英飞凌XE166/XC2000单片机开发与应用实例PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 英飞凌微控制器家族概述 1

1.2 英飞凌16位单片机 1

1.2.1 历史 1

1.2.2 XE164FN系列性能特点 2

1.2.3 产品子系列及区别 6

1.2.4 XE164FN系列产品介绍 6

1.3 英飞凌XE164FN系列单片机开发环境 8

1.4 本书附注 8

1.4.1 缩写注释 8

1.4.2 外设单元命名规则 9

第2章 XE164FN的体系架构 10

2.1 架构概况 10

2.2 特性总结 11

2.3 系统内核单元 11

2.3.1 中央处理单元（CPU） 12

2.3.2 存储器保护单元（MPU） 13

2.3.3 可编程多优先级中断系统 13

2.3.4 系统资源接口 14

2.4 片上系统资源 14

2.4.1 存储器区域 14

2.4.2 外部总线接口 15

2.5 片上外设模块 16

2.5.1 外设接口 16

2.5.2 外设时序 16

2.5.3 捕获／比较单元CAPCOM（CC2） 16

2.5.4 捕获／比较单元CCU6（CCU6） 17

2.5.5 通用定时器单元（GPT） 18

2.5.6 实时时钟（RTC） 19

2.5.7 模数转换器（ADC） 19

2.5.8 通用串行接口通道模块（USIC） 20

2.5.9 MultiCAN模块（MultiCAN） 21

2.5.1 0系统定时器 22

2.5.1 1 看门狗定时器 22

2.5.1 2存储器检查器模块 23

2.5.1 3并行端口 23

2.6 时钟产生 23

2.7 功率管理 23

2.8 片上调试支持 24

第3章 开发工具与编程环境 25

3.1 开发流程 25

3.2 寄存器配置环境（DAvE） 25

3.2.1 DAvE软件功能 25

3.2.2 DAvE安装 25

3.2.3 DAvE操作介绍 26

3.3 编程与调试环境（Tasking） 31

3.3.1 Tasking版本介绍 32

3.3.2 Tasking下载与安装 32

3.3.3 Tasking License申请 34

3.3.4 界面布局 36

3.3.5 使用Tasking完成例程 37

3.4 编程与调试环境 42

3.4.1 导入程序 43

3.4.2 编译 43

3.4.3 在线调试设置 43

3.4.4 下载 45

3.5 仿真器的安装与使用 46

3.5.1 DAP Mini Wiggler 46

3.5.2 DAS 47

3.5.3 使用Memtool工具下载代码 48

第4章 中央处理器 51

4.1 内核简介 51

4.2 CPU组成 52

4.3 流水线 53

4.4 代码寻址 54

4.5 数据寻址 54

4.5.1 短寻址模式 55

4.5.2 长寻址模式 55

4.5.3 间接寻址模式 57

4.5.4 DSP寻址模式 58

4.5.5 系统堆栈 59

4.6 标准数据处理 60

4.7 DSP数据处理 61

4.7.1 MAC的体系架构 62

4.7.2 CoREG寻址模式 63

4.7.3 CoMAC单元 65

4.7.4 其他MAC指令 68

4.7.5 MAC单元的使用方法 69

4.8 DSP功能的开发方法 70

4.8.1 全汇编开发DSP功能 70

4.8.2 C与汇编混合编程 71

4.8.3 内联函数编程 73

4.8.4 用库编写DSP函数 74

4.8.5 用C语言编程 75

4.8.6 建议 76

4.9 通用寄存器与常数寄存器 77

第5章 存储器结构 79

5.1 地址映射 79

5.2 程序存储器 81

5.2.1 程序／数据SRAM（PSRAM） 81

5.2.2 非易失程序存储器（Flash） 82

5.3 数据存储器 83

5.3.1 双端口RAM（DPRAM） 83

5.3.2 数据SRAM（DSRAM） 84

5.3.3 备用RAM（SBRAM） 84

5.3.4 标记存储器（MKMEM） 84

5.4 特殊功能寄存器／寄存器区 84

5.4.1 特殊功能寄存器 85

5.4.2 通用寄存器 85

5.4.3 PEC源指针和目的指针 86

5.5 IO区 86

5.6 外部存储空间 87

5.7 保护机制 87

5.7.1 位保护 87

5.7.2 存储器保护单元（MPU） 88

5.8 外部存储器控制 88

5.8.1 特性归纳 89

5.8.2 概述 89

5.8.3 命名规则 89

5.8.4 时序描述 89

5.8.5 最快访问周期 92

