基于狀態(tài)機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)

前言

什么是嵌入式系統(tǒng)？嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)需要什么條件？如何開展嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)？怎樣快速從新手成為嵌入式系統(tǒng)的行家？上面這些問題，是我這些年來在從事嵌入式教學(xué)中，學(xué)生們問得最多的。作為回答，我們先后編寫了《32位嵌入式系統(tǒng)與SoC設(shè)計(jì)導(dǎo)論》（“十一五”國家級規(guī)劃教材）、《32位嵌入式RISC處理器及其應(yīng)用》、《嵌入式基礎(chǔ)實(shí)踐教程》等著作。而在您面前展示的這本書，則是我們針對嵌入式教學(xué)研究與實(shí)踐的最新成果。近年來，我曾多次參加全國高校嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研討會(huì)以及全國高職高專嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研討會(huì)，與國內(nèi)多所高校的老師進(jìn)行了廣泛、深入的交流。盡管“嵌入式”在各類高校教學(xué)中的地位還在爭論中，但其在就業(yè)市場上的熱度已被學(xué)生們敏感而真切地感受到，學(xué)生們學(xué)習(xí)“嵌入式”的呼聲與熱情日益高漲。而另一方面，“嵌入式”固有的綜合性、復(fù)雜性、多樣性、廣泛性，對教學(xué)方面（師資力量、設(shè)備選型、教學(xué)環(huán)境等）帶來了直接而現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)，急需一本簡明、實(shí)用的入門教材，既涵蓋嵌入式的基本知識點(diǎn)，又有獨(dú)立于昂貴實(shí)驗(yàn)箱的典型教學(xué)內(nèi)容，并能使學(xué)生快速上手，從而降低開設(shè)嵌入式課程的師資與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的門檻。本書是嵌入式技術(shù)的入門指導(dǎo)書，面向初學(xué)者，理論與實(shí)踐相結(jié)合。我們的編寫思路是：精講多練，從學(xué)習(xí)開始就展示給讀者豐富的嵌入式實(shí)際產(chǎn)品，了解嵌入式的廣泛應(yīng)用，隨后展開講解基礎(chǔ)知識，同時(shí)盡快安排接觸嵌入式開發(fā)的實(shí)踐。我們的目標(biāo)是：保持、激發(fā)讀者對于嵌入式技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣與熱情，從此積極主動(dòng)地邁進(jìn)嵌入式開發(fā)的殿堂。

內(nèi)容概要

基于狀態(tài)機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)是當(dāng)前流行、前景廣闊的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法。本書是基于狀態(tài)機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的入門指導(dǎo)書，兼顧理論性與實(shí)踐性，介紹了嵌入式系統(tǒng)及狀態(tài)機(jī)的基礎(chǔ)知識，同時(shí)加入了生動(dòng)的實(shí)際案例程序。　　本書內(nèi)容分為3篇。第1篇為引入篇，介紹狀態(tài)機(jī)建模平臺(tái)與入門實(shí)驗(yàn)；第2篇為理論與實(shí)踐篇，主要介紹了UML狀態(tài)機(jī)理論基礎(chǔ)、visualSTATE狀態(tài)機(jī)和丁具鏈、visualSTATE狀態(tài)機(jī)建模案例以及系統(tǒng)整合；第3篇為創(chuàng)新沒汁篇，具體講述廠將visualSTATE牛成的代碼集成到STM32的具體例廣ATM取款機(jī)設(shè)計(jì)，并在最后展示了實(shí)際中——款車燈系統(tǒng)應(yīng)用visualSTATE快速建模的過程。　　本書由淺入深，循序漸進(jìn)，適合剛接觸基于狀態(tài)機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的初學(xué)者學(xué)習(xí)，也可作為大中專院校嵌入式相關(guān)專業(yè)本科生、研究生的教材，同時(shí)還可以作為從事嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工程師的參考書。

