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绪论1

0.1 什么是微控制器1

0.2 微控制器历史1

0.3 微控制器应用领域2

第1篇 初步认知篇7

第1章 微控制器发展趋势7

1.1 概述7

1.2 ARM Cortex-M微控制器优势8

1.2.1 指令集效率8

1.2.2 8位应用程序的神话10

1.2.3 性能11

1.2.4 8位和16位微控制器的局限11

1.2.5 低功耗12

1.2.6 内存访问效率12

1.2.7 通过降低操作频率来降低能耗12

1.2.8 通过缩短活跃周期来降低能耗13

1.2.9 低功耗的总体优势13

1.2.1 0软件开发13

1.2.1 1从8位或16位微控制器向ARM移植软件13

1.2.1 2调试14

1.2.1 3选择15

1.2.1 4软件可移植性15

1.2.1 5迁移成本15

1.2.1 6结论16

1.3 ARM Cortex-M微控制器程序迁移17

第2章 ARM概述28

2.1 ARM28

2.2 RISC30

2.2.1 简介30

2.2.2 概念分析30

2.2.3 特点31

2.2.4 区别32

2.2.5 种类32

2.2.6 CPU发展33

2.2.7 CPU的制造过程34

第3章 ARM Cortex-M035

3.1 总线架构35

3.1.1 什么是AMBA36

3.1.2 什么是AHB-Lite37

3.1.3 什么是CoreSight38

3.2 Cortex-M0的结构特点40

3.2.1 编程模型40

3.2.2 存储模型40

3.2.3 异常处理41

3.2.4 功耗管理42

3.2.5 指令集43

3.3 开发工具43

第4章 ARM微控制器的指令集46

4.1 ARM微控制器的指令的分类与格式46

4.2 ARM指令的条件域47

4.3 ARM指令的寻址方式48

4.4 ARM指令集50

4.4.1 跳转指令51

4.4.2 数据处理指令52

4.4.3 乘法指令与乘加指令57

4.4.4 程序状态寄存器访问指令60

4.4.5 加载／存储指令61

4.4.6 批量数据加载／存储指令63

4.4.7 数据交换指令64

4.4.8 移位指令（操作）65

4.4.9 协微控制器指令66

4.4.1 0异常产生指令68

4.4.1 1Thumb指令及应用69

第5章 ARM C语言编程70

5.1 C语言简史70

5.2 C语言特点71

5.2.1 优点72

5.2.2 缺点73

5.3 数据类型73

5.3.1 基本数据类型73

5.3.2 数据类型修饰符signed和unsigned73

5.4 常量和变量74

5.4.1 常量74

5.4.2 变量74

5.5 操作符76

5.5.1 算术操作符76

5.5.2 关系操作符76

5.5.3 逻辑操作符76

5.5.4 位操作符76

5.6 控制结构78

5.6.1 选择78

5.6.2 循环78

5.7 结构体78

5.8 编译指令79

5.8.1 #define和＃undef79

5.8.2 #if和＃endif79

5.8.3 #error79

5.9 标准C库的应用79

5.9.1 标准C库的组成79

5.9.2 标准C库的使用流程80

第2篇 基础入门篇85

第6章 NuMicro M051系列微控制器85

6.1 概述85

6.1.1 低门数微控制器特征85

6.1.2 NVIC特征85

6.1.3 调试86

6.1.4 总线接口86

6.2 系统管理器86

6.2.1 系统复位86

6.2.2 系统电源架构87

6.3 系统存储映射88

6.4 系统管理器控制寄存器映射89

6.5 嵌套向量中断控制器（NVIC）95

6.5.1 异常模式和系统中断映射96

6.5.2 操作描述100

第7章 平台搭建与下载工具105

7.1 平台搭建105

7.1.1 启动程序105

7.1.2 创建工程105

7.1.3 编译代码108

7.1.4 安装Nu-Link for Keil驱动109

7.1.5 设置Nu-Link115

7.1.6 下载代码117

7.1.7 硬件仿真119

7.2 ISP下载122

7.2.1 ISP下载工具概述122

7.2.2 ISP下载步骤122

7.3 ICP下载125

7.3.1 ICP下载工具概述125

7.3.2 ICP下载步骤126

7.4 JTAG与串行调试（SWD）129

7.4.1 JTAG简介129

7.4.2 SWD简介129

第8章 通用输入／输出口133

8.1 通用I/O模式的设置133

8.1.1 输入模式134

8.1.2 输出模式134

8.1.3 开漏模式134

8.1.4 准双向模式135

8.2 相关寄存器135

8.3 实验136

第9章 定时器控制器与系统定时器142

9.1 定时器控制器142

9.1.1 概述142

9.1.2 特征142

9.1.3 定时器操作模式143

9.1.4 相关寄存器144

9.1.5 实验146

9.2 系统定时器150

9.2.1 概述150

9.2.2 相关寄存器151

9.2.3 示例代码152

第10章 PWM发生器和捕捉定时器153

10.1 概述153

10.2 特征155

10.2.1 PWM功能特性155

10.2.2 PWM捕捉功能模块特性155

10.3 功能描述155

10.3.1 PWM定时器操作155

10.3.2 PWM双缓存、自动重载以及单触发模式156