5.8.6 地址窗 93

5.8.7 READY控制的总线周期 94

5.8.8 EBC空闲状态 95

5.8.9 EBC的实现 96

5.9 实例：使用Flash模拟外部 EEPROM 97

5.9.1 EEPROM驱动介绍 98

5.9.2 EEPROM模拟算法 98

5.9.3 EEPROM驱动函数 104

5.9.4 EEPROM仿真示范 107

5.9.5 示范程序 111

第6章 系统控制单元 114

6.1 电源系统 114

6.1.1 电压看门狗（SWD） 115

6.1.2 监控内核域的电压电平 116

6.1.3 供电系统 116

6.1.4 控制供电系统 118

6.2 复位控制 118

6.2.1 复位架构 118

6.2.2 复位操作 119

6.2.3 复位请求触发源 120

6.2.4 模块复位行为 121

6.3 外部服务请求（ESR） 121

6.4 外部请求单元（ERU） 123

6.4.1 概述 123

6.4.2 ERU输入连接 124

6.4.3 外部请求选择单元（ERSx） 125

6.4.4 事件触发逻辑（ETLx） 126

6.4.5 连接矩阵 127

6.4.6 输出门控单元（OGUy） 127

6.5 时钟系统 130

6.5.1 振荡器 130

6.5.2 时钟产生单元 131

6.5.3 PLL 132

6.5.4 时钟源控制 133

6.5.5 外部时钟输出 135

6.6 看门狗定时器 136

6.6.1 看门狗定时器的操作 137

6.6.2 看门狗定时器的工作模式 137

6.6.3 挂起模式支持 139

6.7 SCU中断产生 139

6.7.1 中断支持 141

6.7.2 SCU中断请求源 141

6.8 低功耗模式 141

6.8.1 功率节约模式 141

6.8.2 其他降低功耗的方法 142

6.9 CSTART.c文件 142

6.10启动设置 143

6.10.1 启动选择 143

第7章 并行端口 145

7.1 一般描述 145

7.1.1 基本端口操作 145

7.1.2 输入级控制 145

7.1.3 输出驱动控制 146

7.2 端口寄存器描述 147

7.2.1 引出端驱动控制 147

7.2.2 端口输出寄存器 149

7.2.3 端口输出修改寄存器 149

7.2.4 端口输入寄存器 150

7.2.5 端口输入／输出控制寄存器 150

7.2.6 端口数字输入禁用寄存器 151

7.3 端口描述 151

7.3.1 P0口 151

7.3.2 P1口 152

7.3.3 P2口 152

7.3.4 P4口 152

7.3.5 P5口 153

7.3.6 P6口 153

7.3.7 P7口 153

7.3.8 P10口 153

7.3.9 P15口 154

7.4 引脚描述 154

7.5 专用引脚 154

7.6 实例：闪烁的LED灯 155

7.6.1 DAvE配置 155

7.6.2 添加用户代码 156

第8章 中断与异常情况控制 157

8.1 简介 157

8.2 中断仲裁 158

8.3 中断控制 159

8.3.1 中断优先级与组优先级 160

8.3.2 寄存器PSW的全局中断控制功能 160

8.3.3 可选的中断禁止 161

8.3.4 中断类管理 161

8.4 中断向量表 162

8.5 中断跳转表缓存 163

8.6 CPU状态保存 163

8.7 CPU上下文切换 164

8.8 快速寄存器组切换 164

8.9 实例：使用中断向量表和跳转表缓存 165

8.10 强制中断功能 166

8.10.1 软件强制中断 167

8.10.2 硬件强制中断 167

8.11 外围事件控制器 170

8.11.1 PEC源和目的指针 170

8.11.2 功能控制 171

8.11.3 通道分配 173

8.12 外部中断 173

8.12.1 外部请求单元 174

8.12.2 使用外设引脚 174

8.13 OCDS请求 174

8.14 中断节点 175

8.14.1 物理中断节点 175

8.14.2 中断节点共享 177

8.15 实例：PEC的使用 178

8.15.1 定时器GPT配置 178

8.15.2 中断控制器Interrupt配置 180

8.15.3 IO口配置 181

8.15.4 添加用户代码 181

第9章 通用定时器单元 183

9.1 简介 183

9.2 定时器模块GPT1 183

9.2.1 GPT1核心定时器控制 184

9.2.2 GPT1辅助定时器T2/T4的控制 189

9.2.3 GPT1定时器的中断控制 193

