ARM Cortex核TI微控制器原理與應用

所属分类:硬件與維護  
出版时间:2011-1   出版时间:北京航空航天大學出版社   作者:馬忠梅 等 著   页数:347  

前言

  笔者从1985年初接触单片机到现在已有25年,亲历我国嵌入式系统的发展,也从事着嵌入式教学的探索,并于1997年出版了《单片机的C语言应用程序设计》。该书是国内第一本单片机C语言教材,推广单片机编程以C语言为主,汇编为辅,采用模块化的编程方法。用C语言编程,程序可读性强、可重用性高,提高了编程的效率。为了使程序的可移植性更强,上操作系统是进一步发展的需要,但8位/16位单片机上操作系统还是有局限性的。正是由于想上操作系统,才关注到了ARM。从计算机体系结构发展来看,精简指令集计算机(RISC)在低功耗、流水线执行方面更具优势。ARM由于手机的火爆,已成为32位RISC处理器的事实标准。  自2002年出版了国内第一本ARM图书——《ARM嵌入式处理器结构与应用基础》后,笔者一直致力于ARM处理器的应用推广工作,所编写的《ARM&Linux嵌入式系统教程》已在本科教学中使用。Linux的教学难度很大,一般要求学过操作系统。最早我们在嵌入式系统教学中耗费了很大精力,教学生怎么用Linux,直到计算机操作系统课程有了Linux上机实验,情况才有所好转。但有限的理论和实验课时,使得软硬件很难兼顾。笔者在研究生教学中一直没有放弃单片机,从研究生教学调查情况来看,还是微控制器MCU(俗称单片机)用得较多。嵌入式系统应用以微控制器为主。微控制器用量大,应用面广,已有很好的应用基础。一个MCU设计可以改造一个旧产品,也可以创新一个新产品。

内容概要

  基于32位ARM Cortex微控制器,講述嵌入式系統概念、軟硬件組成、開發過程,以及Cortex體系結構和應用程序開發設計方法。全書共分10章,介紹嵌入式系統基礎和HARM Cortex-M體系結構等理論內容,TI公司的Cortex微控制器系統控制和片內資源、人機交互、總線接I口、網絡接口、電機控制應用程序設計等實踐內容,以及物聯網涉及的傳感器和FIRFOD采集程序、ZigBee點對點通信和F132位網絡協調器節點設計內容。另外,附錄中介紹IJCOS的移植方法。希望通過《ARM Cortex核TI微控制器原理與應用》能普及高端MCU不要再面向寄存器編程,而要使用庫函數,這得益于Cortex MCU很好的開發環境。

