嵌入式系统开发与应用 基于Cortex-M3内核的Stellaris微控制器2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 嵌入式系统基础1

1.1嵌入式系统的概念1

1.2嵌入式系统的组成2

1.2.1嵌入式平台的硬件构架2

1.2.2板级支持包和嵌入式系统3

1.2.3嵌入式系统上的应用程序3

1.3嵌入式系统的开发流程和优势4

1.4 ARM微处理器概述5

1.4.1 ARM——Advanced RISC Machines5

1.4.2 ARM微处理器的应用领域及特点6

1.4.3 ARM微处理器的结构18

1.4.4 ARM微处理器的应用选型19

1.5典型的嵌入式操作系统21

1.5.1常用的嵌入式操作系统21

1.5.2嵌入式操作系统类型的选择24

1.5.3嵌入式操作系统的选择标准25

1.6小结26

1.7思考题26

第2章 集成开发环境及驱动库28

2.1嵌入式软件开发过程28

2.1.1创建过程28

2.1.2编译29

2.1.3连接29

2.1.4定址30

2.1.5调试过程30

2.2 IAR EWARM安装32

2.3安装驱动库34

2.3.1下载最新库文件34

2.3.2拷贝连接器命令文件35

2.3.3拷贝驱动库头文件36

2.3.4拷贝底层驱动函数库37

2.4 EWARM创建新项目39

2.4.1建立一个项目文件目录39

2.4.2新建工作区39

2.4.3生成新项目39

2.4.4添加/新建文件41

2.4.5通用选项设置45

2.4.6 C/C++编译器选项设置47

2.4.7 Assembler选项设置48

2.4.8 Linker选项设置48

2.4.9 Debugger选项设置50

2.5编译和运行应用程序53

2.5.1编译连接处理53

2.5.2查看MAP文件54

2.5.3加载应用程序55

2.5.4应用程序的相关调试55

2.5.5生成.hex文件59

2.5.6探究编译连接59

2.6将IAR的工程移植到Keil工程62

2.7小结64

2.8思考题64

第3章 嵌入式微处理器及电路设计65

3.1 Stellaris处理器的结构概述65

3.2 Cortex-M3的Stellaris微处理器66

3.2.1处理器的分类66

3.2.2 StellarisWare软件68

3.3 Stellaris处理器最小系统71

3.4 LM3S8962接口特性80

3.5典型接口电路的分析与设计89

3.5.1主处理器电路89

3.5.2处理器滤波电路90

3.5.3复位接口电路92

3.5.4主处理器时钟接口92

3.5.5以太网接口95

3.5.6实时时钟及供电电路95

3.5.7 I2C存储器EEPROM电路95

3.5.8 I2C数字温度采集接口95

3.5.9 I2C扩展开关量输入电路98

3.5.10开关量隔离输入电路98

3.5.11 I2C扩展开关量输出电路98

3.5.12开关量隔离输出电路98

3.5.13继电器输出电路组1101

3.5.14继电器输出电路组2102

3.5.15 I2C扩展输入/输出电路102

3.5.16 UART串行RS-232电路102

3.5.17 UART串行RS-485接口电路104

3.5.18红外线串口电路106

3.5.19电路电源模块106

3.5.20 ADC采样电路108

3.5.21 LED及按键电路108

3.5.22 SPI驱动数码管接口108

3.5.23 SPI驱动EEPROM接口112

3.5.24 SPI驱动TFTLCD接口112

3.5.25 PWM驱动电机电路112

3.5.26 JTAG接口电路112

3.5.27扩展接口112

3.6小结115

3.7思考题115

第4章 接口功能单元的开发与应用116

4.1嵌入式编程116

4.1.1空的main（）函数116

4.1.2实用工程模板117

4.1.3 LED闪烁发光120

4.1.4输出hello world121

4.1.5 UART控制台125

4.2硬件类型定义127

4.2.1硬件类型定义简介127

4.2.2硬件寄存器访问127

4.2.3硬件寄存器访问实例128

4.2.4位带操作129

4.2.5位带操作实例134

4.3系统控制135

4.3.1电源结构与LDO控制135

4.3.2时钟控制139

4.3.3复位控制145

4.3.4外设控制148

4.3.5睡眠与深度睡眠150

4.3.6杂项功能151

4.3.7中断操作153

4.3.8时钟验证154

4.4系统节拍定时155

4.4.1系统节拍SysTick的功能简介155

4.4.2系统节拍SysTick的基本操作156

4.4.3系统节拍SysTick的中断控制157

4.4.4模拟PC按键重复特性实例158

4.5通用输入/输出158

4.5.1通用I/O口两种应用电路158

