Стивен Барретт - Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С

В главе 5 мы изучаем методы сопряжения внешних устройств с микроконтроллерами. Анализ начинается с простых примеров подключения переключателей и индикаторов и заканчивается такими более сложными устройствами как жидко–кристаллические дисплеи. Шестая глава развивает методы сопряжения микроконтроллеров с устройствами реального мира. В ней разделяются теоретические проблемы построения встраиваемых систем от проблем реально работающих систем. Каждая проблема вначале определяется, а затем подкрепляется методами ее практической реализации.

В главе 7 мы помещаем микроконтроллеры 68НС12/HSC12 в реальные системы. В каждом примере мы обеспечиваем сквозное описание проекта, алгоритм работы и код, необходимый для реализации системы. Мы скрупулезно подошли к подбору примеров так, чтобы все они были реализуемы на микроконтроллерах семейства 68НС12/HSC12. В восьмой главе мы рассмотрели проблемы применения операционных систем реального времени. Мы начали с определений RTOS, а затем перешли к обсуждению возможностей их реализации. В дальнейшем мы рассмотрели проблемы, связанные с реализацией RTOS. Мы предполагали, что читатель не имеет практического опыта работы с системами подобной сложности.

Глава 9 рассматривает распределенные системы. Такие системы содержат более одного микропроцессора в своей структуре. Мы представили методы и подходы, позволяющие сопрягать их в систему, используя встроенный CAN контроллер в семейства 68НС12/HSC12.

В дополнение к содержанию книги мы подготовили и поддерживаем справочный веб-сайт www.prenhall.com/pack. Он содержит справочную информацию по семействам 68НС12/HSC12, файлы программ на С, и программно–аппаратные средства поддержки микроконтроллеров семейства 68НС12/HSC12. Для преподавателей этот веб-сайт также содержит дополнительный материал включая лекционные слайды в Power Point и рекомендации как заказать информацию по всем решениям задач, представленных во всех домашних заданиях в каждой главе.

Для иллюстрации системных принципов в главах с 1 по 9 мы рассматривали многочисленные примеры. Примеры были разработаны для двух учебных систем: отладочной платы M68HС912B32EVB (B32EVB) и для MC9S12DP256 или DP256. Мы выбрали отладочную плату В32EVB ввиду ее широкого распространения, разумной цены и что наиболее важно ее многими полезными функциями. EVB имеет интерфейс RS–232, работает от одного источника питания, имеет легкий доступ к основным контрольным точкам через четыре группы разъемов и монтажное поле для размещения дополнительной схемотехники при анализе систем. EVB также имеет хороший набор функций памяти, включающий в себя 32Кбайт электрически перепрограммируемой флэш памяти программ (EPROM), 1Кбайт ОЗУ и 768 байт побайтно стираемой EEPROM для записи данных. Во флэш памяти расположен резидентный монитор/отладчик программ D–Bug12. Мы опишем в деталях все отмеченные свойства в гл. 4. В32 является отличным учебным средством, но оно может быть также успешно использована для реализации прототипов отлаживаемых систем.

Читатели, которые не намерены использовать B32 EVВ, могут быть уверены, что большинство из рассмотренных в книге примеров могут быть реализованы на других вариантах отладочных средств семейств 68НС12/HSC12.

Поскольку базисные концепции и функциональные блоки различных микроконтроллеров практически идентичны друг другу, то полученные знания семейств 68НС12/HSC12 могут быть естественным образом применены и для других микроконтроллеров. В гл.7 и 9 мы используем микроконтроллер MC9S12DP256. HCS12 микроконтроллер имеет 256 К байт флэш память, несколько каналов msCAN интерфейсов с соответствующими контроллерами. Он также имеет большой объем ОЗУ. В распоряжении разработчиков имеются различные типы отладочных плат.

Основной аудиторией для книги являются студенты университетов, изучающих курс вычислительные микропроцессорные системы. Поскольку все ABET (Acredittion Board for Engineering and Technology, Inc) требуют наличия такого курса в своих программах, мы надеемся, что преподаватели этих дисциплин будут активно использовать данную книгу в своей практике. Мы ожидаем также, что студенты первого года обучения языков программирования найдут эту книгу для себя также полезной. Владение темой языков программирование позволит студентам легко разобраться с приведенными в книге примерами. В идеале студенты будут имеет полный курс введения в микроконтроллеры. Однако ввиду экспериментальной направленности книги студенты должны будут самостоятельно заполнить пробелы в знаниях там где это будет необходимо.

Основной упор в книге делается на второй семестр курса микроконтроллеры/микропроцессоры программы электротехнического и вычислительного цикла дисциплин. Разные учебные заведения предлагают микропроцессорный цикл на различных этапах обучения студентов. Наши студенты слушают базовый курс по цифровой технике на первом году обучения. После этого они изучают первую часть курса микропроцессорных систем. В завершении, вторую часть микропроцессорного курса они слушают на последних годах обучения. Мы надеемся, что данная книга будет востребована студентами на втором этапе обучения после освоения первого этапа изучения микроконтроллеров.

Мы написали эту книгу для применения ее в качестве учебного пособия для учебных заведений, читающих цикл микропроцессорной техники. В тоже время мы надеемся, что практическая направленность материала будет полезна инженерам для самостоятельного изучения раздела. Мы уверены, что знания о встраиваемых системах будут все больше и больше востребованы для все более широкой аудитории студентов электротехнических и электронных специальностей. Мы живем в обществе где все больше инженерных проблем решается с помощью встраиваемых систем. Мы предвидим, что скорость внедрения встраиваемых систем будет увеличиваться с ростом требований к интеллектуальности локальных систем.

Эта книга является совокупным трудом многих специалистов. Конечно же ни одна хорошая книга не может появится без выдающегося издателя и его команды. Мы благодарны Tom Robbins и Alice Dworkin из Prentice Hall за их веру в проект. Было большим удовольствием работать с Kevin Bradley и его сотрудниками из Sunflower Publishing Services. Мы благодарны им за их отличную редакторскую работу. Мы высоко оцениваем отзыв и обратную связь от Barry Mullins из Air Force Institute of Technology. В результате всех этих усилий содержание книги значительно улучшилось. Мы также высоко ценим дельные замечания и обратную связь, полученную по окончательной версии книги от Jerry Hamman из University of Wyoming; John Reece из Mercer College из Macom, Georgia и William Stapleton из University of Alabama. Мы также очень благодарны Karen Bosco из Motorola за ее помощь в получении разрешении от Motorola использовать рисунки в книге.