嵌入式微控制器技術及套用

內容簡介

《嵌入式微控制器技術及套用》以嵌入式微控制器核心為主線，突出個性；以歸類片上資源為線索，突出共性。力求理論聯繫實際，深入淺出地展開嵌入式微控制器技術及其套用的介紹。

　　全書內容分為9章，包括嵌入式微控制器概論、ARM嵌入式微控制器、嵌入式微控制器中斷系統、基於ARM微控制器的嵌入式程式設計、嵌入式微控制器GPIO及套用、定時／計數組件及套用、模擬通道組件及套用、互連通信組件及套用以及基於微控制器的嵌入式套用系統設計。

　　本書既有原理介紹，又有套用實例，每章後都有適量的請潤局滲習題，便於組織教學，也便於自學。

　　本書可作為高等院校電子／電氣工程、寒擊霸計算機、物聯網、自動化、測控技術與儀表、通信工程以及機電一體化等高年級本科生和研究生嵌入式系統相關課程的教材或參考書，也可供歡廈良從事以嵌入式微控制器為核心的嵌入式系統設計與開發的工程技術人員參考。

圖書目錄

第1章嵌入式微控制器概論

1.1 嵌入式付淋犁歸微控制器及嵌入式系統

1.1.1 嵌入式系統的概念

1.1.2 嵌入式系統硬體的基本組成

1.1.3 嵌入式微控制器

1.2 嵌入式微控制器分類

1.2.1 CISC結構與RISC結構

1.2.2 馮·諾依曼結構與哈佛結構

1 2.3 51系列微控制器

1.2.4 AVR系列微控制器

1.2.5 PIC系列微控制器

1.2.6 MSP430系列微控制器

1.2.7 MC68HC系列微控制器

1.2.8 ARM系列微控制器

1.3 嵌入式微控制器的發展及套用領域

1.3.1 嵌入式微控制器的發展

1.3.2 嵌入式微控制器的套用領域

本章習題

第2章 ARM嵌入式微控制器

2.1 ARM處理器體系結構

2.1.1 ARM處理器的主要特點

2.1.2 ARM處理器核心版本

2.1.3 ARM處理器核心分類

2.1.4 ARM的工作狀態及工作模式

2.1.5 ARM處理器暫存器組織

2.1.6 ARM的存儲器格式及數據類型

2.1.7 ARM處理器中的MMU和MPU

2.2 ARM指令流水線技術

2.2.1 指令流水線處理

2.2.2 ARM的3級指令端凳主流水線

2.2.3 ARM的5級指令流水線

2.2.4 ARM的6級指令流水線

2.2.5 ARM的7級指令流水線

2.2.6 ARM的8級指令流水線

2.3 典型ARM微控制器核心

2.3.1 ARM核心命名

2.3.2 ARM7典型核心ARM7TDMI

2.3.3 ARM9典型核心ARM9TDMI

2.3.4 Cortex-M典型核心Cortex-M0／M1／M3／M4

2.3.5 Cortex典型核心Cortex-R

2.4 ARM微控制器的AMBA匯流排

2.4.1 AMBA匯流排的發展及版本

2.4.2 基於AMBA匯流排的典型ARM微控制器或片上系統

2.5 基於ARM核心的嵌入式微控制器硬體組成

2.6 常用ARM嵌入式微控制器廠家及典型晶片

2.6.1 NXP公司的典型ARM晶片

2.6.2 TI公司的典型ARM晶片

2.6.3 Samsung公司的典型ARM晶片

2.6.4 Atmel公司的典型ARM晶片

2.6.5 ST公司的典型ARM晶片

2.6.6 Freescale公司的典型ARM晶片霸舟承

2.6.7 Nuvoton公司的典型ARM晶片

2.6.8 其他廠家的典型ARM晶片

2.7 嵌入式微控制器選型

2.7.1 功能性參數的選擇原則

2.7.2 非功能性參數的選擇原則

本章習題

第3章嵌入式微控制器中斷系統

3.1 ARM處理器異常中斷處理概述

3.1.1 中斷的概念講民

3.1.2 ARM Cortex-M微控制器的異常中斷

3.2 嵌套向量中斷控制器NVIC

3.2.1 NVIC概述

3.2.2 ARM Cortex-M微控制器NVIC暫存器

3.2.3 用CMSIS訪問NVIC暫存器

3.3 典型Cortex-M微控制器片上外設中斷源及中斷向量表

3.3.1 Nuvoton公司的Cortex-MO微控制器中斷源及中斷向量表

3.3.2 NXP公司的Cortex-M微控制器中斷源及中斷向量表

3.3.3 TI公司的Cortex-M3微控制器中斷源及中斷向量表

3.3.4 Freescale公司的CortexMO+微控制器中斷源及中斷向量表

3.4 ARM Cortex-M微控制器晶片功率控制及外部中斷

3.4.1 功率控制

3.4.2 外部中斷相關暫存器描述

本章習題

第4章基於ARM微控制器的嵌入式程式設計

4.1 Thumb／Thtimb-2指令系統

4.1.1 ARM Cortex-M0支持的Thumb指令集

4.1.2 ARM Cortex-M3支持的Thumb-2指令集

4.1.3 ARM處理器支持的偽指令

4.2 ARM彙編語言程式設計

4.2.1 ARM彙編器所支持的偽指令

4.2.2 ARM彙編語言的語句格式及程式結構

4.2.3 彙編語言程式設計

4.2.4 嵌入式C語言與彙編語言混合程式設計

4.3 存儲器映射及外設定址

4.3.1 存儲器映射

4.3.2 外設定址

4.4 CMSIS及其規範

4.4.1 CMSIS軟體結構及層次

4.4.2 CMSIS代碼規範

4.4.3 CMSIS檔案結構

4.5 嵌入式C程式設計

4.5.1 嵌入式程式設計過程

