طراحی سیستم دیجیتال – کاربرد میکروکنترلر ۲۰۲۲
Digital System Design – Use of Microcontroller 2022

امروزه سامانه‌های نهفته (Embedded systems) تقریباً در تمام تجهیزات، از توسترها گرفته تا فضاپیماها، به‌طور گسترده‌ای به کار گرفته می‌شوند. طراحان سامانه‌های نهفته با چالش‌های متعددی روبرو هستند. از آن‌ها خواسته می‌شود تا با استفاده از آخرین فناوری‌ها، سامانه‌هایی با پیچیدگی روزافزون تولید کنند، در حالی که این فناوری‌ها با سرعتی بی‌سابقه در حال تغییر هستند. از آن‌ها انتظار می‌رود طرح‌هایی با کیفیت بهتر و با زمان ورود به بازار کوتاه‌تر ارائه دهند. هم‌چنین از آن‌ها خواسته می‌شود تا کارکردهای پیچیده‌تری را پیاده‌سازی کنند، اما مهم‌تر از همه، محدودیت‌های متعدد دیگری را نیز برآورده سازند. برای دستیابی به اهداف طراحی فعلی، طراح باید از این محدودیت‌ها و مهم‌تر از آن، از عواملی که تأثیر مستقیمی بر آن‌ها دارند، آگاه باشد.

یکی از چالش‌های پیش روی طراحان سامانه‌های نهفته، انتخاب پردازنده‌ی بهینه برای کاربرد مورد نظر است؛ پردازنده‌های تک‌منظوره، چندمنظوره یا ویژه کاربرد. میکروکنترلرها یکی از اعضای خانواده‌ی پردازنده‌های ویژه کاربرد هستند.

این کتاب بر استفاده از میکروکنترلر به عنوان پردازنده‌ی سامانه‌ی نهفته و نحوه‌ی استفاده از آن در بسیاری از کاربردهای سامانه‌های نهفته تمرکز دارد. کتاب هم جنبه‌های سخت‌افزاری و هم نرم‌افزاری مورد نیاز برای طراحی با استفاده از میکروکنترلر را پوشش می‌دهد.

این کتاب برای دانشجویان مقطع کارشناسی و همچنین مهندسانی که در زمینه‌ی طراحی سامانه‌های دیجیتال فعالیت می‌کنند، ایده‌آل است.

فهرست مطالب:
• پیشگفتار؛
• معیارهای طراحی فرآیند؛
• رویکرد سیستمی به طراحی سیستم دیجیتال؛
• مقدمه‌ای بر میکروکنترلرها و میکروپروسسورها؛
• دستورالعمل‌ها و مجموعه‌های دستورالعمل؛
• زبان ماشین و زبان اسمبلی؛
• حافظه سیستم؛ تایمرها، شمارنده‌ها و تایمر نگهبان (Watchdog timer)؛
• اتصال به دستگاه‌ها/پریفرال‌های محلی؛
• داده‌های آنالوگ و زیرسیستم ورودی/خروجی آنالوگ؛
• ارتباطات چندپردازنده‌ای؛
• ارتباطات سریال و رابط‌های مبتنی بر شبکه.

Embedded systems are today, widely deployed in just about every piece of machinery from toasters to spacecraft. Embedded system designers face many challenges. They are asked to produce increasingly complex systems using the latest technologies, but these technologies are changing faster than ever. They are asked to produce better quality designs with a shorter time-to-market. They are asked to implement increasingly complex functionality but more importantly to satisfy numerous other constraints. To achieve the current goals of design, the designer must be aware with such design constraints and more importantly, the factors that have a direct effect on them.One of the challenges facing embedded system designers is the selection of the optimum processor for the application in hand; single-purpose, general-purpose or application specific. Microcontrollers are one member of the family of the application specific processors.The book concentrates on the use of microcontroller as the embedded system?s processor, and how to use it in many embedded system applications. The book covers both the hardware and software aspects needed to design using microcontroller.The book is ideal for undergraduate students and also the engineers that are working in the field of digital system design.Contents• Preface;• Process design metrics;• A systems approach to digital system design;• Introduction to microcontrollers and microprocessors;• Instructions and Instruction sets;• Machine language and assembly language;• System memory; Timers, counters and watchdog timer;• Interfacing to local devices / peripherals;• Analogue data and the analogue I/O subsystem;• Multiprocessor communications;• Serial Communications and Network-based interfaces.