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第1章 嵌入式系统与微控制器概述1

1.1 嵌入式系统概述1

1.1.1 嵌入式系统的发展1

1.1.2 嵌入式系统的特点3

1.1.3 嵌入式系统的组成3

1.1.4 嵌入式系统的种类5

1.1.5 嵌入式系统的调试方法6

1.1.6 嵌入式系统的应用12

1.2 嵌入式处理器13

1.2.1 嵌入式处理器概述13

1.2.2 嵌入式处理器的分类13

1.2.3 MCU的发展和特点18

1.3 习题23

第2章 ARM Cortex-M处理器24

2.1 ARM处理器概述24

2.2 ARM处理器架构24

2.2.1 ARM体系结构版本25

2.2.2 ARM处理器27

2.3 Cortex-M处理器内核及功能介绍29

2.4 ARM Cortex-M4编程模型34

2.4.1 处理器的工作模式和特权级别34

2.4.2 ARM Cortex-M4寄存器35

2.4.3 ARM Cortex-M4异常处理38

2.5 习题43

第3章 ARM指令系统44

3.1 指令格式44

3.2 条件码46

3.3 ARM指令的寻址方式47

3.4 ARM v7架构指令集——Thumb-2指令集52

3.4.1 存储器访问指令53

3.4.2 通用数据处理指令57

3.4.3 乘法和除法指令62

3.4.4 分支和分支控制指令64

3.4.5 饱和运算指令SSAT和USAT66

3.4.6 位段操作指令67

3.4.7 杂项指令69

3.5 ARM汇编程序设计72

3.5.1 ARM汇编语言格式规范72

3.5.2 ARM汇编语言编写格式示例73

3.6 习题73

第4章 系统控制75

4.1 功能组件75

4.1.1 复位控制75

4.1.2 时钟控制78

4.1.3 电源／功耗控制82

4.1.4 嵌套向量中断控制器83

4.1.5 DMA控制器89

4.2 初始化配置95

4.3 操作实例98

4.3.1 时钟例程98

4.3.2 中断例程104

4.4 本章小结107

4.5 习题107

第5章 存储器109

5.1 存储器分类109

5.1.1 RAM存储器109

5.1.2 ROM存储器118

5.1.3 Flash存储器121

5.1.4 铁电存储器FRAM126

5.1.5 存储器控制器128

5.1.6 存储器性能指标132

5.2 微控制器存储器系统133

5.2.1 存储器地址映射134

5.2.2 位带操作136

5.2.3 存储格式137

5.3 操作示例140

5.3.1 变量地址观察例程140

5.3.2 Flash擦写例程142

5.4 本章小结146

5.5 习题147

第6章 基本外设148

6.1 通用输入／输出端口（GPIO）148

6.1.1 GPIO简介148

6.1.2 MSP432中的GPIO151

6.1.3 初始化配置152

6.1.4 操作实例152

6.2 通用定时器／计数器155

6.2.1 通用定时器简介155

6.2.2 MSP432中的定时器157

6.2.3 初始化配置159

6.2.4 操作实例160

6.3 脉冲宽度调制（PWM）163

6.3.1 PWM简介163

6.3.2 MSP432中的PWM165

6.3.3 操作实例166

6.4 看门狗定时器（WDT）169

6.4.1 WDT简介170

6.4.2 MSP432中的看门狗170

6.4.3 操作实例171

6.5 实时时钟（RTC）175

6.5.1 RTC简介175

6.5.2 MSP432中的RTC175

6.5.3 操作实例177

6.6 习题181

第7章 模拟外设182

7.1 模数转换器（ADC）182

7.1.1 ADC简介182

7.1.2 ADC性能指标185

7.1.3 ADC类型185

7.1.4 初始化配置190

7.1.5 MSP432中的ADC190

7.1.6 操作实例192

7.2 比较器196

7.2.1 比较器简介196

7.2.2 初始化配置199

7.2.3 操作实例199

7.3 数模转换器（DAC）201

7.3.1 DAC简介201

7.3.2 DAC类型202

7.3.3 DAC的技术指标203

7.3.4 操作实例203

7.4 习题207