9.2.4 GPT1时钟信号控制 193

9.3 定时器模块GPT2 194

9.3.1 GPT2核心定时器T6的控制 196

9.3.2 GPT2辅助定时器T5的控制 197

9.3.3 GPT2寄存器CAPREL工作模式 199

9.3.4 GPT2时钟信号控制 202

9.3.5 GPT2定时器和CAPREL的中断控制 203

9.4 GPT模块接口 203

9.5 实例：LED灯周期闪烁 204

9.5.1 定时器配置 204

9.5.2 IO配置 206

9.5.3 添加用户代码 206

第10章 通用串行接口通道 208

10.1 简介 208

10.1.1 特性概述 208

10.1.2 通道结构 209

10.1.3 波特率发生器 209

10.1.4 通道事件和中断 210

10.1.5 基本的数据缓存结构 210

10.1.6 FIFO缓存结构 211

10.2 操作USIC 211

10.2.1 寄存器概述 211

10.2.2 操作USIC通信通道 212

10.2.3 操作输入级 214

10.2.4 操作发送数据通路 216

10.2.5 操作接收数据通路 219

10.2.6 操作FIFO数据缓存 220

10.3 异步串行通道（ASC） 223

10.3.1 信号描述 223

10.3.2 帧格式 224

10.3.3 操作ASC 226

10.3.4 硬件LIN支持 231

10.3.5 使用DavE进行ASC配置 232

10.4 同步串行通道（SSC） 234

10.4.1 信号描述 234

10.4.2 操作SSC 238

10.4.3 主控模式下操作SSC 240

10.4.4 从控模式下操作SSC 244

10.4.5 使用DavE进行SSC配置 245

10.5 IIC总线协议（IIC） 247

10.5.1 简介 247

10.5.2 操作IIC 250

10.5.3 数据流处理 254

10.5.4 使用DavE进行IIC配置 257

10.6 实例：通用串行口使用 258

10.6.1 USIC0配置 258

10.6.2 USIC1配置 259

10.6.3 USIC2配置 261

10.6.4 添加代码 262

第11章 捕获／比较单元CCU6 263

11.1 简介 263

11.1.1 功能总览 263

11.1.2 结构框图 264

11.1.3 寄存器概述 264

11.2 定时器T12 265

11.2.1 功能简介 265

11.2.2 时钟选择 266

11.2.3 计数模式 267

11.2.4 比较模式 269

11.2.5 通道状态位 271

11.2.6 类磁滞控制模式 273

11.2.7 比较模式输出路径 273

11.2.8 死区时间的产生 273

11.2.9 捕获模式 278

11.2.1 0实例：产生6路PWM信号 281

11.2.1 1实例：产生SPWM信号 284

11.3 定时器T13 289

11.3.1 功能简介 289

11.3.2 时钟选择 290

11.3.3 计数模式 291

11.3.4 事件同步模式 291

11.3.5 比较模式 292

11.3.6 比较模式输出路径 293

11.3.7 映射寄存器传送 295

11.3.8 实例：多通道模式调制 295

11.4 中断结构 298

11.5 强制中断处理 300

11.6 多通道模式 302

11.7 霍尔传感器模式 303

11.7.1 霍尔序列评估 304

11.7.2 霍尔序列比较逻辑 305

11.7.3 霍尔模式标志位 306

11.7.4 实现无刷直流电机控制的霍尔模式 307

11.8 一般模块操作 311

第12章 模数转换器 312

12.1 特性简介 312

12.1.1 功能总览 312

12.1.2 结构特性 313

12.1.3 内核结构 313

12.2 ADC模块的时钟方案 314

12.3 请求源仲裁器 315

12.4 转换启动模式 317

12.5 顺序请求源处理 318

12.5.1 顺序转换执行的操作 319

12.5.2 顺序请求源的使用 320

12.5.3 请求源事件和中断 321

12.5.4 实例：顺序请求源处理 322

12.6 扫描请求源处理 325

12.6.1 扫描转换执行的操作 325

12.6.2 扫描请求源的使用 326

12.6.3 请求源事件和中断 327

12.6.4 实例：扫描请求处理 328

12.7 转换结果处理 331

12.7.1 数据压缩滤波 331

12.7.2 结果保存 332

12.7.3 等待读取模式 333

