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第1章　Cortex-M4处理器核简介 1

1.1 概述 1

1.2 Cortex-M4总体组织结构 3

1.3 Cortex-M4寄存器组织 6

1.4 Cortex-M4工作模式及中断异常处理 10

1.4.1 工作模式 10

1.4.2 中断与异常处理 11

1.5 数据类型和存储格式 17

1.6 存储保护单元编程模型 18

1.6.1 MPU概述 18

1.6.2 MPU设置与使用 23

1.6.3 MPU访问权限特性 23

1.7 浮点运算单元 25

1.8 Cortex-M4指令集 30

1.8.1 Thumb指令集 30

1.8.2 CMSIS扩展指令集 36

第2章 调试系统与开发工具 38

2.1 Cortex-M4调试系统结构 38

2.1.1 CoreSight调试体系结构 38

2.1.2 Cortex-M4调试结构 40

2.2 SAM-ICE开发调试器 44

2.2.1 JTAG边界扫描调试端口 44

2.2.2 SAM-ICE调试器简介 44

2.2.3 微控制器的调试 46

2.3 常用的微控制器开发软件 48

2.4 Atmel Studio专用开发环境 50

2.4.1 Atmel Studio简介 50

2.4.2 Atmel Studio的安装 50

2.4.3 新工程的建立 54

2.5 其他常用的开发工具和开发环境简介 55

第3章 SAM4S系列微控制器 56

3.1 SAM4S微控制器概述 56

3.2 SAM4S16C微控制器内部总体结构 58

3.2.1 概述 60

3.2.2 存储器组织与地址映射 66

3.2.3 启动机制 70

3.3 供电控制器SUPC 71

3.3.1 SAM4S微控制器电源供给 71

3.3.2 SUPC结构组成 73

3.3.3 工作原理 75

3.3.4 应用程序设计 81

3.4 复位控制器RSTC 84

3.4.1 RSTC结构组成 85

3.4.2 工作原理 85

3.4.3 应用程序设计 91

3.5 实时时钟RTC 95

3.5.1 RTC结构组成 95

3.5.2 工作原理 97

3.6 实时定时器RTT 98

3.6.1 RTT结构组成 98

3.6.2 工作原理 99

3.6.3 应用程序设计 100

3.7 看门狗定时器WDT 106

3.7.1 WDT结构组成 106

3.7.2 工作原理 107

3.8 嵌套向量中断控制器NVIC 108

3.8.1 NVIC结构组成 108

3.8.2 工作原理 109

3.8.3 应用程序设计 111

3.9 外设DMA控制器PDC 118

3.9.1 PDC结构组成 118

3.9.2 工作原理 119

3.9.3 应用程序设计 121

3.10 通用并行输入输出接口GPIO 124

3.10.1 GPIO结构组成 124

3.10.2 工作原理 128

3.10.3 应用程序设计 141

第4章 SAM4S-EK系统应用开发平台 143

4.1 SAM4S-EK应用开发平台架构简介 143

4.2 平台组件与接口 147

4.3 快速Flash编程接口与应用 155

4.3.1 快速Flash结构组成 155

4.3.2 并行快速Flash编程 158

4.3.3 应用程序设计 163

4.4 增强内嵌Flash控制器EEFC 165

4.4.1 EEFC结构组成 165

4.4.2 工作原理 166

4.4.3 应用程序设计 174

4.5 静态存储控制器SMC 183

4.5.1 SMC结构组成 183

4.5.2 工作原理 185

4.6 LCD背光控制和触摸屏 200

4.6.1 LCD背光控制和触摸屏结构组成 200

4.6.2 工作原理 203

4.6.3 应用程序设计 205

4.7 通用异步收发器UART 208

4.7.1 UART结构组成 208

4.7.2 工作原理 209

4.7.3 应用程序设计 213

4.8 通用同步／异步收发器USART 216

4.8.1 USART结构组成 216

4.8.2 工作原理 218

4.8.3 应用程序设计 232

第5章 SAM4S-EK开发平台接口与应用 241

5.1 脉宽调制控制器PWM 241

5.1.1 PWM结构组成 241

5.1.2 工作原理 245

5.1.3 应用程序设计 258

5.2 模／数转换器ADC 262

5.2.1 ADC结构组成 262

5.2.2 工作原理 264

5.2.3 应用程序设计 270

5.3 数／模转换器DAC 282

5.3.1 DAC结构组成 282

5.3.2 工作原理 283

5.3.3 应用程序设计 285

5.4 串行外设接口SPI 294

5.4.1 SPI结构组成 294

5.4.2 工作原理 295

5.4.3 应用程序设计 304

5.5 双总线接口TWI 312

5.5.1 TWI结构组成 312

5.5.2 工作原理 314

5.5.3 应用程序设计 326

5.6 同步串行控制器SSC 330

5.6.1 SSC结构组成 330

5.6.2 工作原理 332

5.6.3 应用程序设计 336

5.7 高速USB设备接口HSUDP 341

5.7.1 HSUDP结构组成 341

5.7.2 工作原理 343

5.7.3 应用程序设计 351

5.8 高速多媒体卡接口HSMCI 356

5.8.1 HSMCI结构组成 356

5.8.2 工作原理 358

5.8.3 应用程序设计 364

第6章 嵌入式实时操作系统及操作系统的移植 373

6.1 嵌入式实时操作系统概述 373

6.2 μC/OS-Ⅱ及其在AT91SAM4S-EK平台上的移植 382

6.2.1 μC/OS-Ⅱ实时操作系统简介 382

6.2.2 μC/OS-Ⅱ操作系统的移植 384

6.3 FreeRTOS及其在AT91SAM4S-EK平台上的移植 396

6.3.1 FreeRTOS简介 396

6.3.2 FreeRTOS操作系统的移植 397

6.4 μTenux及其在AT91SAM4S-EK平台上的移植 407

6.4.1 μTenux实时操作系统简介 407

6.4.2 μTenux系统的移植 407

第7章 设计案例与开发实践 415

7.1 嵌入式应用系统设计概述 415

7.2 嵌入式微控制器综合实验教学平台设计实例 419

7.2.1 概述 419

7.2.2 系统总体设计 420

7.2.3 系统硬件电路设计与实现 421

7.2.4 系统软件部分设计与实现 427

7.2.5 系统测试 437

参考文献 441