4.5.2 GPIO概述159

4.5.3特殊引脚及寄存器162

4.5.4 GPIO库函数164

4.5.5两只LED交替闪烁控制实例169

4.5.6 KEY控制LED实例170

4.6 Flash内部总线读写173

4.6.1 Nor Flash简介173

4.6.2 Nor Flash引脚定义173

4.6.3 Nand Flash简介174

4.6.4 Nand Flash引脚定义174

4.6.5 Flash功能概述175

4.6.6 Flash库函数177

4.6.7 Flash简单擦写实例180

4.6.8 Flash当做EEPROM操作实例181

4.7通用定时器184

4.7.1 Timer总体特性184

4.7.2 Timer功能概述184

4.7.3 Timer库函数187

4.7.4定时器32位单次触发定时实例193

4.7.5定时器32位周期定时实例195

4.7.6定时器16位单次触发定时实例196

4.7.7定时器16位周期定时实例198

4.7.8定时器16位输入边沿计数捕获实例198

4.7.9定时器16位输入边沿定时捕获实例200

4.7.10定时器16位PWM实例201

4.7.11定时器PWM应用蜂鸣器发声实例202

4.7.12定时器模块16位PWM演奏音乐实例203

4.8看门狗205

4.8.1看门狗功能简述205

4.8.2外部看门狗206

4.8.3 WatchDog功能概述208

4.8.4正确使用看门狗的方法209

4.8.5 WatchDog库函数209

4.8.6 WatchDog复位实例211

4.8.7 WatchDog作为普通定时器实例213

4.9中断控制214

4.9.1中断的基本概念214

4.9.2 Cortex-M3内核异常与NVIC214

4.9.3 Stellaris中断基本编程方法224

4.9.4中断库函数227

4.9.5 GPIO中断控制实例230

4.9.6中断优先级控制实例232

4.10脉冲宽度调制235

4.10.1 PWM总体特性235

4.10.2 PWM功能概述235

4.10.3 PWM库函数240

4.10.4产生两路PWM信号实例249

4.10.5产生两路带死区的PWM实例250

4.10.6 PWM发生器中断实例252

4.11模拟比较器253

4.11.1电压比较器253

4.11.2 COMP功能254

4.11.3 COMP库函数255

4.11.4内部参考源输出驱动LED实例259

4.11.5外部参考源输出触发中断实例260

4.12小结261

4.13思考题261

第5章 模数转换ADC266

5.1 ADC总体特性266

5.2 ADC功能描述268

5.3 ADC应用注意事项271

5.4 ADC库函数273

5.4.1 ADC采样序列操作273

5.4.2 ADC处理器触发277

5.4.3 ADC过采样277

5.4.4 ADC中断控制278

5.5 ADC模块的应用280

5.5.1 ADC模块初始化280

5.5.2 ADC开始采样280

5.6 ADC实例分析281

5.6.1处理器触发ADC采样实例281

5.6.2 ADC内置的温度传感器实例283

5.6.3处理器触发多通道ADC采样实例286

5.6.4定时器溢出触发ADC采样实例287

5.6.5差分输入ADC采样实例288

5.6.6 ADC硬件过采样实例290

5.6.7 ADC软件过采样实例290

5.7过采样原理与实现292

5.7.1平均293

5.7.2过采样实现294

5.8小结300

5.9思考题300

第6章 通用异步收发器302

6.1 UART异步串口概述302

6.2 UART总体特性303

6.3 UART功能概述307

6.4 UART库函数311

6.4.1配置与控制311

6.4.2使能与禁止314

6.4.3数据收发315

6.4.4中断控制318

6.5 UART实例分析319

6.5.1 UART简单数据发送实例319

6.5.2发送FIFO工作原理及实例320

6.5.3发送FIFO中断原理及实例321

6.5.4以FIFO中断方式发送实例323

6.5.5以FIFO中断方式接收实例324

6.5.6红外线通信实例326

6.6小结332

6.7思考题332

第7章 互联IC总线334

7.1 I2C协议基础334

7.2 I2C功能概述338

7.3 I2C库函数340

7.4 I2C例程分析345

7.4.1 I2C主机模式驱动程序345

7.4.2 I2C芯片PCF8574的I/O扩展348

7.4.3 I2C芯片PCA9554的I/O扩展353

7.4.4 EEPROM存储器CAT24C02356

7.5小结360

7.6思考题361

第8章 同步串行数据通信362

8.1 SSI总体特性362

8.2 SSI通信协议363

8.2.1 TI同步串行帧格式363

