嵌入式系统基础及应用PDF电子书下载

第1章 嵌入式系统概述 1

1.1嵌入式系统简介 1

1.1.1嵌入式系统的历史 1

1.1.2嵌入式系统的定义 2

1.1.3其他相关联的概念 3

1.2嵌入式系统结构与应用领域 4

1.2.1单片嵌入式系统 4

1.2.2单片机的发展历史 4

1.2.3单片机的发展趋势 5

1.2.4单片机嵌入式系统的结构 8

1.2.5单片机嵌入式系统的应用领域 9

1.3习题 10

第2章 嵌入式系统的开发与设计 11

2.1嵌入式系统的应用模式 11

2.1.1嵌入式处理器 11

2.1.2嵌入式操作系统 13

2.2基于单片机的嵌入式系统开发 15

2.2.1嵌入式系统的特点 15

2.2.2基于单片机的嵌入式系统开发过程 16

2.2.3基于单片机的嵌入式系统开发模式 17

2.2.4嵌入式系统开发工具 18

2.3基于单片机的嵌入式系统设计 20

2.3.1嵌入式系统设计的基本指导思想 20

2.3.2基于单片机的嵌入式系统设计基本原则与依据 20

2.3.3设计开发时的注意事项 21

2.3.4嵌入式系统设计方法（从单片机到单片系统） 23

2.4习题 26

第3章 开发环境 27

3.1 Keil μVision3介绍 27

3.2 Keil μVision3的功能 27

3.3 Keil μVision3的安装与配置 28

3.3.1 Keil μVision3系统要求 28

3.3.2 Keil μVision3安装 28

3.3.3 Keil μVision3目录结构 28

3.3.4注册与帮助 31

3.4开发过程 32

3.4.1创建工程并选择处理器 32

3.4.2配置处理器启动代码 32

3.4.3配置硬件选项 34

3.4.4创建源文件及文件组 35

3.4.5编译链接工程 40

3.4.6调试程序 41

3.4.7建立HEX文件 43

3.4.8下载HEX文件 43

3.5习题 44

第4章 基于ARM Cortex-M3的嵌入式处理器 45

4.1 ARM及ARM架构的背景 45

4.2 ARM的架构版本 46

4.3 ARM Cortex-M3处理器初探 47

4.4 Cortex-M3处理器内核vs.基于Cortex-M3的MCU 49

4.5 Thumb-2指令集体系结构 52

4.6习题 53

第5章Cortex-M3处理器寄存器及指令系统 54

5.1寄存器组 54

5.1.1寄存器 54

5.1.2 Cortex-M3的寄存器 54

5.2处理器操作模式与特权级别 55

5.3 ARM汇编语言基础 56

5.3.1 ARM汇编伪指令 56

5.3.2 ARM的汇编语言结构 59

5.4特殊功能寄存器组 60

5.4.1程序状态寄存器（PSRs或PSR） 60

5.4.2 PRIMASK、FAULTMASK和BASEPRI 61

5.4.3控制寄存器（CONTROL） 61

5.5异常和中断 62

5.6嵌套向量中断控制器 63

5.7存储器保护单元 63

5.8堆栈区的操作 64

5.8.1堆栈的基本操作 64

5.8.2 Cortex-M3堆栈的实现 64

5.8.3 Cortex-M3的双堆栈机制 65

5.9习题 66

第6章STM32架构简介 67

6.1 STM32系列微控制器简介 67

6.2 STM32微控制器的分类 67

6.2.1 STM32F101xx系列微控制器 67

6.2.2 STM32F103xx系列微控制器 73

6.3 STM32微控制器的主要优点 81

6.4 STM32微控制器的应用 83

6.5习题 83

第7章 嵌入式处理器外设 84

7.1存储器和总线结构 84

7.1.1系统结构 84

7.1.2存储器结构 85

7.1.3嵌入式SRAM 85

7.1.4位段 85

7.1.5嵌入式闪存存储器（Flash） 88

7.1.6启动配置 89

7.2电源控制 89

7.2.1电源供应 89

7.2.2电源供应管理 91

7.2.3低功耗模式 92

7.2.4电源控制寄存器 96

7.3复位和时钟控制 98

7.3.1复位 98

7.3.2时钟 99

7.3.3 RCC寄存器描述 103