10.3.3 调至占空比157

10.3.4 死区发生器157

10.3.5 捕捉操作158

10.3.6 PWM定时器中断结构159

10.3.7 PWM-定时器开启步骤160

10.3.8 PWM-定时器关闭步骤160

10.3.9 捕捉开始步骤160

10.4 相关寄存器161

10.5 实验171

第11章 串口控制器176

11.1 概述177

11.2 特性179

11.3 相关寄存器180

11.4 串口发送实验190

11.5 串口收发实验194

11.6 模拟串口实验198

第12章 外部中断204

12.1 外部中断简介204

12.2 相关寄存器205

12.3 实验206

第13章 看门狗211

13.1 概述211

13.2 特征213

13.3 相关寄存器213

13.4 实验214

第14章 Flash内存控制器（FMC）219

14.1 概述219

14.2 特性219

14.3 FMC组织结构219

14.4 在系统编程（ISP）222

14.5 相关寄存器223

14.6 ISP实验227

第15章 I2C总线控制器234

15.1 概述234

15.2 特征235

15.3 功能描述235

15.4 操作模式238

15.5 相关寄存器239

15.6 AT24C02242

15.7 实验244

第16章 串行外围设备接口（SPI）控制器252

16.1 概述252

16.2 特性252

16.3 功能253

16.4 时序波形图258

16.5 相关寄存器261

16.6 实验265

第17章 模拟／数字转换273

17.1 概述273

17.2 特征275

17.3 操作步骤276

17.4 相关寄存器280

17.5 实验287

第18章 RTX Kernel实时系统291

18.1 实时系统与前后台系统291

18.2 RTX Kernel技术参数294

18.3 RTX Kernel配置296

18.4 RTX Kernel组成部分297

18.5 实验304

第19章 杂项补遗313

19.1 详解启动文件313

19.2 LIB的生成与使用318

19.2.1 LIB文件的创建319

19.2.2 LIB文件的使用320

19.3 Hex文件322

19.3.1 Hex的结构322

19.3.2 Hex的数据记录323

19.4 功耗控制325

19.4.1 相关寄存器326

19.4.2 空闲模式唤醒实验328

19.4.3 掉电模式唤醒实验331

19.5 系统复位335

19.5.1 相关寄存器335

19.5.2 实验336

19.6 scatter文件337

19.6.1 scatter文件简介338

19.6.2 实验340

19.7 USER配置347

19.7.1 相关寄存器347

19.7.2 实验348

19.8 欠压电压值设定（BOD）355

19.8.1 相关寄存器356

19.8.2 实验357

19.9 CMSIS编程标准362

19.9.1 CMSIS标准的软件架构363

19.9.2 CMSIS规范364

19.9.3 CMSIS标准的代码实现366

19.1 0外部总线接（EBI）367

19.1 0.1 操作步骤368

19.1 0.2 相关寄存器372

第20章 串行输入并行输出374

20.1 74LS164简介374

20.2 74LS164结构375

20.3 74LS164函数377

第21章 数码管380

21.1 数码管简介380

21.2 字型码380

21.3 驱动方式382

21.3.1 数码管驱动方式382

21.3.2 动态驱动382

21.4 实验383

第22章 LCD391

22.1 液晶简介391

22.2 LCD1602液晶及显示实验391

22.3 LCD12864液晶及显示实验401

第3篇深入篇417

第23章 深入接口417

23.1 简介417

23.2 校验介绍417

23.2.1 奇偶校验417

23.2.2 校验和419

23.2.3 循环冗余码校验420

23.3 数据校验实战422

23.3.1 数据帧格式定义423

23.3.2 实验426

第24章 深入编程437

24.1 编程规范437

24.1.1 排版438

24.1.2 注释439

24.1.3 标识符441

24.1.4 函数443

24.2 代码架构444

24.2.1 功能模块构建444

24.2.2 简易前后台系统构建445

24.2.3 简易定时系统构建456

24.3 高级应用集锦466

24.3.1 宏466

24.3.2 函数指针468

24.3.3 结构体、共用体470

24.3.4 程序优化471

24.3.5 软件抗干扰490

24.3.6 软件低功耗设计492

第4篇 番外篇497

第25章 界面开发497

25.1 VC++2008498

25.2 HelloWorld小程序498

25.3 实现串口通信503

25.3.1 创建界面503

25.3.2 CSerial类504

25.3.3 编写程序512

25.3.4 运行程序514

25.4 动态链接库514

25.4.1 动态链接库优点515

25.4.2 动态链接库创建流程516

25.4.3 编写串口动态链接库518

25.4.4 调用串口动态链接库522

附录A 开发板原理图528

A.1 原理图528

A.2 实物图532

附录B 单片机多功能调试助手534

参考文献535