嵌入式技术基础与实践(第5版)—基于ARM Cortex-M4F内核的MSP432系列微控制器

作者:王宜怀、许粲昊、曹国平

出版:清华大学出版社

年代:2019 更多图书信息

电子纸书:¥48.86 定价: ¥69.8 纸质书最低¥69.8起,点此购买

图书简介

本书以德州仪器(TI)的ARM CortexM4F内核的MSP432系列微控制器为蓝本,以知识要素为核心,以构件化为基础阐述嵌入式技术基础与实践。全书共14章,第1章为概述,简要阐述嵌入式系统的知识体系、学习误区与学习建议; 第2章给出ARM CortexM4F处理器; 第3章介绍MSP432存储映像、中断源与硬件最小系统; 第4章以GPIO为例阐述底层驱动概念、设计与应用方法,介绍规范的工程组织框架; 第5章阐述嵌入式硬件构件与底层驱动构件基本规范; 第6章阐述串行通信接口UART,并给出第一个带中断的实例。第1~6章囊括学习一个微控制器入门环节的完整要素。第7~13章分别介绍SysTick、Timer、RTC、GPIO的应用实例(键盘、LED与LCD)、Flash在线编程、ADC、CMP、SPI、I2C、CTI、DMA及其他模块。第14章阐述进一步学习指导。
本书提供了网上教学资源,内含所有底层驱动构件源程序、测试实例、文档资料、教学课件及常用软件工具。配合本书内容还制作了微课视频,供读者选用。
本书适用于高等学校嵌入式系统的教学或技术培训,也可供ARM CortexM4F应用工程师进行技术研发时参考。

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目录

Contents
目录



第1章概述

1.1嵌入式系统定义、发展简史、分类及特点

1.1.1嵌入式系统的定义

1.1.2嵌入式系统的由来及发展简史

1.1.3嵌入式系统的分类

1.1.4嵌入式系统的特点

1.2嵌入式系统的学习困惑、知识体系及学习建议

1.2.1嵌入式系统的学习困惑

1.2.2嵌入式系统的知识体系

1.2.3基础阶段的学习建议

1.3微控制器与应用处理器简介

1.3.1微控制器简介

1.3.2以MCU为核心的嵌入式测控产品的基本组成

1.3.3应用处理器简介

1.4嵌入式系统常用术语

1.4.1与硬件相关的术语

1.4.2与通信相关的术语

1.4.3与功能模块相关的术语

1.5嵌入式系统常用的C语言基本语法概要

1.5.1C语言的运算符与数据类型

1.5.2程序流程控制

1.5.3函数

1.5.4数据存储方式

1.5.5编译预处理

小结

习题

第2章ARM CortexM4F处理器

2.1ARM CortexM4F处理器简介

2.1.1ARM CortexM4F处理器内部结构概要

2.1.2ARM CortexM4F处理器存储器映像

2.1.3ARM CortexM4F处理器的寄存器

2.2指令系统

2.2.1指令简表与寻址方式

2.2.2数据传送类指令

2.2.3数据操作类指令

2.2.4跳转控制类指令

2.2.5其他指令

2.3指令集与机器码对应表

2.4汇编语言的基本语法

2.4.1汇编语言格式

2.4.2常用伪指令简介

小结

习题

嵌入式技术基础与实践(第5版)



