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第1章 微控制器概述1

1.1 微控制器和嵌入式系统2

1.2 微控制器的特点和发展2

1.2.1 微控制器的特点2

1.2.2 微控制器的发展历程3

1.2.3 微控制器的发展趋势4

1.3 微控制器的组成概貌5

1.4 微控制器的应用8

1.5 微控制器编程语言和开发环境概述9

1.5.1 微控制器编程语言概述9

1.5.2 微控制器开发工具概述9

本章小结10

习题与思考题10

第2章 Cortex-M3体系结构与指令集11

2.1 Cortex-M3处理器结构12

2.2 Cortex-M3编程模型14

2.2.1 工作模式和工作状态14

2.2.2 数据类型和存储器格式14

2.2.3 寄存器组15

2.2.4 特权级访问和用户级访问19

2.2.5 Cortex-M3堆栈21

2.3 存储器系统22

2.3.1 存储器映射22

2.3.2 存储器接口24

2.3.3 位寻址操作24

2.4 总线接口和总线矩阵25

2.4.1 AHB-Lite和APB总线概述25

2.4.2 总线接口26

2.4.3 总线矩阵26

2.5 指令集27

2.5.1 指令格式27

2.5.2 指令分类28

本章小结37

习题与思考题37

第3章 微控制器的程序设计基础39

3.1 汇编语言程序40

3.1.1 汇编语言格式40

3.1.2 汇编程序构成40

3.2 C语言程序设计41

3.2.1 C语言程序设计的特点41

3.2.2 C语言程序设计概述41

3.3 驱动程序库43

3.3.1 Stellaris驱动程序库概述43

3.3.2 引导代码概述44

3.3.3 利用驱动程序库的编程方法48

3.3.4 StellarisWare图形库49

3.3.5 基本图形绘制与应用51

3.3.6 应用控件实现用户输入和显示53

3.4 微控制器软件开发环境56

3.4.1 IAR Embedded Workbench微控制器集成开发环境的建立56

3.4.2 IAR Embedded Workbench集成开发环境的使用58

3.4.3 IAREmbeddedWorkbench软件仿真65

本章小结68

习题与思考题68

第4章 Cortex-M3微控制器70

4.1 32位微控制器组成71

4.2 32位微控制器内部结构72

4.3 系统控制单元76

4.3.1 复位控制76

4.3.2 时钟控制77

4.3.3 功率控制80

4.3.4 系统控制80

4.4 微控制器最小系统82

4.5 通用输入输出端口84

4.5.1 GPIO的基本特性84

4.5.2 GPIO寄存器组85

4.5.3 GPIO基本操作及相关函数86

4.5.4 GPIO模式控制及相关函数88

4.5.5 GPIO引脚配置及相关函数89

4.5.6 GPIO应用编程实例90

本章小结92

习题与思考题92

第5章 中断／异常系统94

5.1 中断系统概述95

5.2 嵌套中断向量控制器96

5.3 中断／异常类型98

5.4 向量表101

5.5 中断／异常优先级102

5.5.1 优先级102

5.5.2 优先级分组102

5.6 中断／异常嵌套103

5.6.1 异常占先103

5.6.2 末尾连锁104

5.6.3 迟来中断处理104

5.6.4 中断嵌套及优先级处理原则104

5.7 中断／异常的响应过程105

5.7.1 中断／异常的响应序列105

5.7.2 中断／异常返回序列106

5.8 复位107

5.9 其他系统异常108

5.10 外部中断110

5.11 GPIO中断控制112

5.12 中断应用编程113

5.12.1 中断应用程序的基本编写方法113

5.12.2 GPIO外部中断应用编程115

本章小结117

习题与思考题117

第6章 定时器119

6.1 定时器概述120

6.2 通用定时器模块结构与功能121

6.2.1 GPTM内部结构121

6.2.2 GPTM功能123

6.3 GPTM的寄存器及库函数123

6.3.1 定时器的配置与运行控制124

6.3.2 定时器中断127

6.3.3 定时器内容的设置与获取128

6.4 定时器工作模式131

6.4.1 32位定时器工作模式131

6.4.2 16位定时器／计数器工作模式132

6.5 通用定时器应用实例136

6.6 看门狗定时器140

6.6.1 看门狗定时器的结构与功能140

6.6.2 看门狗定时器的寄存器与库函数141

6.6.3 看门狗定时器应用编程实例143

6.7 脉宽调制器146

6.7.1 PWM内部结构146