書籍目錄

開篇10問 第1篇 引入篇 第1章 狀態(tài)機(jī)建模平臺(tái)與入門實(shí)驗(yàn) 1.1 基于狀態(tài)機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)IAR visualSTATE 1.1.1 visualSTATE的概念 1.1.2.visualSTATE事件處理機(jī)制 1.1.3 使用visualSTATE開發(fā)的應(yīng)用案例 1.1.4 嵌入式系統(tǒng) 1.2 IAR visualSTATE安裝及入門實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí) 1.2.1 安裝visualSTATE 6.2 1.2.2 動(dòng)手實(shí)踐visualSTATE入門實(shí)驗(yàn) 第2篇 理論與實(shí)踐篇 第2章 UML狀態(tài)機(jī)理論基礎(chǔ) 2.1 統(tǒng)一建模語言(UML) 2.2 UML狀態(tài)機(jī) 2.2.1 狀態(tài)機(jī)的概念 2.2.2 UML狀態(tài)圖 2.3 狀態(tài)機(jī)與外部環(huán)境的接口 2.3.1 事件 2.3.2 動(dòng)作 2.4 層次化的狀態(tài)機(jī) 第3章 visualSTATE狀態(tài)機(jī) 3.1 visualSTATE狀態(tài)機(jī)模型 3.1.1 實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)的傳統(tǒng)方法 3.1.2 UML和visualSTATE狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)則 3.2 visualSTATE狀態(tài)機(jī)元素 3.2.1 visualSTATE中的狀態(tài) 3，2.2 visualSTATE中的轉(zhuǎn)換 3.2.3 visualSTATE中的激勵(lì) 3.3 visualSTATE狀態(tài)機(jī)的并發(fā)結(jié)構(gòu) 3.3.1 并發(fā)編程 3.3.2 交通燈控制器實(shí)例 3.3.3 狀態(tài)機(jī)同步 3.4 討論 第4章 visualSTATE工具鏈 4.1 IAR visualSTATE Designer 4.2 測試 4.2.1 動(dòng)態(tài)規(guī)范性驗(yàn)證(VERIFICATION) 4.2.2 交互式模擬(確認(rèn)VALIDATION) 4.2.3 原型(PROTOTYPING) 4.3 代碼生成(CODEGENERATION) 4.4 文檔生成(PROJECT REPORT) 4.5 產(chǎn)品集成(IMPLEMENTATION) 4.6 在目標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)測試(IN—TARGETTEST) 4.7 維護(hù)一個(gè)visualSTATE項(xiàng)目的系統(tǒng)構(gòu)架 第5章 visualSTATE狀態(tài)機(jī)建模案例 5.1 案例分析——用UML狀態(tài)機(jī)模型描述“轎車車廂燈”系統(tǒng) 5.2 根據(jù)需求設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī) 5.2.1 識別事件和動(dòng)作 5.2.2 識別狀態(tài) 5.2.3 按層次劃分組 5.2.4 按并發(fā)劃分組 5.2.5 引人轉(zhuǎn)換 5.2.6 引入同步 5.3 使用visualSTATE工具鏈設(shè)計(jì)本案例的具體流程 5.3.1 visualSTATE Designer中畫狀態(tài)圖 5.3.2 visualSTATE Verificator動(dòng)態(tài)規(guī)范性驗(yàn)證狀態(tài)圖 5.3.3 visualSTATE Validator中交互式模擬狀態(tài)機(jī) 5.3.4 visualSTATE Coder中生成代碼 5.3.5 visualSTATE Documentation中生成文檔 第6章 系統(tǒng)整合 6.1 硬件系統(tǒng)簡介 6.1.1 