嵌入式技术基础与实践 基于ARM Cortex-M4F内核的MSP432系列微控制器PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 嵌入式系统定义、发展简史、分类及特点 1

1.1.1 嵌入式系统的定义 1

1.1.2 嵌入式系统的由来及发展简史 2

1.1.3 嵌入式系统的分类 5

1.1.4 嵌入式系统的特点 6

1.2 嵌入式系统的学习困惑、知识体系及学习建议 7

1.2.1 嵌入式系统的学习困惑 7

1.2.2 嵌入式系统的知识体系 10

1.2.3 基础阶段的学习建议 11

1.3 微控制器与应用处理器简介 12

1.3.1 微控制器简介 13

1.3.2 以MCU为核心的嵌入式测控产品的基本组成 14

1.3.3 应用处理器简介 15

1.4 嵌入式系统常用术语 16

1.4.1 与硬件相关的术语 16

1.4.2 与通信相关的术语 17

1.4.3 与功能模块相关的术语 18

1.5 嵌入式系统常用的C语言基本语法概要 19

1.5.1 C语言的运算符与数据类型 19

1.5.2 程序流程控制 21

1.5.3 函数 23

1.5.4 数据存储方式 23

1.5.5 编译预处理 29

小结 30

习题 31

第2章 ARM Cortex-M4F处理器 32

2.1 ARM Cortex-M4F处理器简介 32

2.1.1 ARM Cortex-M4F处理器内部结构概要 33

2.1.2 ARM Cortex-M4F处理器存储器映像 35

2.1.3 ARM Cortex-M4F处理器的寄存器 36

2.2 指令系统 40

2.2.1 指令简表与寻址方式 41

2.2.2 数据传送类指令 42

2.2.3 数据操作类指令 44

2.2.4 跳转控制类指令 48

2.2.5 其他指令 49

2.3 指令集与机器码对应表 50

2.4 汇编语言的基本语法 52

2.4.1 汇编语言格式 53

2.4.2 常用伪指令简介 55

小结 57

习题 57

第3章 存储映像、中断源与硬件最小系统 58

3.1 MSP432系列MCU概述 58

3.1.1 MSP432系列MCU简介 58

3.1.2 MSP432系列MCU内部结构框图 60

3.2 MSP432系列MCU存储映像与中断源 62

3.2.1 MSP432系列MCU存储映像 62

3.2.2 MSP432中断源 63

3.3 MSP432系列MCU的引脚功能 65

3.3.1 硬件最小系统引脚 66

3.3.2 I/O端口资源类引脚 66

3.4 MSP432系列MCU硬件最小系统 67

3.4.1 电源及其滤波电路 68

3.4.2 复位电路及复位功能 68

3.4.3 晶振电路 68

3.4.4 SWD接口电路 69

小结 69

习题 70

第4章 GPIO及程序框架 71

4.1 通用I/O接口基本概念及连接方法 71

4.2 GPIO模块的编程结构 73

4.2.1 端口与GPIO模块——对外引脚与内部寄存器 73

4.2.2 GPIO基本编程步骤与基本打通程序 75

4.3 GPIO驱动构件封装方法与驱动构件封装规范 76

4.3.1 设计GPIO驱动构件的必要性及GPIO驱动构件封装要点分析 76

4.3.2 底层驱动构件封装规范概要与构件封装的前期准备 78

4.3.3 MSP432的GPIO驱动构件源码及解析 79

4.4 利用构件方法控制小灯闪烁 93

4.4.1 Light构件设计 93

4.4.2 Light构件测试工程主程序 96

4.5 工程文件组织框架与第一个C语言工程分析 97

4.5.1 工程框架及所含文件简介 97

4.5.2 链接文件常用语法及链接文件解析 100

4.5.3 机器码文件解析 104

4.5.4 芯片上电启动执行过程 105

4.6 第一个汇编语言工程：控制小灯闪烁 106

4.6.1 汇编工程文件的组织 106

4.6.2 汇编语言GPIO构件及使用方法 107

4.6.3 汇编语言Light构件及使用方法 110

4.6.4 汇编语言Light测试工程主程序 112