6.7.2 PWM寄存器映射148

6.7.3 PWM功能描述149

6.7.4 PWM库函数152

6.7.5 PWM应用编程实例154

本章小结156

习题与思考题157

第7章 微控制器的常用接口设计158

7.1 键盘和LED数码管接口设计159

7.1.1 矩阵式键盘接口设计159

7.1.2 键盘接口应用编程160

7.1.3 数码管164

7.1.4 数码管接口设计实例164

7.2 LCD／触摸屏接口设计169

7.2.1 LCD／触摸屏概述169

7.2.2 QVGA彩色LCD触摸屏接口设计170

7.2.3 LCD／触摸屏应用编程实例172

7.3 模拟比较器174

7.3.1 模拟比较器结构和功能174

7.3.2 模拟比较器的常见用法175

7.3.3 模拟比较器寄存器映射176

7.3.4 内部参考电压编程176

7.3.5 比较器的配置及库函数178

7.3.6 模拟比较器应用实例180

7.4 模／数转换器186

7.4.1 ADC结构与功能186

7.4.2 采样序列及相关函数187

7.4.3 ADC模块控制及相关函数188

7.4.4 硬件采样平均电路191

7.4.5 内部温度传感器191

7.4.6 ADC应用编程实例192

7.5 数／模转换器195

7.5.1 数／模转换器概述195

7.5.2 数／模转换器TLV56 16196

7.5.3 DAC接口设计与应用实例196

本章小结199

习题与思考题200

第8章 串行总线接口及应用201

8.1 串行通信基础202

8.1.1 串行通信基本方式202

8.1.2 串行通信制式和多机通信203

8.2 通用异步串行通信203

8.2.1 UART的内部结构与特性203

8.2.2 UART的控制及相关函数204

8.2.3 UART数据收发206

8.2.4 UART 中断及相关函数208

8.2.5 UART应用编程实例209

8.3 同步串行接口212

8.3.1 同步串行接口概述212

8.3.2 SSI的内部结构与特性212

8.3.3 SSI控制及相关函数213

8.3.4 SSI的FIFO操作及相关函数217

8.3.5 SSI 中断及相关函数218

8.3.6 SSI应用实例——Flash存储器扩展和SD卡219

8.4 I2C接口225

8.4.1 I2C总线概述225

8.4.2 I2C的接口功能与内部结构227

8.4.3 I2C 中断和主机收发形式229

8.4.4 I2C库函数230

8.4.5 I2C应用编程233

8.5 I2S接口234

8.5.1 I2S总线概述234

8.5.2 I2S的特性与内部结构236

8.5.3 I2S发送237

8.5.4 I2S接收238

8.5.5 I2S库函数239

8.5.6 I2S音频芯片及应用实例241

8.6 USB接口246

8.6.1 USB概述246

8.6.2 USB模块内部结构与特性249

8.6.3 用作USB设备250

8.6.4 用作USB主机252

8.6.5 OTG模式254

8.6.6 USB初始化和配置255

8.6.7 USB库函数256

8.6.8 USB OTG应用实例261

本章小结274

习题与思考题275

第9章 网络接口及应用276

9.1 CAN总线通信接口277

9.1.1 CAN总线概述277

9.1.2 CAN模块的特性与内部结构278

9.1.3 CAN初始化279

9.1.4 CAN操作280

9.1.5 CAN发送281

9.1.6 CAN接收281

9.1.7 CAN中断处理283

9.1.8 CAN位处理283

9.1.9 CAN库函数284

9.1.10 CAN-bus接口电路与应用编程286

9.2 以太网接口292

9.2.1 以太网接口概述292

9.2.2 以太网控制器特性与内部结构292

9.2.3 功能描述293

9.2.4 以太网库函数296

9.2.5 以太网接口电路与应用编程297

本章小结304

习题与思考题304

第10章 微控制器应用系统设计305

10.1 微控制器应用系统设计方法306

10.1.1 设计流程306

10.1.2 需求分析306

10.1.3 软件和硬件划分307

10.1.4 硬件设计307

10.1.5 软件设计309

10.2 微控制器应用系统调试311

10.2.1 调试工具311

10.2.2 调试方法312

10.3 环境温度检测设计实例313

10.3.1 设计要求313

10.3.2 硬件设计313

10.3.3 软件设计314

10.3.4 程序运行实时追踪调试319

本章小结322

习题与思考题322

参考文献324