嵌入式技术基础与实践 ARM Cortex-M0+ KL系列微控制器 第4版PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1嵌入式系统的定义、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 4

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 12

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 28

小结 29

习题 31

第2章 ARM Cortex-M0＋处理器 32

2.1 ARM Cortex-M0＋处理器简介 32

2.1.1 ARM Cortex-M0＋处理器内部结构概要 33

2.1.2 ARM Cortex-M0＋处理器存储器映像 34

2.1.3 ARM Cortex-M0＋处理器的寄存器 35

2.2 ARM Cortex-M0＋处理器的指令系统 38

2.2.1 ARM Cortex-M0＋指令简表与寻址方式 38

2.2.2数据传送类指令 40

2.2.3数据操作类指令 42

2.2.4跳转控制类指令 45

2.2.5其他指令 46

2.3 ARM Cortex-M0＋指令集与机器码对应表 47

2.4 GNU汇编语言的基本语法 49

2.4.1 ARM-GNU汇编语言格式 50

2.4.2伪指令 52

小结 54

习题 55

第3章 存储映像、中断源与硬件最小系统 56

3.1恩智浦Kinetis系列微控制器简介 56

3.2 KL系列MCU简介与体系结构概述 57

3.2.1 KL系列MCU简介 57

3.2.2 KL系列MCU体系结构概述 60

3.3 KL25/26系列存储映像与中断源 61

3.3.1 KL25/26系列存储映像 61

3.3.2 KL25/26中断源 63

3.4 KL25/26的引脚功能 64

3.4.1硬件最小系统引脚 64

3.4.2对外提供服务的引脚 67

3.5 KL25/26硬件最小系统原理图 67

3.5.1电源及其滤波电路 68

3.5.2复位电路及复位功能 68

3.5.3晶振电路 68

3.5.4 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端口控制模块与GPIO模块的编程结构 73

4.2.1端口控制模块——决定引脚复用功能 73

4.2.2 GPIO模块——对外引脚与内部寄存器 75

4.2.3 GPIO基本编程步骤与基本打通程序 77

4.3 GPIO驱动构件封装方法与驱动构件封装规范 78

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 78

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 80

4.3.3 KL25的GPIO驱动构件源码及解析 81

4.4利用构件方法控制小灯闪烁 87

4.4.1 Light构件设计 88

4.4.2 Light构件测试工程主程序 90

4.5工程文件组织框架与第一个C语言工程分析 92

4.5.1工程框架及所含文件简介 92

4.5.2链接文件常用语法及链接文件解析 94

4.5.3机器码文件解析 98

4.5.4芯片上电启动运行过程解析 100

4.6第一个汇编语言工程：控制小灯闪烁 103

4.6.1汇编工程文件的组织 104

4.6.2汇编语言GPIO构件及使用方法 105

4.6.3汇编语言Light构件及使用方法 108

4.6.4汇编语言Light测试工程主程序及汇编工程运行过程 110

小结 111

习题 112

第5章 嵌入式硬件构件与底层驱动构件基本规范 113

5.1嵌入式硬件构件 113

5.1.1嵌入式硬件构件概念与嵌入式硬件构件分类 113

5.1.2基于嵌入式硬件构件的电路原理图设计简明规则 114

5.2嵌入式底层驱动构件的概念与层次模型 117

5.2.1嵌入式底层驱动构件的概念 117

5.2.2嵌入式硬件构件和软件构件的层次模型 117

5.3底层驱动构件的封装规范 118

5.3.1构件设计的基本思想与基本原则 119

5.3.2编码风格基本规范 120

5.3.3公共要素文件 124

5.3.4头文件的设计规范 126

5.3.5源程序文件的设计规范 127

