嵌入式微控器設計與故障檢修實務

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嵌入式微控器設計與故障檢修實務

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內容描述

內容簡介：

嵌入式系統目前已被廣泛的使用，在我們生活中，息息相關的產品上都可見到，例如：傳真機、列表機、PDA、手機、個人電腦等。本書內容涵蓋微控制器的基礎程式設計、記憶體、輸入輸出、資料通信、雜訊衰減、接地方法及嵌入式微控制器系統的安裝與故障排除等。隨著技術的更新以及相關研發及製造成本的降低，應用範圍的逐漸加大，特別是網際網路上的應用更是令人矚目，不論是軟體或硬體在嵌入式系統開發的研究已成為一種趨勢。本書適合私立大學、科大電子、電機系「嵌入式系統」課程及儀表控制領域之工程、技術人員使用。
 
本書特色：

1.本書包含嵌入式控制器所有觀點及實務的系統設計與故障排除。2.本書附有索引頁，扼要選出書中常見名詞，可作為讀者閱讀時參考。3.本書有助於電子、電機及儀表控制等領域工程師或技術人員瞭解微控制器的運作原理及最容易發生的問題，同時提供實務解決之道。
目　錄：

1　簡　介1-11.1　微控制器簡介1-11.2　微控制器的設計與功能1-31.3　組合語言程式設計1-71.4　輸入與輸出1-101.5　資料通信1-121.6　雜訊衰減1-141.7　接地方法1-151.8　安裝技術1-171.9　結　論1-182　微控制器基礎2-12.1　簡　介2-12.2　數字系統－二進位、十六進位和十進位2-72.2.1　位元、雙位元、半位元組、位元組和字組2-72.2.2　二進位轉換成十六進位2-92.2.3　ACSII和十六進位2-92.2.4　ASCII轉換成BCD和十六進位2-112.3　邏輯閘－「及」、「或」、「斥或」和「反」閘2-112.3.1　AND閘－實體與虛擬2-122.3.2　OR閘－實體與虛擬2-132.3.3　XOR閘－實體與虛擬2-142.3.4　NOT閘－實體與虛擬2-152.4　累加器A、B和D2-162.4.1　定址模式2-162.4.2　載入、儲存和移轉累加器2-182.4.3　累加器A與B的加、減、比較、增量和減量2-182.4.4　AND、OR和測試位元2-192.4.5　算術與邏輯的位移和旋轉2-202.4.6　資料與位元測試2-202.5　暫存器－X、Y、堆疊器與埠2-212.5.1　X與Y暫存器2-212.5.2　堆疊器2-232.5.3　A、B、C、D和E埠2-242.6　同步與非同步資料通信2-252.6.1　非同步字元通信2-262.6.2　同步封包通信2-272.6.3　具體指定系統－非同步對同步2-282.7　供電系統2-282.7.1　硬體對軟體2-292.7.2　硬體重置設計2-302.7.3　COP看門狗(汪！)2-322.7.4　斷電及電壓不足保護2-342.8　石英晶體與振盪器2-342.8.1　數值與鮑率2-352.8.2　PCB石英晶體時脈設計2-362.9　結　論2-393　微控制器程式設計3-13.1　微控制器程式設計簡介3-13.2　程式設計架構和規格3-33.2.1　程式設計的架構3-53.2.2　輸　入3-73.2.3　資料的操作3-73.2.4　輸　出3-83.2.5　流程圖3-83.2.6　載入程式至評估模組(EVM)3-143.2.7　設定EVM3-143.3　定址模式3-153.4　載入、儲存與移轉3-173.5　算術運算3-183.6　邏輯運算3-203.7　位移與旋轉3-213.8　索引暫存器與堆疊器3-233.9　狀態碼暫存器3-263.10　分支、跳躍、中斷和呼叫3-273.11　BASIC和C++3-283.11.1　BASIC3-283.11.2　使用C++於嵌入式程式設計3-283.12　結　論3-294　微控制器記憶體4-14.1　記憶體簡介4-14.2　使用者RAM4-24.2.1　微控制器的內部RAM4-34.2.2　外部RAM4-54.3　BUFFALO常式、記憶體配置圖與向量4-74.3.1　BUFFALO發展工具4-74.3.2　BUFFALO公用副程式4-74.3.3　BUFFALO記憶體配置圖4-94.3.4　BUFFALO中斷虛擬向量4-104.4　中斷、向量和虛擬向量4-114.4.1　軟體對硬體中斷4-124.4.2　可遮罩對不可遮罩中斷4-144.5　控制暫存器4-164.5.1　記憶體映射輸入/輸出4-164.5.2　存取與使用控制暫存器4-174.6　EEPROM4-194.6.1　清除EEPROM的範例(參考圖4.8)4-194.6.2　寫入EEPROM的範例(參考圖4.9)4-214.7　結　論4-235　微控制器輸入與輸出5-15.1　輸入與輸出簡介5-15.2　單端對差動輸入5-25.2.1　單端類比電路5-35.2.2　單端數位電路5-45.2.3　差動類比電路5-55.2.4　差動數位電路5-65.3　數位輸入5-75.3.1　開關感測與反彈跳5-75.3.2　