7.4通用I/O和复用I/O（GPIO和AFIO） 119

7.4.1 GPIO介绍 119

7.4.2 STM32下的GPIO描述 119

7.4.3 GPIO寄存器描述 122

7.4.4复用功能I/O和调试配置（AFIO） 128

7.4.5 AFIO寄存器描述 132

7.4.6实验：通过使用Keil μ Vision3在STM32模拟器下实现GPIO的跑马灯程序 137

7.5外部中断和事件 143

7.5.1什么是中断 143

7.5.2 STM32F10x外部中断/事件功能描述 147

7.5.3 EXTI相关功能寄存器 149

7.5.4实验：通过使用Keil μVision3在STM32模拟器下实现按键处理 151

7.6通用定时器（TIMx） 157

7.6.1简介 157

7.6.2主要特性 157

7.6.3功能描述 158

7.6.4通用定时器（TIMx）寄存器描述 172

7.6.5实验：通过使用Keil μVision3在STM32模拟器下对定时器的实现 188

7.7实时时钟 194

7.7.1简介 194

7.7.2主要特性 194

7.7.3功能描述 195

7.7.4 RTC寄存器描述 198

7.7.5实验：通过使用Keil μVision3在STM32模拟器下对定时器下实现仿真钟表输出 202

7.8习题 213

第8章STM32外部通信接口 214

8.1串行通信接口 214

8.1.1串行通信接口（UART）介绍 214

8.1.2 STM32下的USART操作 216

8.1.3 STM32下的UART寄存器描述 234

8.1.4实验：通过使用Keil μVision3在STM32模拟器下实现UART的字符输入输出 243

8.2 SPI 247

8.2.1 SPI介绍 247

8.2.2 STM32下的SPI操作 250

8.2.3 STM32下的SPI寄存器介绍 258

8.2.4实验：通过使用Keil μVision3在STM32模拟器下实现SPI的输出 263

8.3 I2C 269

8.3.1 I2 C介绍 269

8.3.2 STM32下的I2 C操作 273

8.3.3 STM32下的I2 C寄存器介绍 283

8.3.4实验：通过使用Keil μVision3在STM32模拟器下实现I2 C口的输出 293

8.4 DMA控制器 303

8.4.1 DMA介绍 303

8.4.2 STM32下的DMA操作 305

8.4.3 STM32下的DMA寄存器 309

8.4.4实验：通过使用Keil μVision3在STM32模拟器下实现DMA口的控制 313

8.5 A/D转换 320

8.5.1 A/D转换介绍 320

8.5.2 STM32下的A/D转换器操作 323

8.5.3 STM32下的A/D转换寄存器描述 335

8.5.4实验：通过使用Keil μVision3在STM32模拟器下实现A/D转换器的控制 346

8.6习题 352

第9章 前后台操作系统介绍 354

9.1前后台操作系统的特征 354

9.1.1前后台操作系统的前台与后台 354

9.1.2前后台操作系统的任务特征 355

9.1.3前后台操作系统的实时特征 357

9.2实现一个前后台操作系统 360

9.2.1分析前后台操作系统 360

9.2.2将消息队列应用到前后台操作系统中 362

9.2.3变量的互斥条件 364

9.3实验：实现一个基于消息驱动的前后台操作系统 366

9.3.1实验目的 366

9.3.2实验假设 366

9.3.3准备工作 366

9.3.4实验步骤 366

9.4习题 370

第10章 基于多任务的嵌入式操作系统介绍 371

10.1多任务操作系统 371

10.2实现一个多任务操作系统 374

10.2.1前期准备 374

10.2.2系统启动 375

10.2.3实现基本调度定义 376

10.2.4实现任务 378

10.2.5调度进阶 384

10.3实验：分析一个简单的多任务操作系统内核的系统利用率 388

10.3.1实验目的 388

10.3.2准备工作 388

10.3.3实验步骤 388

10.4习题 393

参考文献 394