5.4硬件构件及底层软件构件的重用与移植方法 127

小结 129

习题 130

第6章 串行通信模块及第一个中断程序结构 131

6.1异步串行通信的通用基础知识 131

6.1.1串行通信的基本概念 131

6.1.2 RS232总线标准 133

6.1.3 TTL电平到RS232电平转换电路 134

6.1.4串行通信编程模型 135

6.2 KL25/26芯片UART驱动构件及使用方法 136

6.2.1 KL25/26芯片UART引脚 136

6.2.2 UART驱动构件基本要素分析与头文件 137

6.2.3 printf的设置方法与使用 140

6.3 ARM Cortex-M0＋中断机制及KL25/26中断编程步骤 140

6.3.1关于中断的通用基础知识 140

6.3.2 ARM Cortex-M0＋非内核模块中断编程结构 142

6.3.3 KL25/26中断编程步骤——以串口接收中断为例 144

6.4 UART驱动构件的设计方法 146

6.4.1 UART模块编程结构 146

6.4.2 UART驱动构件源码 151

小结 156

习题 157

第7章 定时器相关模块 158

7.1 ARM Cortex-M0＋内核定时器 158

7.1.1 SysTick模块的编程结构 159

7.1.2 SysTick构件设计及测试工程 160

7.2脉宽调制、输入捕捉与输出比较通用基础知识 162

7.2.1脉宽调制PWM通用基础知识 162

7.2.2输入捕捉与输出比较通用基础知识 165

7.3 TPM模块的驱动构件及使用方法 166

7.3.1 TPM模块的脉宽调制、输入捕捉、输出比较引脚 166

7.3.2 TPM构件头文件 167

7.3.3 TPM测试工程 172

7.4 TPM模块驱动构件的设计方法 175

7.4.1 TPM模块的编程结构 175

7.4.2 TPM驱动构件的设计 180

7.5周期中断定时器PIT模块 187

7.5.1周期中断定时器PIT模块功能概述 187

7.5.2 PIT驱动构件及使用方法 187

7.5.3 PIT驱动构件设计 189

7.6低功耗定时器LPTMR模块 192

7.6.1低功耗定时器LPTMR模块功能概述 192

7.6.2 LPTMR驱动构件及使用方法 193

7.6.3 LPTMR驱动构件的设计 195

7.7实时时钟RTC模块 199

7.7.1 RTC模块功能概述 199

7.7.2 RTC驱动构件及使用方法 200

7.7.3 RTC驱动构件的设计 204

小结 210

习题 211

第8章 GPIO应用——键盘、LED及LCD 212

8.1键盘基础知识与键盘驱动构件设计 212

8.1.1键盘模型及接口 212

8.1.2键盘编程基本问题、扫描编程原理及键值计算 213

8.1.3键盘驱动构件的设计 214

8.2 LED数码管基础知识与LED驱动构件设计 219

8.2.1 LED数码管基础知识 219

8.2.2 LED驱动构件设计及使用方法 220

8.3 LCD基础知识与LCD驱动构件设计 224

8.3.1 LCD的特点和分类 225

8.3.2点阵字符型LCD模块控制器HD44780 226

8.3.3 LCD构件设计 231

8.4键盘、LED及LCD驱动构件测试实例 235

小结 236

习题 237

第9章 Flash在线编程 238

9.1 Flash驱动构件及使用方法 238

9.1.1 Flash在线编程的基本概念 238

9.1.2 KL25/26芯片Flash构件头文件及使用方法 239

9.2 Flash保护与加密 242

9.2.1 Flash保护含义及保护函数的使用说明 242

9.2.2 Flash加密方法与去除密码方法 243

9.3 Flash驱动构件的设计方法 245

9.3.1 Flash模块编程结构 245

9.3.2 Flash驱动构件设计技术要点 248

9.3.3 Flash驱动构件封装要点分析 251

9.3.4 Flash驱动构件的源程序代码 252

小结 257

习题 258

第10章 ADC、DAC与CMP模块 259

10.1模拟/数字转换器ADC 259

10.1.1模/数转换器ADC的通用基础知识 259

10.1.2 ADC驱动构件及使用方法 262

10.1.3 ADC模块的编程结构 266

10.1.4 ADC驱动构件的设计 272

10.2数字/模拟转换器DAC 277

