嵌入式系統(tǒng)原理：基于Arm Cortex-M微控制器體系

01 緒論
1．1　綜述　2
1．2　概念　2
1．2．1 控制系統(tǒng)的意義　2
1．2．2 使用電子設(shè)備和嵌入式計(jì)算機(jī)的原因　3
1．2．3 計(jì)算機(jī)嵌入的方式　4
1．2．4 嵌入式系統(tǒng)案例　5
1．2．5 典型的嵌入式系統(tǒng)軟件操作　8
1．2．6 嵌入式系統(tǒng)屬性　8
1．3　應(yīng)用平臺(tái)　12
1．3．1 概述　12
1．3．2 處理器　13
1．3．3 MCU　14
1．3．4 開(kāi)發(fā)板　14
1．4　總結(jié)　15
1．5　練習(xí)　15
02　通用輸入/輸出接口
2．1　綜述　18
2．2　MCU外部：0和1，電壓和電流　18
2．2．1 輸入信號(hào)　19
2．2．2 輸出信號(hào)　19
2．2．3 與開(kāi)關(guān)和LED燈交互　20
2．3　MCU內(nèi)部　21
2．3．1 準(zhǔn)備：控制寄存器和C代碼　21
2．3．2 配置I/O路徑　24
2．3．3 GPIO外圍設(shè)備　27
2．3．4 將C代碼組合起來(lái)　30
2．3．5 更多接口實(shí)例　31
2．3．6 其他引腳配置選項(xiàng)　34
2．4　總結(jié)　36
2．5　練習(xí)　36
03　軟件并行基礎(chǔ)
3．1　綜述　38
3．2　概念　38
3．2．1 初始程序　39
3．2．2 任務(wù)的創(chuàng)建與使用　41
3．3　提高響應(yīng)　45
3．3．1 中斷和事件觸發(fā)　46
3．3．2 通過(guò)有限狀態(tài)機(jī)減少任務(wù)執(zhí)行次數(shù)　50
3．3．3 使用硬件節(jié)省CPU時(shí)間　54
3．4　高級(jí)調(diào)度問(wèn)題　57
3．4．1 等待　58
3．4．2 任務(wù)優(yōu)先級(jí)　59
3．4．3 任務(wù)搶占　60
3．4．4 實(shí)時(shí)系統(tǒng)　61
3．5　總結(jié)　61
3．6　練習(xí)　61
04　Arm Cortex-M0+處理器內(nèi)核和中斷
4．1　綜述　65
4．2　CPU內(nèi)核　65
4．2．1 概念　65
4．2．2 架構(gòu)　67
4．3　異常和中斷　77
4．3．1 CPU異常處理　77
4．3．2 中斷與異常硬件　79
4．3．3 中斷軟件　86
4．4　總結(jié)　92
4．5　練習(xí)　93
05　C匯編語(yǔ)言
5．1　綜述　95
5．2　背景　95
5．3　軟件開(kāi)發(fā)工具　95
5．3．1 程序構(gòu)建工具　96
5．3．2 編程器　99
5．3．3 調(diào)試器　99
5．4　C語(yǔ)言基礎(chǔ)　100
5．4．1 程序與函數(shù)　100
5．4．2 啟動(dòng)代碼　101
5．4．3 存儲(chǔ)器類型　101
5．4．4 一個(gè)程序的存儲(chǔ)器需求　101
5．5　構(gòu)建函數(shù)　102
5．5．1 寄存器使用規(guī)范　103
5．5．2 程序首部與程序尾部　104
5．5．3 異常處理程序　106
5．6　控制程序流程　107
5．6．1 條件結(jié)構(gòu)　107
5．6．2 循環(huán)結(jié)構(gòu)　110
5．6．3 調(diào)用子函數(shù)　113
5．7　訪問(wèn)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)　114
5．7．1 靜態(tài)分配內(nèi)存　114
5．7．2 自動(dòng)分配內(nèi)存　115
5．7．3 動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存和指針　116
5．7．4 數(shù)組元素　117
5．8　總結(jié)　119
5．9　練習(xí)　120
06　模擬接口
6．1　綜述　122
6．2　簡(jiǎn)介　122
6．2．1 背景　122
6．2．2 概念　122
6．2．3 采樣與量化　123
6．3　數(shù)模轉(zhuǎn)換器　125
6．3．1 概念　125
6．3．2 轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)　126
6．3．3 Kinetis KL25Z DAC　126
6．3．4 應(yīng)用實(shí)例：波形發(fā)生器　127
6．4　模擬比較器　128
6．4．1 概念　128
6．4．2 Kinetis KL25Z 比較器　129
6．4．3 應(yīng)用實(shí)例：電壓轉(zhuǎn)換監(jiān)視器　131
6．5　模數(shù)轉(zhuǎn)換器　132
6．5．1 概念　132
6．5．2 Kinetis KL25Z ADC　134
6．5．3 應(yīng)用實(shí)例　138
6．6　總結(jié)　145
6．7　練習(xí)　146
07　定時(shí)器
7．1　綜述　148
7．2　概念　148
7．2．1 定時(shí)器硬件電路　148
7．2．2 定時(shí)器應(yīng)用實(shí)例　149
7．3　定時(shí)器外設(shè)　151
7．3．1 SysTick定時(shí)器　151
7．3．2 Kinetis KL25Z正確操作計(jì)算機(jī)看門(mén)狗定時(shí)器　153
7．3．3 Kinetis KL25Z定時(shí)器/脈沖寬度調(diào)制模塊　157
7．4　總結(jié)　168
7．5　練習(xí)　169
08　串行通信
8．1　綜述　171
8．2　概念　171
8．2．1 背景　171
8．2．2 使用方法　172
8．2．3 開(kāi)發(fā)工具　174
8．2．4 通信軟件結(jié)構(gòu)　175
8．3　串行通信協(xié)議與外設(shè)　180
8．3．1 同步串行通信　180
8．3．2 異步串行通信　186
8．3．3 內(nèi)部集成電路（Inter-Integrated Circuit，I2C）總線　194
8．4　總結(jié)　204
8．5　練習(xí)　204
09　直接內(nèi)存訪問(wèn)
9．1　綜述　207
9．2　概念　207
9．3　KL25Z DMA控制器和多路復(fù)用器外設(shè)　208
9．3．1 DMA多路復(fù)用器和觸發(fā)源　209
9．3．2 DMA控制器　210
9．3．3 基本DMA配置和使用　211
9．3．4 實(shí)例　211
9．4　總結(jié)　218
9．5　練習(xí)　218
FL　測(cè)量FRDM-KL25Z的電流、功率和能量
A．1　綜述　220
A．2　FRDM-KL25Z的供電系統(tǒng)架構(gòu)　220
A．2．1 電源輸入　220
A．2．2 穩(wěn)壓　221
A．2．3 電源域　221
A．3　電流測(cè)量和功率計(jì)算　221
A．3．1 測(cè)量目標(biāo)MCU電流　222
A．3．2 測(cè)量OpenSDA調(diào)試電路電流　222
A．3．3 測(cè)量穩(wěn)壓器輸出電流　222
A．4　功率降低　222
A．4．1 斷開(kāi)OpenSDA調(diào)試MCU供電與重啟線　222
A．4．2 斷開(kāi)穩(wěn)壓器U1　223
A．5　電能測(cè)量　223
A．5．1 基于電容測(cè)量　223
A．5．2 實(shí)現(xiàn)　224
A．6　電路改造總結(jié)　224
詞匯表　226
參考文獻(xiàn)　232