機(jī)及其驅(qū)動器的選擇
3.1.3 角度傳感器
3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
3.2.1 微控制器的選擇
3.2.2 TMS320F2812芯片
3.2.3 基于TMS320F2812的硬件框架
3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.3.1 控制軟件的功能
3.3.2 控制策略
3.3.3 軟件的詳細(xì)設(shè)計(jì)
3.3.4 軟件開發(fā)工具及程序調(diào)試
3.3.5 調(diào)試中遇到的問題
3.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 異纖分揀機(jī)圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1 發(fā)展現(xiàn)狀
4.1.1 棉花分揀技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
4.1.2 異纖分揀機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
4.2 整體設(shè)計(jì)
4.2.1 Camera Link
4.2.2 CPLD模塊
4.2.3 DSP系統(tǒng)
4.2.4 實(shí)時(shí)參數(shù)的計(jì)算
4.3 ARM9系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.3.1 整體框架
4.3.2 S3C2440最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
4.3.3 S3C2440最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
4.3.4 S3C2440的調(diào)試環(huán)境
4.3.5 S3C2440交叉編譯環(huán)境的建立
4.3.6 S3C2440的Bootloader
4.3.7 S3C2440的嵌入式Linux
4.3.8 Linux2.6內(nèi)核的vivi分區(qū)及內(nèi)核MTD分區(qū)
4.3.9 嵌入式文件系統(tǒng)
4.3.10 LED驅(qū)動程序的編寫
4.3.11 雙端口SRAM的硬件設(shè)計(jì)
4.3.12 雙端口SRAM的驅(qū)動程序設(shè)計(jì)
4.3.13 SPI驅(qū)動程序設(shè)計(jì)
4.3.14 S3C2440擴(kuò)展千兆網(wǎng)口的硬件設(shè)計(jì)
4.3.15 S3C2440擴(kuò)展千兆網(wǎng)口的驅(qū)動設(shè)計(jì)
4.3.16 S3C2440擴(kuò)展千兆網(wǎng)口的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)
4.3.17 系統(tǒng)調(diào)試
4.3.18 核心控制板實(shí)物及調(diào)試結(jié)果
4.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章 嵌入式控制系統(tǒng)的形式化設(shè)計(jì)
5.1 基于形式語言的嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論
5.2 基于Petri網(wǎng)的嵌入式控制系統(tǒng)建模
5.2.1 Petri網(wǎng)簡介
5.2.2 Petri網(wǎng)的性質(zhì)
5.2.3 基于Petri網(wǎng)的建模方法
5.2.4 基于資源的時(shí)間Petri網(wǎng)
5.2.5 擴(kuò)展的RBTPN模型
5.2.6 層次的RBTPN模型
5.3 基于UML-HCPN的分布式嵌入式系統(tǒng)建模
5.3.1 UML基本知識
5.3.2 建模方法論
5.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第1 章 基本知識
1.1 引 言
在日常生活中，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用無處不在，小到MP3 、手機(jī)、機(jī)頂盒、數(shù)碼相機(jī)，大到智能家電、車載電子設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人、航空航天設(shè)備等。
嵌入式系統(tǒng)內(nèi)部含有微處理器，具有計(jì)算功能，但又不同于普通的計(jì)算機(jī)。
IEEE 對嵌入式系統(tǒng)作出了如下定義：嵌入式系統(tǒng)是用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置。而國內(nèi)嵌入式工作者普遍認(rèn)同的定義為：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)對功能、安全性、體積、實(shí)時(shí)性、可靠性、重量、成本、功耗、環(huán)境等方面嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。因此，從嵌入式的定義可以看出，嵌入式系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上就是實(shí)現(xiàn)某些特定要求的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。
可以從廣義和狹義的角度來理解嵌入式系統(tǒng)的定義。從廣義的角度來看，凡是帶有處理器的專用軟硬件系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)。從這點(diǎn)來講，嵌入式系統(tǒng)雖然是近年來的時(shí)髦名詞，但如果從20 世紀(jì)80 年代的MCS-51 單片機(jī)算起，已經(jīng)存在30 余年了，并不是什么新鮮的技術(shù)。然而，從狹義的角度來看，嵌入式系統(tǒng)僅僅是指那些使用32 位以上的嵌入式處理器、具有嵌入式操作系統(tǒng)并且具有某些特定功能的系統(tǒng)。按照這種定義，典型的嵌入式系統(tǒng)有使用x86 的小型嵌入式工控主板，其在各種自動化設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用；另外一大類是使用Intel 、Mo-torola 、Samsung 等專用芯片構(gòu)成的小系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于各種消費(fèi)電子和通信領(lǐng)域。值得一提的是，國內(nèi)習(xí)慣把4 位、8 位、16 位微控制器稱為單片機(jī)。實(shí)際上，“嵌入式系統(tǒng)”這一名詞也正是由于32 位處理器的崛起而出現(xiàn)，并在近十年傳入我國，變得熱門起來。
隨著工業(yè)控制產(chǎn)品對性能和智能化的要求不斷提高，嵌入式處理器在工業(yè)自動化設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。在各種性能要求較高的工業(yè)控制設(shè)備中，往往采用8 位單片機(jī)；而在各種高精度工業(yè)控制設(shè)備中，32 位、64 位處理器逐漸成為設(shè)備控制的核心，有著越來越廣闊的應(yīng)用前景。然而，作為嵌入式控制系統(tǒng)核心的處理器種類繁多，對于不同要求的控制設(shè)備，需要選擇不同的處理器，采用不同的控制算法，才能以最高的性價(jià)比滿足控制設(shè)備的各項(xiàng)技術(shù)要求。
到目前為止，大多數(shù)與嵌入式相關(guān)的書籍主要針對具體的芯片，介紹其功能特點(diǎn)，較少牽涉到芯片的具體應(yīng)用；另外大多數(shù)控制類書籍主要講解各種控制算法，很少涉及控制器的選用。嵌入式處理器的
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