4.5.2 嵌入式應用程式的處理流程

4.5.3 嵌入式C語言支持的數據類型及運算符

4.5.4 嵌入式系統的程式映像

4.5.5 基於CMSIS規範的啟動檔案編程示例

4.5.6 用C語言操作片上外設

本章習題

第5章嵌入式微控制器GPIO及套用

5.1 GPIO概述

5.2 GPIO基本工作模式

5.2.1 GPIO的高阻輸入模式

5.2.2 GPIO的輸出模式

5.2.3 GPIO的準雙向I／O模式

5.2.4 GPIO的上拉和下拉

5.3 GPIO連線埠保護措施

5.4 GPIO連線埠的中斷

5.4.1 GPIO連線埠中斷觸發方式

5.4.2 典型ARM Cortex-M3微控制器GPIO中斷

5.5 GPIO的典型套用

5.5.1 數位訊號的邏輯電平

5.5.2 邏輯電平的轉換

5.5.3 GPIO連線埠引腳功能選擇

5.5.4 GPIO連線埠操作C語言函式設計

5.5.5 GPIO連線埠LED顯示電路示例

5.5.6 GPIO連線埠的隔離輸出

5.5.7 GPIO連線埠的隔離輸入

5.5.8 GPIO的非接觸式按鍵輸入

本章習題

第6章定時／計數組件及套用

6.1 通用定時／計數器

6.1.1 內部定時功能

6.1.2 外部計數功能

6.1.3 捕獲功能

6.1.4 匹配功能

6.1.5 典型嵌入式微控制器的定時／計數器及套用

6.2 看門狗定時器WDT

6.2.1 WDT的硬體組成

6.2.2 WDT相關暫存器

6.2.3 WDT的套用

6.3 實時時鐘定時器RTC

6.3.1 RTC的硬體組成

6.3.2 RTC相關暫存器

6.3.3 RTC的套用

6.4 PWM定時器

6.4.1 PWM概述

6.4.2 PWM工作原理

6.4.3 PWM硬體組成及引腳

6.4.4 PWM相關暫存器

6.4.5 PWM的套用

6.5 電機控制PWM定時器MCPWM

6.5.1 MC2PWM概述

6.5.2 MCPWM硬體組成及引腳

6.5.3 MCPWM相關暫存器

6.5.4 MCPWM的套用

6.6 其他定時部件

6.6.1 系統節拍定時器SysTick

6.6.2 重複中斷定時器RI

本章習題

第7章模擬通道組件及套用

7.1 模擬輸入／輸出系統

7.2 模／數轉換器ADC

7.2.1 ADC的硬體組成及原理

7.2.2 ADC相關暫存器

7.2.3 ADC的套用

7.3 數／模轉換器DAC

7.3.1 DAC的硬體組成及原理

7.3.2 DAC相關暫存器

7.3.3 DAC的套用

7.4 比較器COMP

本章習題

第8章互連通信組件及套用

8.1 串列異步收發器UART

8.1.1 UART及其結構

8.1.2 UART相關暫存器

8.1.3 UART的套用

8.2 I2C匯流排接口

8.2.1 I2C匯流排概述

8.2.2 I2C串列匯流排模組結構

8.2.3 I2C匯流排操作模式

8.2.4 I2C匯流排模組相關暫存器

8.2.5 I2C匯流排接口中斷

8.2.6 I2C匯流排接口的套用

8.3 SPI串列外設接口

8.3.1 SPI串列外設接口概述

8.3.2 SPI暫存器結構

8.3.3 SPI接口的套用

8.4 CAN匯流排接口

8.4.1 CAN匯流排接口概述

8.4.2 CAN控制器組成及相關暫存器

8.4.3 CAN匯流排接口的套用

8.5 乙太網Ethernet控制器接口

8.5.1 Ethernet控制器簡介

8.5.2 Ethernet控制器結構

8.5.3 Ethernet接口連線

8.6 常用無線通信接口

8.6.1 GPS模組

8.6.2 GPRS模組

8.6.3 北斗模組

8.6.4 WiFi及藍牙

8.6.5 其他無線模組

本章習題

第9章基於微控制器的嵌入式套用系統設計

9.1 嵌入式小系統設計

9.1.1 小系統組成

9.1.2 小系統設計

9.2 嵌入式功耗系統設計

9.2.1 功耗系統

9.2.2 嵌入式微控制器的電源工作模式

9.2.3 嵌入式微控制器的功率控制

9.2.4 嵌入式低功耗設計步驟及主要內容

9.3 典型嵌入式套用系統設計

9.3.1 嵌入式套用系統設計方法及原則

9.3.2 輸入通道設計

9.3.3 輸出通道設計

9.3.4 人機互動通道設計

9.3.5 互連通信通道設計

9.3.6 嵌入式套用系統抗干擾設計

9.3.7 無作業系統的嵌入式套用系統軟體設計

9.3.8 有作業系統的嵌入式套用系統軟體設計

9.4 嵌入式套用系統調試與測試技術

9.4.1 硬體調試連線及調試工具

9.4.2 調試工具及硬軟調試

9.5 嵌入式套用系統設計實例

9.5.1 嵌入式環境監測監控系統主要設計要求及需求分析

9.5.2 嵌入式環境監測監控系統體系結構設計

9.5.3 小系統設計

9.5.4 嵌入式環境監控系統模擬通道設計

9.5.5 嵌入式環境監控系統數字通道設計

9.5.6 嵌入式環境監控系統人機互動通道設計

9.5.7 嵌入式環境監控系統互連通信接口設計

本章習題

參考文獻

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基本介紹

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