微控制器技術與應用 — 基於 Cortex-M3 內核

第1章 微控制器技術概述 1
1.1 微控制器的發展歷史 1
1.2 微控制器的分類及應用 2
1.3 微控制器技術 3
1.4 微控制器主流生產商及發展趨勢 6
本章小結 7
思考與練習題 8
第2章 微控制器硬件基礎 9
2.1 微控制器的外部結構 9
2.1.1 芯片命名規則 9
2.1.2 外部引腳 10
2.1.3 最小系統 11
2.2 微控制器的內部結構 12
2.2.1 系統架構 12
2.2.2 時鐘系統 14
2.2.3 內核功能寄存器 19
2.3 存儲器系統 22
2.3.1 存儲器概述 22
2.3.2 微控制器存儲器的結構 25
2.4 系統啟動和復位過程 27
2.4.1 系統啟動模式 27
2.4.2 系統復位序列 28
2.4.3 系統復位實例 29
本章小結 36
思考與練習題 36
第3章 軟件開發技術 38
3.1 軟件開發模式 38
3.1.1 基於寄存器的軟件開發模式 38
3.1.2 基於固件庫的軟件開發模式 38
3.1.3 基於操作系統的軟件開發模式 39
3.2 高級語言程序設計 40
3.2.1 C語言程序基礎 40
3.2.2 程序編譯和執行 43
3.3 微控制器軟件接口標準 44
3.3.1 CMSIS基本內容 44
3.3.2 固件函數庫 45
3.4 基於MDK的軟件開發 47
本章小結 50
思考與練習題 50
第4章 並行接口及應用 51
4.1 並行接口結構與操作 51
4.1.1 GPIO接口的常用輸入輸出形式 51
4.1.2 GPIO內部結構 52
4.1.3 GPIO功能寄存器 54
4.1.4 GPIO操作固件庫 57
4.2 並行接口設備 58
4.2.1 輸入設備 58
4.2.2 顯示設備 60
4.3 並行接口程序設計 62
4.3.1 使用掃描法進行按鍵檢測 62
4.3.2 使用線反轉法進行按鍵檢測 66
4.3.3 數碼管動態顯示 68
本章小結 72
思考與練習題 72
第5章 中斷技術及應用 73
5.1 中斷技術基礎 73
5.1.1 中斷的基本概念 73
5.1.2 中斷處理過程 75
5.2 中斷系統結構 78
5.2.1 中斷源與中斷向量 78
5.2.2 中斷控制器 81
5.2.3 中斷控制寄存器及庫函數 87
5.3 外部中斷程序設計 90
5.3.1 中斷程序設計流程 90
5.3.2 中斷處理函數 91
5.3.3 中斷程序設計實例 93
本章小結 96
思考與練習題 97
第6章 定時器技術及應用 98
6.1 定時器/計數器概述 98
6.1.1 定時器/計數器基礎 98
6.1.2 STM32F103子系列微控制器芯片的定時器 99
6.2 通用定時器 101
6.2.1 通用定時器的結構 101
6.2.2 時鐘源選擇 104
6.2.3 工作模式 109
6.3 高級定時器 120
6.4 系統滴答定時器 122
6.4.1 系統滴答定時器的結構 122
6.4.2 功能寄存器 122
6.4.3 SysTick的應用 123
6.5 定時器功能寄存器及固件庫函數 124
6.5.1 定時器功能寄存器 124
6.5.2 定時器的固件庫函數 131
6.6 定時器程序設計 132
6.6.1 通用定時器程序設計 132
6.6.2 高級定時器程序設計 134
6.6.3 系統滴答定時器程序設計 136
本章小結 138
思考與練習題 138
第7章 嵌入式操作系統 139
7.1 嵌入式操作系統基礎知識 139
7.1.1 操作系統 139
7.1.2 嵌入式操作系統 139
7.1.3 實時操作系統 140
7.2 任務管理 140
7.2.1 任務的定義 140
7.2.2 任務的狀態 141
7.2.3 任務優先級及調度策略 142
7.3 時間管理 143
7.4 任務的同步與通信 144
7.4.1 任務的同步 144
7.4.2 常用的任務通信機制 144
7.4.3 互斥信號量 145
7.4.4 死鎖及解決策略 147
7.5 μC/OS-Ⅲ嵌入式操作系統 149
7.5.1 μC/OS嵌入式操作系統簡介 149
7.5.2 文件結構 150
7.5.3 常用函數 151
7.5.4 基於μC/OS-Ⅲ的程序設計 153
本章小結 159
思考與練習題 160
第8章 串行接口及應用 161
8.1 串行通信基礎知識 161
8.2 通用同步/異步收發器接口 165
8.2.1 UART 165
8.2.2 USART 167
8.2.3 USART功能寄存器及固件庫函數 173
8.3 集成電路總線接口 179
8.3.1 I2C總線概述 179
8.3.2 I2C總線協議 180
8.4 串行外設接口 184
8.5 控制器局域網絡 186
8.5.1 CAN總線協議 186
8.5.2 CAN總線節點結構 188
8.5.3 CAN總線報文格式 189
8.5.4 同步 192
8.6 USART程序設計 194
本章小結 195
思考與練習題 195
第9章 模擬接口及應用 197
9.1 A/D轉換的基本理論 197
9.1.1 A/D轉換的過程 197
9.1.2 逐次逼近式A/D轉換器 198
9.2 A/D轉換器概述 201
9.2.1 A/D轉換器的結構 201
9.2.2 A/D轉換器的轉換模式 205
9.2.3 A/D轉換器的使用 206
9.2.4 A/D轉換器的功能寄存器和固件庫函數 209
9.3 D/A轉換器概述 217
9.3.1 T型電阻網絡D/A轉換器 217
9.3.2 D/A轉換器的技術指標 219
9.3.3 D/A轉換器的結構 220
9.3.4 D/A轉換器的功能寄存器和固件庫函數 222
9.4 A/D和D/A轉換程序設計 226
9.4.1 A/D轉換程序設計 226
9.4.2 D/A轉換程序設計 231
本章小結 233
思考與練習題 233
參考文獻 235