NE-STR750開發(fā)學(xué)習(xí)板簡介 6.1.2 NE-STR750開發(fā)學(xué)習(xí)板的硬件資源 6.1.3 硬件布局及配置 6.1.4 EK—STM32F開發(fā)學(xué)習(xí)板簡介 6.2 IAR Embedded Workbench集成開發(fā)環(huán)境 6.2.1 EWARM集成開發(fā)環(huán)境及配套仿真器 6.2.2 創(chuàng)建工程、編譯和鏈接應(yīng)用程序 6.2.3 用C-SPY調(diào)試應(yīng)用程序 6.3 visualSTATE代碼生成和在目標(biāo)系統(tǒng)中執(zhí)行 6.3.1 目標(biāo)代碼結(jié)構(gòu) 6.3.2 實(shí)際運(yùn)行環(huán)境 6.3.3 目標(biāo)代碼的資源需求 6.4 用C-SPY調(diào)試應(yīng)用程序 6.4.1 開始調(diào)試 6.4.2 組織窗口 6.4.3 檢查源語句 6.4.4 檢查變量 6.4.5 設(shè)置和監(jiān)視斷點(diǎn) 6.4.6 在反匯編窗口中調(diào)試 6.4.7 監(jiān)視寄存器 6.4.8 查看存儲(chǔ)器 6.4.9 觀察Terminal I／O 6.4.10 執(zhí)行程序到結(jié)束 第7章 狀態(tài)機(jī)在μC／OS-II中的應(yīng)用 7.1 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS-II概述 7.1.1 μC／OS-II的組成部分 7.1.2 μC／OS-II應(yīng)用程序基本結(jié)構(gòu) 7.2 visual STATE集成到μC／OS-II的說明 7.2.1 在多任務(wù)系統(tǒng)中組織多visualSTATE systems 7.2.2 創(chuàng)建多任務(wù)控制一個(gè)或者更多的visualSTATE systems 第3篇 創(chuàng)新設(shè)計(jì)篇 第8章 基于STM32的狀態(tài)機(jī)建模 8.1 簡易ATM取款機(jī) 8.1.1 軟硬件環(huán)境 8.1.2 案例分析 8.1.3 狀態(tài)機(jī)的建模分析 8.2 使用visualSTATE工具鏈設(shè)計(jì)、驗(yàn)證狀態(tài)機(jī) 8.2.1 visualSTATE Designer設(shè)計(jì)狀態(tài)圖 8.2.2 狀態(tài)機(jī)驗(yàn)證、仿真 8.2.3 visualSTATE Coder中生成代碼 8.3 visuatSTATE系統(tǒng)在STM32上的模擬實(shí)現(xiàn)方案 8.4 集成應(yīng)用程序代碼到STM32 8.4.1 在IAR Embedded Workbench中建立工程 8.4.2 在IAR Embedded Workbench中編寫用戶代碼 8.4.3 在C-SPYLink中調(diào)試visualSTATE應(yīng)用程序 8.4.4 用state-chart同步觀察調(diào)試過程 第9章 車燈系統(tǒng)的快速建模 9.1 車燈系統(tǒng)的需求分析 9.1.1 系統(tǒng)綜述 9.1.2 系統(tǒng)的控制描述 9.1.3 內(nèi)部照明系統(tǒng)框圖 9.2 車燈系統(tǒng)的狀態(tài)圖設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

技術(shù)只是手段，愛心才是根本，謹(jǐn)以《基于狀態(tài)機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》獻(xiàn)給：熱愛生活、積極向上、希望邁入嵌入式開發(fā)殿堂的朋友們！讓我們團(tuán)結(jié)奮斗，從自己創(chuàng)新設(shè)計(jì)的每一件嵌入式產(chǎn)品入手，無論它們是服務(wù)于工業(yè)、節(jié)能、交通管理、污染物監(jiān)測、老齡服務(wù)，還是井下通信、小區(qū)安防……擔(dān)負(fù)起自己的使命，使得我們的社會(huì)因我們的工作而更進(jìn)步、更文明、更和諧！愿我們一起努力，“嵌入”美好生活！

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