书籍目录

第1章 嵌入式系統基礎1.1 嵌入式系統概念1.1.1 嵌入式系統定義1.1.2 嵌入式系統組成1.1.3 嵌入式系統特點1.1.4 嵌入式系統應用1.1.5 實時系統1.2 嵌入式處理器1.2.1 嵌入式處理器分類1.2.2 典型的嵌入式處理器1.3 嵌入式操作系統1.3.1 操作系統概念和分類1.3.2 實時操作系統1.3.3 常見的嵌入式操作系統1.4 實時操作系統的內核1.4.1 任務管理1.4.2 任務間的通信和同步1.4.3 存儲器管理1.4.4 定時器和中斷管理習題第2章 嵌入式系統開發過程2.1 嵌入式軟件開發的特點2.2 嵌入式軟件的開發流程2.3 嵌入式系統調試2.4 板級支持包習題第3章 Cortex-M體系結構3.1 ARM體系結構概述3.1.1 ARM體系結構的特點3.1.2 流水線3.1.3 ARM處理器核3.1.4 結構框圖3.1.5 典型的連接方式3.1.6 ARMJTAG調試接口3.2 編程模型3.2.1 Thumb一2指令集體系結構(ISA)3.2.2 寄存器3.2.3 工作模式和特權級別3.2.4 Cortex-M3堆棧3.2.5 數據類型3.2.6 存儲器和存儲器映射IO3.3 ARM基本尋址方式3.4 Thumb一2指令集說明3.4.1 條件執行3.4.2 指令分類說明3.4.3 Thumb一2指令集的特點3.4.4 ARM匯編語言程序設計3.5 存儲器映射3.5.1 存儲系統簡介3.5.2 存儲器映射空間3.5.3 位綁定操作3.6 中斷和異常3.6.1 異常類型3.6.2 優先級的定義3.6.3 向量表3.6.4 中斷輸入及掛起行為3.6.5 NVIC與中斷控制3.6.6 中斷異常的響應序列3.6.7 尾鏈中斷3.6.8 遲到異常處理3.6.9 異常返回值3.6.10 中斷延遲3.7 ARMCortex-M的優勢習題第4章 ARMCortex-M微控制器4.1 stellaris微控制器分類4.2 Stellaris微控制器特性4.3 Stellaris微控制器結構4.3.1 內部資源概述4.3.2 芯片引腳描述4.3.3 存儲器組織4.4 系統控制器單元4.4.1 系統控制4.4.2 復位控制4.4.3 時鐘控制4.4.4 功耗控制4.5 Stellaris微控制器最小系統4.6 Stellaris外設驅動庫4.7 微控制器開發工具4.7.1 CCSv4集成開發環境簡介4.7.2 RealVJew MDK開發工具簡介4.7.3 IAREwARM集成開發環境簡介4.7.4 開發工具簡介習題第5章 片內資源的編程技術5.1 通用輸入輸出端口GPIO5.1.1 GPIO概述5.1.2 功能描述5.1.3 與GPIO有關的庫函數5.1.4 LED顯示例程5.2 按鍵中斷5.2.1 中斷基礎知識5.2.2 中斷控制5.2.3 與中斷有關的庫函數5.2.4 按鍵中斷例程5.3 定時器5.3.1 定時器概述5.3.2 功能描述5.3.3 與定時器有關的庫函數5.3.4 通用定時器示例程序5.3.5 看門狗定時器……第6章 人機交互的接口及編程第7章 總線接口及編程第8章 網絡接口及編程第9章 電機控制的接口及編程第10章 物聯網數據采集與傳輸附錄 AuC.OS-11移植參考文獻

章节摘录

  ぃ嵌入式系統提供的功能以及面對的應用和過程都是預知的、相對固定的,而不像通用計算機那樣有很大的隨意性。既然是專用的系統,在可編程方面就不需要那麼靈活。一般不會用嵌入式系統作為開發應用軟件的環境,也不會運行一些大型的軟件。因此,一般而言,嵌入式系統對CPU計算能力的要求並不像通用計算機那麼高。  い許多嵌入式系統都有實時要求,需要有對外部事件迅速作出反應的能力。特別是在操作系統中有所反映,從而使嵌入式軟件的開發與常規軟件的開發有顯著的區別。典型的嵌入式實時操作系統與常規的操作系統有著顯著的區別,並因此成為操作系統的一個重要分支和一個獨特的研究方向。  ぅ嵌入式系統本身不具備自舉開發能力。即使設計完成以後,用戶通常也不能對其中的程序功能進行修改,必須有一套交叉開發工具和環境才能進行開發。  う通用計算機的開發人員通常是計算機科學或者計算機工程方面的專業人士,而嵌入式系統開發人員卻往往是各個應用領域中的專家,這就要求嵌入式系統所支持的開發工具易學、易用、可靠和高效。

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  《ARM Cortex核TI微控制器原理與應用》特色︰  取材于最新資料,總結實際競賽和科研經驗,實例較多,且實用性強。  可作為本科生和研究生嵌入式系統類課程的教材,也適合于沒有操作系統知識的單片機開發人員學習嵌入式系統。可作為本科生和研究生嵌入式系統類課程的教材,也適合于沒有操作系統知識的單片機開發人員學習嵌入式系統。

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