小结 113

习题 114

第5章 嵌入式硬件构件与底层驱动构件基本规范 116

5.1 嵌入式硬件构件 116

5.1.1 嵌入式硬件构件的概念与分类 116

5.1.2 基于嵌入式硬件构件的电路原理图设计简明规则 117

5.2 嵌入式底层驱动构件的概念与层次模型 120

5.2.1 嵌入式底层驱动构件的概念 120

5.2.2 嵌入式硬件构件与软件构件结合的层次模型 121

5.2.3 嵌入式软件构件的分类 122

5.3 底层驱动构件的封装规范 122

5.3.1 构件设计的基本思想与基本原则 123

5.3.2 编码风格基本规范 124

5.3.3 公共要素文件 128

5.3.4 头文件的设计规范 130

5.3.5 源程序文件的设计规范 131

5.4 硬件构件及底层软件构件的重用与移植方法 132

小结 134

习题 134

第6章 串行通信模块及第一个中断程序结构 136

6.1 异步串行通信的通用基础知识 136

6.1.1 串行通信的基本概念 137

6.1.2 RS232总线标准 138

6.1.3 TTL电平到RS232电平转换电路 139

6.1.4 串行通信编程模型 140

6.2 MSP432芯片UART驱动构件及使用方法 141

6.2.1 MSP432芯片UART引脚 141

6.2.2 UART驱动构件基本要素分析与头文件 142

6.2.3 printf的设置方法与使用 145

6.3 ARM Cortex-M4F中断机制及MSP432中断编程步骤 145

6.3.1 关于中断的通用基础知识 145

6.3.2 ARM Cortex-M4F非内核模块中断编程结构 147

6.3.3 MSP432中断编程步骤——以串口接收中断为例 149

6.4 UART驱动构件的设计方法 151

6.4.1 UART模块编程结构 151

6.4.2 UART驱动构件源码 157

小结 164

习题 165

第7章 定时器相关模块 166

7.1 ARM Cortex-M4F内核定时器 166

7.1.1 SysTick模块的编程结构 167

7.1.2 SysTick的驱动构件设计 168

7.2 脉宽调制、输入捕捉与输出比较通用基础知识 170

7.2.1 脉宽调制PWM通用基础知识 170

7.2.2 输入捕捉与输出比较通用基础知识 173

7.3 Timer _A模块 173

7.3.1 Timer _A模块功能概述 173

7.3.2 Timer _A模块驱动构件及使用方法 175

7.3.3 Timer _A模块驱动构件设计 182

7.4 Timer32模块 190

7.4.1 Timer32模块功能概述 190

7.4.2 Timer32模块驱动构件及使用方法 191

7.4.3 Timer32模块驱动构件设计 193

7.5 实时时钟RTC_ C模块 197

7.5.1 RTC_ C模块功能概述 197

7.5.2 RTC_ C模块驱动构件及使用方法 197

7.5.3 RTC驱动构件的设计 200

小结 208

习题 208

第8章 GPIO应用——键盘、LED及LCD 209

8.1 键盘的基础知识及其驱动构件设计 209

8.1.1 键盘模型及接口 209

8.1.2 键盘编程基本问题、扫描编程原理及键值计算 210

8.1.3 键盘驱动构件的设计 211

8.2 LED数码管的基础知识及其驱动构件设计 216

8.2.1 LED数码管的基础知识 217

8.2.2 LED驱动构件设计及使用方法 218

8.3 LCD的基础知识及其驱动构件设计 222

8.3.1 LCD的特点和分类 222

8.3.2 点阵字符型LCD模块控制器HD44780 224

8.3.3 LCD构件设计 228

8.4 键盘、LED及LCD驱动构件测试实例 233

小结 236

习题 236

第9章 Flash在线编程 237

9.1 Flash在线编程的通用基础知识 237

9.2 Flash驱动构件及使用方法 238

9.2.1 Flash驱动构件知识要素分析 238