8.2.2 Freescale SPI帧格式364

8.2.3 Microwire帧格式367

8.3 SSI功能概述369

8.3.1位速率和帧格式369

8.3.2 FIFO操作369

8.3.3 SSI中断370

8.4 SSI库函数参考371

8.4.1配置与控制371

8.4.2数据收发372

8.4.3中断控制373

8.4.4 SSI常用的API函数374

8.5 SSI驱动实例分析374

8.5.1 SSI驱动静态LED374

8.5.2 SSI驱动动态LED376

8.6小结379

8.7思考题379

第9章 CAN接口应用381

9.1 CAN总线简介381

9.2 CAN的分层结构及通信协议381

9.2.1 CAN的分层结构381

9.2.2 CAN的通信协议382

9.3 CAN总线接口应用电路385

9.3.1由嵌入式处理器上扩展CAN总线接口385

9.3.2 CAN总线接口应用电路386

9.3.3收发器隔离电路设计388

9.4 CAN模块特性及驱动库函数390

9.4.1数据结构392

9.4.2枚举类型393

9.4.3接口函数395

9.5 CAN模块应用流程401

9.6 CAN总线常用函数及例程403

9.6.1 CAN总线常用的函数403

9.6.2收发数据404

9.6.3不同节点通信案例405

9.6.4 CAN总线数据简单发送实例407

9.6.5 CAN总线发送ADC采样数据实例409

9.6.6 CAN总线接收数据实例412

9.7小结416

9.8思考题416

第10章 LwIP的API接口及编程418

10.1 Stellaris以太网控制器418

10.2 TCP/IP网络分层结构420

10.2.1各种协议所在的层420

10.2.2以太网帧结构422

10.2.3数据进入协议栈时的封装过程423

10.2.4 IP首部数据格式423

10.2.5 UDP封装格式424

10.2.6以太网数据帧的分用过程425

10.3 Stellaris以太网的收发FIFO425

10.4 Stellaris以太网的函数调用426

10.5以太网接口电路428

10.6 LwIP协议栈简介430

10.7 RAW API分析430

10.7.1应用程序状态设置函数430

10.7.2建立TCP连接函数431

10.7.3 TCP数据发送函数433

10.7.4 TCP数据接收函数433

10.7.5轮询工作原理及相关函数434

10.7.6关闭与中止连接的函数434

10.7.7底层TCP接口435

10.7.8 UDP接口函数435

10.8应用程序实例分析437

10.8.1 UDP服务器通信实例437

10.8.2 UDP客户端通信实例440

10.8.3 Web服务器实例441

10.8.4 TCP客户端通信实例444

10.9小结447

10.10思考题447

第11章 μC/OS嵌入式实时操作系统449

11.1实时操作系统的内核449

11.1.1任务管理449

11.1.2任务间的通信和同步455

11.1.3存储器管理456

11.1.4定时器和中断管理457

11.2 μC/OS-Ⅱ模板说明457

11.2.1移植模板的结构457

11.2.2模板使用的注意事项459

11.3 μC/OS-Ⅱ模板使用实例463

11.3.1操作系统任务流程463

11.3.2操作步骤463

11.4中断控制蜂鸣器468

11.4.1操作系统任务流程468

11.4.2操作步骤468

11.5 μC/OS-Ⅱ任务之间的通信与同步方式471

11.5.1信号量471

11.5.2邮箱475

11.5.3消息队列479

11.6小结479

11.7思考题480

第12章 应用案例分析481

12.1人机交互接口481

12.1.1键盘接口481

12.1.2 LED及键盘驱动483

12.1.3 LCD1602交互490

12.1.4驱动240×320的TFT-LCD497

12.2高精度ADC采样497

12.2.1串行ADC接口TLC2543497

12.2.2串行ADS7818数据采集501

12.3多种传感器接入实例504

12.3.1传感器DS1820测量温度504

12.3.2数字传感器LM75A测量温度514

12.3.3传感器TSL230测量光照度520

12.4 PWM控制实例523

12.4.1直流电机控制523

12.4.2步进电机控制528

12.4.3 SPWM逆变电源536

12.4.4 PWM语音播放器541

12.5基于CAN总线的采集模块545

12.5.1通信协议545

12.5.2电路板实物548

12.5.3主函数分析548

12.5.4 CAN收发报文函数556

12.5.5 ADC及定时器配置函数563

12.6小结566

12.7思考题566

附录 书中常用术语缩写解析567

参考文献571