12.7.4 结果事件中断 333

12.7.5 结果FIFO缓存 333

12.7.6 结果寄存器配置 334

12.7.7 实例：转换结果处理 335

12.8 通道相关功能 339

12.8.1 输入组 340

12.8.2 参考选择 341

12.8.3 替换特性 341

12.8.4 边界检查 342

12.8.5 通道事件中断 343

12.9 附加特性 344

12.9.1 外部复用器控制 344

12.9.2 支持并行采样的同步转换 345

12.9.3 等间隔采样 345

12.9.4 断线检测 346

12.10 XE164FN中ADC的实现 346

12.10.1 模拟信号的连接 346

12.10.2 数字信号的连接 348

12.11 实例：ADC与CCU6的同步采样 348

第13章 捕获／比较单元——CAPCOM2 357

13.1 简介 357

13.1.1 模块结构 357

13.1.2 寄存器概览 358

13.2 CC2定时器 359

13.2.1 定时器模式时钟 360

13.2.2 计数器模式 360

13.2.3 定时器溢出和重载 361

13.2.4 定时器中断 362

13.3 捕获／比较通道 362

13.4 捕获模式 363

13.5 比较模式操作 364

13.5.1 比较模式0 365

13.5.2 比较模式1 365

13.5.3 举例：比较模式0和1的时序 365

13.5.4 比较模式2 366

13.5.5 比较模式3 366

13.5.6 举例：比较模式2和3的时序 367

13.6 双寄存器比较模式 369

13.7 CAPCOM中断 370

13.8 比较输出信号的产生 370

13.9 单次事件操作 371

13.10 交错和非交错操作 371

13.11 模块实现 374

13.11.1 内部连接 375

13.11.2 外部连接 375

13.12 实例 375

13.12.1 实例1：通过CC2定时器模式闪烁LED 375

13.12.2 实例2：通过CC2双寄存器比较模式产生PWM信号 379

第14章 控制器局域网络（MultiCAN）控制器 385

14.1 特性概述 385

14.2 模块结构 386

14.3 节点控制 387

14.3.1 CAN帧计数器 388

14.3.2 CAN节点分析模式 388

14.3.3 CAN错误处理 391

14.3.4 节点波特率设置 391

14.4 报文对象 393

14.4.1 报文对象列表结构 393

14.4.2 报文对象功能 400

14.4.3 报文对象FIFO结构 401

14.4.4 网关模式 403

14.4.5 外来远程请求 405

14.5 CAN中断 405

14.5.1 中断结构 405

14.5.2 CAN节点中断 406

14.5.3 报文对象中断 407

14.5.4 报文挂起 408

14.6 实例 409

14.6.1 实例1：回环模式 409

14.6.2 实例2：外部收发设置 414

第15章 基于XE164FN的最小系统硬件开发平台 419

15.1 硬件开发平台结构及功能 419

15.2 XE164FN评估板 419

15.2.1 系统组成 419

15.2.2 微控制器 420

15.2.3 电源和指示灯 420

15.2.4 复位电路 421

15.2.5 时钟信号 421

15.2.6 启动配置 421

15.2.7 调试接口OCDS 421

15.2.8 通信电路 422

15.2.9 PCB设计注意事项 422

15.3 XE164FN转接板 424

15.3.1 系统组成 424

15.3.2 信号处理电路 425

15.3.3 数模转换电路 426

15.4 低压电机功率板 426

15.4.1 系统组成 426

15.4.2 驱动芯片 427

15.4.3 电源和指示灯 427

15.4.4 电流传感器 428

第16章 基于XE164FN的永磁同步电动机控制 429

16.1 永磁同步电机数学模型 429

16.1.1 磁链方程 429

16.1.2 电压方程 430

16.1.3 转矩方程 430

16.1.4 运动方程 430

16.2 矢量控制及坐标系变换 430

16.2.1 简介 430

16.2.2 坐标变换 431

16.2.3 空间矢量调制（SVPWM）算法实现 433

16.3 使用XE164FN实现PMSM的矢量控制 439

16.3.1 系统结构 439

16.3.2 外设配置 439

16.3.3 模块设计 447

16.3.4 系统软件设计 453

参考文献 457