9.2.2 Flash驱动构件头文件 239

9.2.3 Flash驱动构件的使用方法 242

9.3 Flash驱动构件的设计方法 243

9.3.1 Flash模块编程结构 243

9.3.2 Flash驱动构件设计技术要点 246

9.3.3 Flash驱动构件源码 247

小结 255

习题 256

第10章 ADC与CMP模块 257

10.1 模拟／数字转换器 257

10.1.1 ADC的通用基础知识 257

10.1.2 ADC驱动构件及使用方法 260

10.1.3 ADC模块的编程结构 264

10.1.4 ADC驱动构件的设计 268

10.2 比较器 271

10.2.1 CMP的通用基础知识 271

10.2.2 CMP驱动构件及使用方法 271

10.2.3 CMP驱动构件的编程结构 274

10.2.4 CMP驱动构件的设计 277

小结 281

习题 281

第11章 SPI、 I2C与CTI模块 282

11.1 串行外设接口模块 282

11.1.1 串行外设接口的通用基础知识 282

11.1.2 SPI驱动构件头文件及使用方法 285

11.1.3 SPI模块的编程结构 290

11.1.4 SPI驱动构件的设计 293

11.2 集成电路互联总线模块 299

11.2.1 集成电路互联总线的通用基础知识 299

11.2.2 I2C驱动构件头文件及使用方法 304

11.2.3 I2C模块的编程结构 310

11.2.4 I2C驱动构件源码 316

11.3 电容式触摸感应模块 322

11.3.1 电容式触摸感应的通用基础知识 322

11.3.2 CTI驱动构件头文件及使用方法 323

11.3.3 CTI模块的编程结构 325

11.3.4 CTI驱动构件的设计 325

小结 327

习题 327

第12章 DMA编程 328

12.1 直接存储器存取的通用基础知识 328

12.1.1 DMA的基本概念 328

12.1.2 DMA的一般操作流程 329

12.2 DMA构件头文件及使用方法 329

12.3 DMA驱动构件的设计方法 337

12.3.1 DMA模块编程结构 337

12.3.2 DMA驱动构件源码 339

小结 343

习题 343

第13章 系统时钟与其他功能模块 344

13.1 时钟系统 344

13.1.1 时钟系统概述 344

13.1.2 时钟模块概要与编程要点 345

13.1.3 时钟模块测试实例 348

13.2 电源模块 348

13.2.1 电源模式控制 348

13.2.2 电源模式转换 350

13.3 校验模块 350

13.3.1 CRC32模块简介 350

13.3.2 CRC校验和生成 351

13.3.3 CRC标准与位顺序 351

13.3.4 CRC实现 352

13.3.5 CRC寄存器 352

13.4 看门狗模块 353

13.4.1 看门狗模块简介 353

13.4.2 看门狗的配置方法 353

13.5 复位模块 354

13.5.1 电源开／关复位 355

13.5.2 重新启动重置 355

13.5.3 硬重置 355

13.5.4 软重置 356

13.6 高级加密模块 356

13.6.1 AES介绍 356

13.6.2 AES工作流程 356

13.6.3 AES寄存器 357

13.7 位带技术及应用方法 359

13.7.1 位带别名区概述 359

13.7.2 位带别名区的应用机制解析 359

13.7.3 位带别名区使用注意事项 360

13.7.4 测试实例 361

小结 362

习题 362

第14章 进一步学习指导 363

14.1 关于更为详细的技术资料 363

14.2 关于实时操作系统 363

14.3 关于嵌入式系统稳定性问题 365

附录A 100引脚LQFP封装MSP432的复用功能 367

附录B 100引脚LQFP封装MSP432的硬件最小系统 370

附录C集成开发环境CCS简明使用方法 371

附录D printf格式化输出 376

参考文献 379