常開(NO)與常閉(NC)開關5-85.3.3　電子式開關5-85.4　數位輸出5-95.4.1　數位控制5-95.4.2　反電動勢起因與解決之道5-115.5　類比輸入5-125.5.1　電壓、電流與電阻量測5-125.5.2　類比與數位的濾波與放大5-145.5.3　尼奎斯特(Nyquist)與取樣率5-155.5.4　解析度處理5-165.6　類比裝置的數位控制5-175.6.1　基本步進馬達5-175.6.2　步進馬達控制與換向5-185.7　鍵盤介面5-195.7.1　連接鍵盤至評估模組(EVM)5-195.7.2　以軟體讀取鍵盤5-195.8　LCD介面5-225.8.1　LCD軟體設定5-235.8.2　寫入至LCD5-265.9　結　論5-286　資料通信6-16.1　資料通信簡介6-16.2　串列資料通信基礎6-26.2.1　串列資料通信的歷史6-26.2.2　資料通信的三大部分6-46.3　開放式系統互連模型6-86.3.1　應用層6-106.3.2　會談、展示、傳輸及網路層6-106.3.3　資料連結層6-116.3.4　實體層6-116.3.5　通信協定與三階層模型6-126.4　通信模式6-126.4.1　單　工6-126.4.2　半雙工6-136.4.3　全雙工6-136.4.4　主從式匯流排6-146.4.5　CSMA/CD匯流排6-156.4.6　標記匯流排系統6-166.4.7　配時系統6-176.5　RS-2326-186.5.1　RS-232簡介6-186.5.2　線的功能6-196.5.3　RS-232安裝與故障排除6-206.6　RS-4856-246.6.1　RS-485簡介6-246.6.2　RS-485對RS-4226-266.6.3　RS-485安裝與故障排除6-266.7　光纖電纜6-286.8　使用於控制器的專業匯流排通信協定6-306.9　結　論6-317　雜訊衰減7-17.1　雜訊衰減簡介7-17.1.1　分　貝7-37.1.2　信號雜訊比7-37.1.3　雜訊源－內部對外部7-37.1.4　單端或接地電路7-57.1.5　接地源的單端量測7-67.1.6　單端接地設備7-77.1.7　差動雜訊電路7-97.1.8　差動測試設備7-107.1.9　共模雜訊問題7-117.1.10　低阻抗位降的雜訊源7-127.1.11　外部感應雜訊的類型7-137.2　傳導性耦合雜訊7-147.2.1　來自外部設備的傳導性雜訊7-157.2.2　來自輸電線的傳導性雜訊7-157.3　電容性耦合雜訊7-167.3.1　來自鄰近設備的電容性雜訊7-167.3.2　來自通信線路的電容性雜訊7-177.4　磁性耦合雜訊7-187.4.1　來自鄰近電纜的磁性感應雜訊7-187.4.2　來自鄰近設備的磁性感應雜訊7-197.5　PCB設計的EMC與雜訊衰減7-207.5.1　類比、數位與電源供應電路佈置7-217.5.2　數位電路去耦7-237.5.3　接地面7-247.5.4　1D與3D法拉第屏罩7-257.6　結　論7-268　EMC接地方法8-18.1　EMC接地方法簡介8-18.2　EMC接地8-38.2.1　接地規範8-38.2.2　大地接地類型8-78.3　PCB上的EMC接地8-98.3.1　PCB設計建議8-108.3.2　線路佈置8-158.3.3　法拉第盒8-168.4　保護PCB以防閃電8-198.4.1　PCB上的保護佈置8-218.4.2　GDT、MOV與Transorb8-218.5　微控制器設備接地8-228.6　圍繞或安全接地8-238.6.1　長釘式大地接地8-238.6.2　電纜溝渠接地8-268.6.3　樓塔避雷8-278.7　結　論8-289　安裝與故障排除9-19.1　安裝與簡介9-19.2　連接－螺釘、壓接與焊接9-39.2.1　螺絲連接器9-49.2.2　壓著連接器9-69.2.3　錫焊連接9-79.2.4　連接器問題與解決之道9-89.3　電纜導槽與導盒9-109.3.1　金屬與塑膠導槽及導盒9-119.3.2　垂直導槽及導盒9-129.3.3　水平導槽及導盒9-139.4　電纜紮綁與架設9-149.5　冷卻、加熱及空調9-159.6　電纜導槽內的導線管理9-169.7　導管安裝9-189.8　故障排除技術9-199.9　安全考量9-209.10　結　論9-2210　結　評10-110.1　結　論10-110.2　CPU設計及功能10-210.3　組合語言程式設計10-310.4　記憶體10-310.5　輸入與輸出10-410.6　資料通信10-510.7　雜訊衰減10-710.8　接地方法10-810.9　安裝技術10-910.10　結　語10-10實作1　68HC11仿真板安裝實1-1實作2　啟動EVM上的LEDs實2-1實作3　讀取EVM上的開關實3-1實作4　傳送字元至LCD顯示器實4-1實作5　讀取鍵盤輸入實5-1實作6　使用PAT軟體實6-1實作7　觀察字元資料傳輸實7-1實作8　資料通信系統的故障排除實8-1實作9　協定問題的故障排除實9-1索　引索1-1