ARM Cortex-M4F控制器原理与创新设计——基于TI SimpleLinkTM MSP432处理器

本书根据作者多年MSP432微控制器开发设计经验，从实用性和优选性出发，遵循由浅入深、循序渐进的原则，较全面地讲解了MSP432微控制器的知识体系。全书主要内容包括：Cortex-M4F内核、MSP432微控制器特点、硬件结构与软件设计开发基础、通用输入/输出端口、复位控制器、系统控制器、中断系统、时钟系统、定时器、常用通信接口eUSCI、电源管理、内部存储、模拟转换与比较器、高级加密标准模块（AES256）、循环冗余校验模块（CRC32）、MSP432E401设计与开发、基于MSP432的简易电路特性测试仪系统——2019年全国大学生电子设计竞赛优选奖（TI杯）作品。本书以培养学生的MSP432微控制器的应用能力为目标，理论联系实际，可操作强。本书既可作为高等学校自动化、电气工程、电子信息、仪器仪表、机电一体化及计算机相关专业的单片机课程基础教材，也可供相关领域的工程技术人员学习、参考。

第1章 概述 1
1.1 Cortex-M4F内核 1
1.1.1 Cortex-M4F内核简介 1
1.1.2 Cortex-M4F内核结构 2
1.2 Cortex-M4F外设 4
1.2.1 功能外设 4
1.2.2 调试外设 5
1.3 第一个MSP432实例 6
1.3.1 MSP432P401简介 6
1.3.2 MSP432P401最小系统设计 10
1.3.3 Keil MDK软件安装 11
1.3.4 SimpleLink? MCU SDK
简介与安装 15
1.3.5 Keil MDK软件编译与调试 17
1.4 小结与思考 20
习题与思考 20
第2章 软硬件设计基础 21
2.1 C语言基础知识 21
2.1.1 标识符与关键字 21
2.1.2 数据基本类型 22
2.1.3 运算符 23
2.1.4 程序基本结构 27
2.1.5 函数 33
2.1.6 数组与指针 37
2.1.7 预处理 41
2.1.8 结构体 44
2.1.9 MSP432 C语言扩展特性 49
2.2 规范化编程 51
2.2.1 微控制器基本程序框架 51
2.2.2 编程规范 53
2.3 MSP432硬件平台介绍 56
2.3.1 基本输入/输出外设 56
2.3.2 通信接口外设 59
2.4 基于寄存器的MSP432编程 61
2.4.1 新建工程 61
2.4.2 程序下载与调试 65
2.4.3 寄存器程序设计相关
注意事项 67
2.5 基于库函数的MSP432编程 72
2.5.1 库函数与寄存器程序开发
比较 72
2.5.2 驱动库DriverLib说明 74
2.5.3 基于库函数的工程模板 76
2.6 小结与思考 80
习题与思考 81
第3章 输入/输出端口 82
3.1 通用输入/输出端口（GPIO） 82
3.1.1 GPIO原理 82
3.1.2 GPIO寄存器 84
3.2 GPIO寄存器编程 87
3.2.1 GPIO输出 87
3.2.2 GPIO输入 88
3.2.3 GPIO中断 89
3.3 GPIO驱动库编程 90
3.3.1 库函数说明 90
3.3.2 GPIO库函数编程实例 93
3.4 端口映射控制器（PMAP） 97
3.4.1 PMAP原理 97
3.4.2 PMAP寄存器 98
3.4.3 PMAP库函数 99
3.4.4 PMAP应用实例 99
3.5 端口电容触摸（CAPTIO） 101
3.5.1 CAPTIO原理 101
3.5.2 CAPTIO库函数 103
3.5.3 CAPTIO应用实例 104
3.6 小结与思考 106
习题与思考 106
第4章 复位控制器与系统控制器 107
4.1 复位控制器（ResetCtl） 107
4.1.1 ResetCtl原理 107
4.1.2 ResetCtl库函数 109
4.1.3 ResetCtl应用实例 111
4.2 系统控制器（SysCtl） 112
4.2.1 SysCtl原理 112
4.2.2 SysCtl库函数 114
4.2.3 SysCtl应用实例 117
4.3 小结与思考 119
习题与思考 119
第5章 内嵌向量中断控制器 120
5.1 中断概述 120
5.1.1 中断基本概念 120
5.1.2 嵌套向量中断
控制器（NVIC） 121
5.2 中断源与库函数 122
5.2.1 中断源说明 122
5.2.2 库函数说明 123
5.3 NVIC应用实例 126
5.4 小结与思考 128
习题与思考 129
第6章 时钟系统与低功耗模式 130
6.1 时钟系统（CS） 130
6.1.1 时钟系统原理 130
6.1.2 低频振荡器（LFXT） 132
6.1.3 高频振荡器（HFXT） 132
6.1.4 内部超低功率
低频振荡器（VLO） 133
6.1.5 内部低功率
低频振荡器（REFO） 133
6.1.6 模块振荡器（MODOSC） 134
6.1.7 系统振荡器（SYSOSC） 134
6.1.8 数字可控振荡器（DCO） 134
6.1.9 时钟系统寄存器 135
6.2 低功耗模式（LPM） 135
6.2.1 LPM原理 135
6.2.2 LPM编程 137
6.3 CS库函数说明 137
6.4 CS编程实例 141
6.5 小结与思考 150
习题与思考 150
第7章 定时器 151