第3章存储映像、中断源与硬件最小系统

3.1MSP432系列MCU概述

3.1.1MSP432系列MCU简介

3.1.2MSP432系列MCU内部结构框图

3.2MSP432系列MCU存储映像与中断源

3.2.1MSP432系列MCU存储映像

3.2.2MSP432中断源

3.3MSP432系列MCU的引脚功能

3.3.1硬件最小系统引脚

3.3.2I/O端口资源类引脚

3.4MSP432系列MCU硬件最小系统

3.4.1电源及其滤波电路

3.4.2复位电路及复位功能

3.4.3晶振电路

3.4.4SWD接口电路

小结

习题

第4章GPIO及程序框架

4.1通用I/O接口基本概念及连接方法

4.2GPIO模块的编程结构

4.2.1端口与GPIO模块——对外引脚与内部寄存器

4.2.2GPIO基本编程步骤与基本打通程序

4.3GPIO驱动构件封装方法与驱动构件封装规范

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

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

4.3.3MSP432的GPIO驱动构件源码及解析

4.4利用构件方法控制小灯闪烁

4.4.1Light构件设计

4.4.2Light构件测试工程主程序

4.5工程文件组织框架与第一个C语言工程分析

4.5.1工程框架及所含文件简介

4.5.2链接文件常用语法及链接文件解析

4.5.3机器码文件解析

4.5.4芯片上电启动执行过程

4.6第一个汇编语言工程: 控制小灯闪烁

4.6.1汇编工程文件的组织

4.6.2汇编语言GPIO构件及使用方法

4.6.3汇编语言Light构件及使用方法

4.6.4汇编语言Light测试工程主程序

小结

习题

第5章嵌入式硬件构件与底层驱动构件基本规范

5.1嵌入式硬件构件

5.1.1嵌入式硬件构件的概念与分类

5.1.2基于嵌入式硬件构件的电路原理图设计简明规则

5.2嵌入式底层驱动构件的概念与层次模型

5.2.1嵌入式底层驱动构件的概念

5.2.2嵌入式硬件构件与软件构件结合的层次模型

5.2.3嵌入式软件构件的分类

5.3底层驱动构件的封装规范

5.3.1构件设计的基本思想与基本原则

5.3.2编码风格基本规范

5.3.3公共要素文件

5.3.4头文件的设计规范

5.3.5源程序文件的设计规范

5.4硬件构件及底层软件构件的重用与移植方法

小结

习题

第6章串行通信模块及第一个中断程序结构

6.1异步串行通信的通用基础知识

6.1.1串行通信的基本概念

6.1.2RS232总线标准

6.1.3TTL电平到RS232电平转换电路

6.1.4串行通信编程模型

6.2MSP432芯片UART驱动构件及使用方法

6.2.1MSP432芯片UART引脚

6.2.2UART驱动构件基本要素分析与头文件

6.2.3printf的设置方法与使用

6.3ARM CortexM4F中断机制及MSP432中断编程步骤

6.3.1关于中断的通用基础知识

6.3.2ARM CortexM4F非内核模块中断编程结构

6.3.3MSP432中断编程步骤——以串口接收中断为例

6.4UART驱动构件的设计方法

6.4.1UART模块编程结构

6.4.2UART驱动构件源码

小结

习题

第7章定时器相关模块

7.1ARM CortexM4F内核定时器

7.1.1SysTick模块的编程结构

7.1.2SysTick的驱动构件设计

7.2脉宽调制、输入捕捉与输出比较通用基础知识

7.2.1脉宽调制PWM通用基础知识

7.2.2输入捕捉与输出比较通用基础知识

7.3Timer_A模块

7.3.1Timer_A模块功能概述

7.3.2Timer_A模块驱动构件及使用方法

7.3.3Timer_A模块驱动构件设计

7.4Timer32模块

7.4.1Timer32模块功能概述

7.4.2Timer32模块驱动构件及使用方法

7.4.3Timer32模块驱动构件设计

7.5实时时钟RTC_C模块

7.5.1RTC_C模块功能概述

7.5.2RTC_C模块驱动构件及使用方法

7.5.3RTC驱动构件的设计

小结

习题

第8章GPIO应用——键盘、LED及LCD

8.1键盘的基础知识及其驱动构件设计

8.1.1键盘模型及接口

8.1.2键盘编程基本问题、扫描编程原理及键值计算

8.1.3键盘驱动构件的设计

8.2LED数码管的基础知识及其驱动构件设计

8.2.1LED数码管的基础知识

8.2.2LED驱动构件设计及使用方法

8.3LCD的基础知识及其驱动构件设计

8.3.1LCD的特点和分类

8.3.2点阵字符型LCD模块控制器HD44780

8.3.3LCD构件设计

8.4键盘、LED及LCD驱动构件测试实例

小结

习题

第9章Flash在线编程

9.1Flash在线编程的通用基础知识

9.2Flash驱动构件及使用方法

9.2.1Flash驱动构件知识要素分析

