基于ARM Cortex-M4的单片机原理与实践PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 ARM体系概述 1

1.1.1 ARM简介 1

1.1.2 ARM架构的发展 2

1.1.3 Cortex内核分类 3

1.2 ARM Cortex-M4微处理器 4

1.2.1 ARM Cortex-M4微处理器特点 4

1.2.2 Cortex-M4微处理器结构 5

1.2.3 Cortex-M4微处理器的编程模式 8

1.2.4 Cortex-M4微处理器的堆栈 8

1.2.5 Cortex-M4微处理器的内核寄存器 8

1.2.6 Cortex-M4微处理器的存储器映射 9

1.2.7 Cortex-M4指令集 10

1.2.8 Cortex-M4的中断与异常处理 11

1.3 TM4C1294微处理器 13

1.3.1 TM4C1294微处理器概述 13

1.3.2 TM4C1294微处理器结构 13

1.3.3 TM4C1294微处理器性能特点 15

1.4 思考与练习 16

第2章 Cortex-M4F微处理器的系统控制模块 17

2.1 系统控制模块的相关信号描述 17

2.2 系统控制模块的功能概述 17

2.2.1 器件标识信息 17

2.2.2 复位控制 18

2.2.3 NMI控制 22

2.2.4 电源控制 23

2.2.5 时钟控制 23

2.2.6 工作模式控制 27

2.2.7 系统初始化与配置 28

2.3 思考与练习 29

第3章 CCS集成开发环境 30

3.1 集成开发环境CCS 30

3.1.1 CCS功能及特点 30

3.1.2 安装CCSv6 31

3.1.3 启动CCSv6 32

3.1.4 新建CCS工程 34

3.1.5 建立工程 41

3.1.6 基本调试功能 42

3.1.7 使用观察窗口 43

3.1.8 CCS的其他基本操作 44

3.1.9 CCS编程简介 45

3.2 TivaWare软件 47

3.2.1 TivaWare功能及特点 47

3.2.2 TivaWare主要模块介绍 47

3.3 思考与练习 49

第4章 TM4C1294微处理器内部存储器和外部扩展接口 50

4.1 TM4C1294片内存储器功能框图 50

4.2 TM4C1294片内存储器功能描述 51

4.2.1 SRAM 51

4.2.2 ROM 52

4.2.3 Flash Memory 54

4.2.4 EEPROM 60

4.3 TM4C1294寄存器映射与描述 62

4.4 TM4C 1294外部总线扩展接口（EPI） 64

4.4.1 EPI功能与特点 64

4.4.2 EPI内部结构 65

4.4.3 EPI功能描述 66

4.4.4 EPI初始化与配置 68

4.4.5 EPI寄存器映射 77

4.4.6 EPI应用例程 78

4.5 思考与练习 85

第5章 TM4C1294微处理器系统外设 86

5.1 通用输入／输出端口（GPIO） 86

5.1.1 GPIO功能与特点 86

5.1.2 GPIO功能描述 87

5.1.3 GPIO初始化与配置 91

5.1.4 GPIO寄存器映射与描述 92

5.1.5 GPIO应用例程 94

5.2 通用定时器模块（GPTM） 95

5.2.1 GPTM功能与特点 95

5.2.2 GPTM内部结构 96

5.2.3 GPTM功能描述 96

5.2.4 GPTM初始化与配置 104

5.2.5 GPTM寄存器映射与描述 106

5.2.6 GPTM应用例程 107

5.3 看门狗定时器（WDT） 108

5.3.1 WDT功能与特点 109

5.3.2 WDT内部结构 109

5.3.3 WDT功能描述 109

5.3.4 WDT初始化与配置 110

5.3.5 WDT寄存器映射与描述 111

5.3.6 WDT应用例程 111

5.4 微型直接存储器访问（μDMA） 112

5.4.1 μDMA控制器功能与特点 112

5.4.2 μDMA控制器内部结构 113

5.4.3 μDMA控制器功能描述 113

5.4.4 μDMA控制器初始化与配置 121

5.4.5 μDMA通道控制结构体 125

5.4.6 μDMA寄存器映射与描述 125

5.4.7 μDMA应用例程 126

5.5 思考与练习 127

第6章 TM4C1294微处理器的串行通信外设接口 128

6.1 通用异步收发器（UART） 128

6.1.1 UART功能与特点 128

6.1.2 UART内部结构 129

6.1.3 UART功能描述 130

6.1.4 UART初始化与配置 133

6.1.5 UART寄存器映射与描述 134

6.1.6 UART应用例程 135