第8章 通信外设209

8.1 数字通信系统概述209

8.2 UART接口210

8.2.1 UART简介210

8.2.2 波特率213

8.2.3 MSP432中的UART213

8.2.4 初始化配置215

8.2.5 操作实例215

8.3 SPI接口219

8.3.1 SPI简介219

8.3.2 MSP432中的SPI221

8.3.3 初始化配置223

8.3.4 操作实例224

8.4 12C接口227

8.4.1 I2C简介227

8.4.2 MSP432中的I2C232

8.4.3 初始化配置233

8.4.4 操作实例234

8.5 CAN总线238

8.6 USB接口240

8.7 习题244

第9章 嵌入式软件设计245

9.1 嵌入式系统软件组成245

9.1.1 嵌入式系统软件架构245

9.1.2 初始化引导程序Bootloader247

9.1.3 板级支持包BSP247

9.1.4 设备驱动程序249

9.1.5 库函数250

9.2 嵌入式系统软件设计方法250

9.2.1 前后台系统250

9.2.2 中断（事件）驱动系统251

9.2.3 巡回服务系统252

9.2.4 基于定时器的巡回服务系统253

9.2.5 带操作系统的嵌入式软件开发（以Linux为例）254

9.3 嵌入式C语言基础257

9.3.1 嵌入式C语言程序设计257

9.3.2 编程风格259

9.3.3 数据类型及声明267

9.3.4 操作符与表达式273

9.3.5 代码调试276

9.4 本章小结281

9.5 习题281

第10章 嵌入式操作系统282

10.1 常用的嵌入式操作系统282

10.2 RTOS基础284

10.2.1 RTOS的基本概念284

10.2.2 使用RTOS的优势286

10.2.3 RTOS的功能组成287

10.3 FreeRTOS292

10.3.1 FreeRTOS的体系结构292

10.3.2 FreeRTOS的任务调度机制293

10.3.3 FreeRTOS的任务管理296

10.3.4 FreeRTOS任务通信机制298

10.3.5 FreeRTOS任务同步机制298

10.3.6 FreeRTOS移植到微控制器方法299

10.3.7 Amazon FreeRTOS299

10.4 FreeRTOS操作示例299

10.4.1 FreeRTOS的任务创建及删除示例299

10.4.2 FreeRTOS的任务通信示例303

10.4.3 FreeRTOS的任务同步（二进制信号量）示例309

10.4.4 基于FreeRTOS MSP32的闪灯示例314

10.5 习题318

第11章 嵌入式系统与物联网319

11.1 物联网概述319

11.1.1 技术及应用框架320

11.1.2 相关技术321

11.2 无线通信技术322

11.2.1 NFC323

11.2.2 ZigBee323

11.2.3 BLE324

11.2.4 Wi-Fi325

11.2.5 LoRa326

11.2.6 NB-IoT327

11.2.7 无线通信技术比较328

11.3 终端技术329

11.3.1 Android系统329

11.3.2 iOS系统330

11.3.3 Web技术331

11.4 服务器和云计算332

11.4.1 独立服务器和云主机332

11.4.2 云计算333

11.5 开发平台和操作系统335

11.5.1 IoT开发平台335

11.5.2 IoT操作系统336

11.6 MQTT概述337

11.6.1 MQTT特点337

11.6.2 MQTT协议原理338

11.7 物联网应用示例339

11.8 习题343

第12章 低功耗与电磁兼容344

12.1 低功耗设计方法344

12.1.1 利用I／O引脚为外部器件供电344

12.1.2 电源管理单元的设计345

12.1.3 动态改变CPU的时钟频率345

12.1.4 软件系统的低功耗设计346

12.2 电源设计348

12.2.1 电池的选择349

12.2.2 超低静态电流LDO352

12.2.3 直流／直流转换器353

12.3 电磁兼容性354

12.3.1 电磁干扰的形成354

12.3.2 电磁兼容常用元器件356

12.3.3 电磁兼容常用技巧357

12.4 习题360

参考文献361