9.2.2Flash驱动构件头文件

9.2.3Flash驱动构件的使用方法

9.3Flash驱动构件的设计方法

9.3.1Flash模块编程结构

9.3.2Flash驱动构件设计技术要点

9.3.3Flash驱动构件源码

小结

习题

第10章ADC与CMP模块

10.1模拟/数字转换器

10.1.1ADC的通用基础知识

10.1.2ADC驱动构件及使用方法

10.1.3ADC模块的编程结构

10.1.4ADC驱动构件的设计

10.2比较器

10.2.1CMP的通用基础知识

10.2.2CMP驱动构件及使用方法

10.2.3CMP驱动构件的编程结构

10.2.4CMP驱动构件的设计

小结

习题

第11章SPI、I2C与CTI模块

11.1串行外设接口模块

11.1.1串行外设接口的通用基础知识

11.1.2SPI驱动构件头文件及使用方法

11.1.3SPI模块的编程结构

11.1.4SPI驱动构件的设计

11.2集成电路互联总线模块

11.2.1集成电路互联总线的通用基础知识

11.2.2I2C驱动构件头文件及使用方法

11.2.3I2C模块的编程结构

11.2.4I2C驱动构件源码

11.3电容式触摸感应模块

11.3.1电容式触摸感应的通用基础知识

11.3.2CTI驱动构件头文件及使用方法

11.3.3CTI模块的编程结构

11.3.4CTI驱动构件的设计

小结

习题

第12章DMA编程

12.1直接存储器存取的通用基础知识

12.1.1DMA的基本概念

12.1.2DMA的一般操作流程

12.2DMA构件头文件及使用方法

12.3DMA驱动构件的设计方法

12.3.1DMA模块编程结构

12.3.2DMA驱动构件源码

小结

习题

第13章系统时钟与其他功能模块

13.1时钟系统

13.1.1时钟系统概述

13.1.2时钟模块概要与编程要点

13.1.3时钟模块测试实例

13.2电源模块

13.2.1电源模式控制

13.2.2电源模式转换

13.3校验模块

13.3.1CRC32模块简介

13.3.2CRC校验和生成

13.3.3CRC标准与位顺序

13.3.4CRC实现

13.3.5CRC寄存器

13.4看门狗模块

13.4.1看门狗模块简介

13.4.2看门狗的配置方法

13.5复位模块

13.5.1电源开/关复位

13.5.2重新启动重置

13.5.3硬重置

13.5.4软重置

13.6高级加密模块

13.6.1AES介绍

13.6.2AES工作流程

13.6.3AES寄存器

13.7位带技术及应用方法

13.7.1位带别名区概述

13.7.2位带别名区的应用机制解析

13.7.3位带别名区使用注意事项

13.7.4测试实例

小结

习题

第14章进一步学习指导

14.1关于更为详细的技术资料

14.2关于实时操作系统

14.3关于嵌入式系统稳定性问题

附录A100引脚LQFP封装MSP432的复用功能

附录B100引脚LQFP封装MSP432的硬件最小系统

附录C集成开发环境CCS简明使用方法

附录Dprintf格式化输出

参考文献
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作者:王宜怀、许粲昊、曹国平
出版:清华大学出版社

ISBN:9787302518587

出版日期:2019-04-01

清华大学出版社

清华大学出版社

清华大学出版社成立于1980年6月,是由教育部主管、清华大学主办的综合出版单位。植根于“清华”这座久负盛名的高等学府,秉承清华人“自强不息,厚德载物”的人文精神,清华大学出版社在短短二十多年的时间里,迅速成长起来。作为来自一流大学的出版单位,清华大学出版社始终坚持弘扬科技文化产业、服务科教兴国战略的出版方向,把出版高等学校教学用书和科技图书作为主要任务,并为促进学术交流、繁荣出版事业设立了多项出版基金,逐渐形成了以出版高水平的教材和学术专著为主的鲜明特色,在教育出版领域树立了强势品牌。目前,清华版教材已在全国一百多所院校得到广泛使用。高品质、多层次的计算机图书是清华大学出版社的一大品牌支柱。20世纪80年代末,在席卷全球的信息化浪潮中,清华大学出版社快速切入计算机图书市场,逐渐成为并一直保持这一市场的领先地位,为发展中国计算机教育做出了巨大贡献。

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作者信息

王宜怀、许粲昊、曹国平

王宜怀,男,1962年2月生,博士,苏州大学计算机科学与技术学院教授、博士生导师、网络工程系主任;苏州大学嵌入式系统与物联网研究所所长;苏州市政协常委;江苏省计算机学会嵌入式系统与物联网专业委员会主任、中国软件行业协会嵌入式系统分会理事。从1990年开始一直致力于嵌入式系统、物联网、嵌入式人工智能等方向研究与教学工作,撰写《嵌入式技术基础与实践》(1~5版)等著作十余部作品,获得国家精品在线开放课程等奖项。

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