7.1 16位定时器（Timer_A） 151
7.1.1 Timer_A原理 151
7.1.2 Timer_A库函数 156
7.1.3 Timer_A编程实例 162
7.2 32位定时器（Timer32） 181
7.2.1 Timer32原理 181
7.2.2 Timer32库函数 182
7.2.3 Timer32编程实例 184
7.3 滴答定时器（SysTick） 186
7.3.1 SysTick原理 186
7.3.2 SysTick库函数 187
7.3.3 SysTick编程实例 188
7.4 看门狗定时器（WDT_A） 190
7.4.1 WDT_A原理 190
7.4.2 WDT_A库函数 192
7.4.3 WDT_A编程实例 193
7.5 实时时钟（RTC_C） 198
7.5.1 RTC_C原理 198
7.5.2 RTC_C库函数 202
7.5.3 RTC_C编程实例 205
7.6 小结与思考 208
习题与思考 208
第8章 增强型通用串行通信接口
eUSCI 209
8.1 UART模式 209
8.1.1 UART模式原理 209
8.1.2 UART库函数 219
8.1.3 UART应用实例 223
8.2 SPI模式 226
8.2.1 SPI模式原理 226
8.2.2 SPI库函数 231
8.2.3 SPI应用实例 234
8.3 IIC模式 242
8.3.1 IIC模式原理 242
8.3.2 IIC库函数 250
8.3.3 IIC应用实例 257
8.4 小结与思考 263
习题与思考 263
第9章 电源管理 264
9.1 电源控制模块（PCM） 264
9.1.1 PCM原理 264
9.1.2 PCM库函数 270
9.1.3 PCM应用实例 273
9.2 供电系统（PSS） 283
9.2.1 PSS原理 283
9.2.2 PSS库函数 284
9.2.3 PSS应用实例 286
9.3 参考模块（REF_A） 288
9.3.1 REF_A原理 288
9.3.2 REF_A库函数 289
9.3.3 REF_A应用实例 291
9.4 小结与思考 293
习题与思考 294
第10章 内部存储 295
10.1 直接存储器访问（DMA） 295
10.1.1 DMA原理 295
10.1.2 DMA库函数 304
10.1.3 DMA应用实例 308
10.2 闪存控制器（FlashCtl） 311
10.2.1 FlashCtl原理 311
10.2.2 FlashCtl库函数 314
10.2.3 FlashCtl应用实例 318
10.3 浮点处理单元（FPU） 320
10.3.1 FPU原理 320
10.3.2 FPU库函数 323
10.3.3 FPU应用实例 324
10.4 内存保护单元（MPU） 326
10.4.1 MPU原理 326
10.4.2 MPU库函数 327
10.4.3 MPU应用实例 328
10.5 小结与思考 330
习题与思考 330
第11章 模数转换器与模拟比较器 331
11.1 模数转换器（ADC14） 331
11.1.1 ADC14原理 331
11.1.2 ADC14库函数 340
11.1.3 ADC14应用实例 345
11.2 模拟比较器（COMP_E） 361
11.2.1 COMP_E原理 361
11.2.2 COMP_E库函数 365
11.2.3 COMP_E应用实例 368
11.3 小结与思考 371
习题与思考 371
第12章 高级加密标准模块
与循环冗余校验模块 372
12.1 高级加密标准模块（AES256） 372
12.1.1 AES256原理 372
12.1.2 AES256库函数 377
12.1.3 AES256应用实例 379
12.2 循环冗余校验模块（CRC32） 382
12.2.1 CRC32原理 382
12.2.2 CRC32库函数 384
12.2.3 CRC32应用实例 386
12.3 小结与思考 388
习题与思考 389
第13章 MSP432E401设计与开发 390
13.1 MSP432E401概述 390
13.1.1 MSP432E401特性 390
13.1.2 MSP432E401内部结构 391
13.2 MSP432E401电路设计 394
13.3 MSP432E401库函数 395
13.3.1 GPIO相关库函数 395
13.3.2 UA-RT相关库函数 400
13.3.3 SSI相关库函数 402
13.3.4 定时器相关库函数 404
13.3.5 ADC相关库函数 406
13.4 MSP432E401程序设计实例 410
13.4.1 GPIO实例 410
13.4.2 液晶显示实例 411
13.4.3 UART通信实例 414
13.4.4 定时器实例 417
13.4.5 ADC实例 419
13.5 小结与思考 422
习题与思考 422
第14章 简易电路特性测试仪——2019年全国大学生电子设计竞赛优选奖（TI杯） 423
14.1 赛题要求 423
14.2 方案比较与选择 424
14.3 理论分析与计算 426
14.4 系统具体设计 429
14.4.1 硬件电路设计 429
14.4.2 软件程序设计 431
14.5 系统调试与测试结果 432
14.6 小结与思考 433
参考文献 434