6.2 四路同步串行接口（QSSI） 135

6.2.1 QSSI功能与特点 136

6.2.2 QSSI内部结构 136

6.2.3 QSSI功能描述 136

6.2.4 QSSI初始化与配置 139

6.2.5 QSSI寄存器映射与描述 141

6.2.6 QSSI应用例程 142

6.3 I2C总线 142

6.3.1 I2C功能与特点 143

6.3.2 I2C内部结构 143

6.3.3 I2C功能描述 144

6.3.4 I2C初始化与配置 148

6.3.5 I2C寄存器映射与描述 150

6.3.6 I2C应用例程 151

6.4 CAN总线 152

6.4.1 CAN功能与特点 152

6.4.2 CAN控制器内部结构 152

6.4.3 CAN功能描述 153

6.4.4 CAN初始化与配置 159

6.4.5 CAN寄存器映射与描述 160

6.4.6 CAN应用例程 161

6.5 通用串行总线（USB） 162

6.5.1 USB功能与特点 163

6.5.2 USB内部结构 163

6.5.3 USB功能描述 164

6.5.4 USB初始化与配置 171

6.5.5 USB寄存器映射与描述 173

6.6 以太网控制器 179

6.6.1 以太网控制器的功能与特点 180

6.6.2 以太网控制器的内部结构 180

6.6.3 以太网控制器的功能描述 181

6.6.4 以太网控制器的初始化与配置 182

6.6.5 以太网控制器的寄存器映射与描述 183

6.7 思考与练习 186

第7章 TM4C1294微处理器的模拟外设 188

7.1 TM4C1294微处理器的模拟比较器 188

7.1.1 模拟比较器的内部结构 188

7.1.2 模拟比较器的功能描述 188

7.1.3 模拟比较器的内部参考电压编程 188

7.1.4 模拟比较器的初始化与配置 190

7.1.5 模拟比较器的寄存器映射与描述 190

7.1.6 模拟比较器的应用例程 191

7.2 TM4C1294微处理器的模-数转换器（ADC） 191

7.2.1 ADC功能与特点 192

7.2.2 ADC内部结构 192

7.2.3 ADC功能描述 194

7.2.4 ADC初始化与配置 198

7.2.5 ADC寄存器映射与描述 199

7.2.6 ADC的应用例程 201

7.3 思考与练习 203

第8章 TM4C1294微处理器的运动控制外设 204

8.1 脉冲宽度调制（PWM） 204

8.1.1 PWM功能与特点 204

8.1.2 PWM内部结构 205

8.1.3 PWM功能描述 206

8.1.4 PWM初始化与配置 209

8.1.5 PWM寄存器映射 210

8.1.6 PWM应用例程 212

8.2 正交编码器接口（QEI） 215

8.2.1 QEI功能与特点 215

8.2.2 QEI内部结构 215

8.2.3 QEI功能描述 216

8.2.4 QEI初始化与配置 218

8.2.5 QEI寄存器映射与描述 219

8.2.6 QEI应用例程 219

8.3 思考与练习 220

第9章 基于TM4C12x的综合应用实例 221

9.1 基于TM4C123 LaunchPad的硬件平台介绍 221

9.1.1 硬件平台性能概述 222

9.1.2 硬件平台功能模块介绍 222

9.1.3 软件介绍 228

9.2 基于TM4C123 LaunchPad的步进电动机驱动应用设计 232

9.2.1 TM4C123GH6PM微处理器介绍 232

9.2.2 DRV8833步进电动机驱动器 232

9.2.3 系统硬件 235

9.2.4 系统软件 236

9.3 基于TM4C1294 LaunchPad的Wi-Fi应用 240

9.3.1 TM4C1294和CC3100介绍 240

9.3.2 系统硬件 242

9.3.3 系统软件 244

9.4 基于TM4C1294的AY-SCMP Kit实验开发板硬件系统介绍 250

9.4.1 系统组成和功能框图 250

9.4.2 系统部分硬件资源 250

9.5 基于TM4C 1294和加速度计的重力感应游戏 267

9.5.1 重力感应游戏概述 267

9.5.2 系统软件 268

9.5.3 实验结果展示 270

9.6 基于TM4C1294的音乐播放器设计 271

9.6.1 音乐播放器设计思路概述 271

9.6.2 工作原理 272

9.6.3 软件设计 272

9.6.4 实验结果展示 274

9.7 基于TM4C1294贪吃蛇游戏设计 275

9.7.1 贪吃蛇游戏设计概述 275

9.7.2 系统软件 275

9.7.3 实验结果展示 279

附录 280

附录A TM4C1294引脚定义 280

参考文献 284