10.2.1数/模转换器DAC的通用基础知识 277

10.2.2 DAC驱动构件及使用方法 278

10.2.3 DAC驱动构件的编程结构 282

10.2.4 DAC驱动构件的设计 284

10.3比较器CMP 286

10.3.1比较器CMP的通用基础知识 286

10.3.2 CMP驱动构件及使用方法 287

10.3.3 CMP驱动构件的编程结构 291

10.3.4 CMP驱动构件的设计 293

小结 300

习题 301

第11章 SPI、I2C与TSI模块 302

11.1串行外设接口SPI模块 302

11.1.1串行外设接口SPI的通用基础知识 302

11.1.2 SPI驱动构件头文件及使用方法 305

11.1.3 SPI模块的编程结构 310

11.1.4 SPI驱动构件的设计 314

11.2集成电路互连总线I2C模块 320

11.2.1集成电路互连总线I2C的通用基础知识 320

11.2.2 I2C驱动构件头文件及使用方法 325

11.2.3 I2C模块的编程结构 331

11.2.4 I2C驱动构件的设计 334

11.3触摸感应接口TSI模块 343

11.3.1触摸感应接口TSI的通用基础知识 343

11.3.2 TSI驱动构件头文件及使用方法 346

11.3.3 TSI模块的编程结构 349

11.3.4 TSI驱动构件的设计 351

小结 355

习题 355

第12章 USB编程 356

12.1 USB应用开发基础知识 356

12.1.1 USB的物理特性 357

12.1.2 USB主机与设备的概念与特性 358

12.1.3 USB中断概述 360

12.2 USB设备（从机）的应用编程方法 360

12.2.1 USB设备（从机）驱动构件及使用方法 360

12.2.2 USB设备（从机）方MCU编程实例 362

12.2.3 USB设备（从机）PC驱动问题 366

12.2.4与USB设备（从机）通信的PC方程序设计 369

12.3 USB主机的应用编程方法 370

12.3.1 USB主机驱动构件及使用方法 370

12.3.2 USB主机方MCU编程实例 373

12.4设计微控制器的USB驱动构件应掌握的基础知识 376

12.4.1 USB底层编程涉及的基本概念 376

12.4.2 USB底层编程涉及的描述符及设备请求 384

12.4.3 USB设备状态 391

12.4.4 USB总线的枚举过程 392

12.5 KL25/26芯片USB模块的编程结构 393

12.5.1 USB模块寄存器 393

12.5.2 USB模块中断详解 397

12.5.3 USB设备（从机）编程结构 398

12.5.4 USB主机编程结构 399

12.6 KL25/26芯片作为USB设备（从机）的驱动构件设计 402

12.7 KL25/26芯片作为USB主机的驱动构件设计 405

第13章 系统时钟与其他功能模块 410

13.1时钟系统 410

13.1.1时钟系统概述 410

13.1.2时钟模块概要与编程要点 411

13.1.3时钟模块测试实例 414

13.2电源模块 416

13.2.1电源模式控制 416

13.2.2电源模式转换 417

13.3低漏唤醒单元 418

13.4看门狗 419

13.5复位模块 420

13.5.1上电复位 421

13.5.2系统复位源 421

13.5.3调试复位 422

13.6位操作引擎技术及应用方法 422

13.6.1位操作引擎概述 422

13.6.2位操作引擎的应用机制解析 423

13.6.3位操作引擎对GPIO部分的使用说明 425

13.6.4位操作引擎使用注意点 425

13.6.5测试实例 426

小结 426

习题 427

第14章 进一步学习指导 428

14.1关于更为详细的技术资料 428

14.2关于实时操作系统RTOS 428

14.3关于嵌入式系统稳定性问题 429

附录A KL25/26芯片引脚复用功能 432

A.1 KL25引脚复用功能 432

A.2 KL26引脚复用功能 435

附录B KL25/26硬件最小系统原理图 439

B.1 KL25硬件最小系统原理图 439

B.2 KL26硬件最小系统原理图 440

附录C printf的常用格式 441

C.1 printf调用的一般格式 441

C.2格式字符串 441

C.3输出格式举例 442

参考文献 444