汽车电子S32K系列微控制器 基于ARM Cortex-M4F内核

本书基于恩智浦（NXP）公司于2017年推出的面向汽车电子的S32K系列微控制器，以构件化底层驱动为基础阐述S32K系列微控制器应用程序的设计方法，内容涉及汽车电子技术基础，S32K系列微控制器的基本特性，ARM Cortex-M4F的相关知识，底层驱动构件设计规范，以及S32K系列微控制器的Systick、PDB、LPIT、LTMR、RTC、FTM、Flash、ADC、CMP、SPI、I2C、DMA、CAN等模块的程序设计方法。

   第1章概述（1）

1.1汽车电子技术的基本概念（1）

1.2我国汽车电子发展概况（2）

1.3恩智浦公司在汽车电子市场中的地位（3）

1.4面向汽车电子的S32K系列微控制器简介（3）

1.4.1S32K系列微控制器的型号标识（4）

1.4.2S32K系列微控制器的简明特性与结构框图（4）

1.4.3S32K系列微控制器的共性资源列表（6）

第2章ARMCortex-M4F微控制器（7）

2.1ARMCortex-M4F微控制器简介（7）

2.1.1ARMCortex-M4F微控制器内部结构概要（8）

2.1.2ARMCortex-M4F微控制器存储器映像（10）

2.1.3ARMCortex-M4F微控制器的寄存器（10）

2.2指令系统（14）

2.2.1指令简表与寻址方式（15）

2.2.2数据传送类指令（16）

2.2.3数据操作类指令（18）

2.2.4跳转控制类指令（21）

2.2.5其他指令（22）

2.3指令集与机器码对应表（23）

2.4GNU汇编语言的基本语法（25）

2.4.1ARM-GUN汇编语言格式（26）

2.4.2常用伪指令简介（27）

第3章存储映像、中断源与硬件最小系统（30）

3.1S32K144存储映像与中断源（30）

3.1.1S32K144存储映像（30）

3.1.2S32K144中断源（32）

3.2S32K144的引脚功能（35）

3.3.1硬件最小系统引脚（36）

3.2.2I/O端口资源类引脚（36）

3.3S32K144硬件最小系统原理图（37）

3.3.1电源及其滤波电路（37）

3.3.2复位电路及复位功能（37）

3.3.3晶振电路（38）

3.3.4SWD接口电路（38）

第4章GPIO及程序框架（39）

4.1通用I/O接口的基本概念及连接方法（39）

4.1.1I/O接口的概念（39）

4.1.2通用I/O（40）

4.1.3上拉/下拉电阻与输入引脚的基本接法（40）

4.1.4输出引脚的基本接法（41）

4.2端口控制模块与GPIO模块的编程结构（41）

4.2.1端口控制模块——决定引脚复用功能（41）

4.2.2GPIO模块的对外引脚与内部寄存器（44）

4.2.3GPIO基本编程步骤与基本打通程序（45）

4.3GPIO驱动构件封装方法与规范（46）

4.3.1设计GPIO驱动构件的必要性及GPIO驱动构件封装要点分析（46）

4.3.2底层驱动构件封装规范概要与构件封装的前期准备（48）

4.3.3S32K144的GPIO驱动构件源码及解析（49）

4.4利用构件方法控制LED闪烁（60）

4.4.1light构件设计（60）

4.4.2light构件测试工程主程序（63）

4.5工程文件组织框架与第一个C语言工程分析（65）

4.5.1工程框架及所含文件简介（66）

4.5.2链接文件常用语法及链接文件解析（67）

4.5.3机器码文件解析（71）

4.5.4芯片上电启动运行过程解析（72）

4.6第一个汇编语言工程：控制小灯闪烁（75）

4.6.1汇编工程文件的组织（76）

4.6.2汇编语言GPIO驱动构件及使用方法（76）

4.6.3汇编语言Light构件及使用方法（82）

4.6.4汇编语言Light构件测试工程主程序及汇编工程运行过程（84）

第5章嵌入式硬件构件与底层驱动构件基本规范（86）

5.1嵌入式硬件构件（86）

5.1.1嵌入式硬件构件的概念及其分类（87）

5.1.2基于嵌入式硬件构件的电路原理图设计简明规则（87）

5.2嵌入式底层驱动构件的概念与层次模型（90）

5.2.1嵌入式底层驱动构件的概念（90）

5.2.2嵌入式硬件构件和软件构件的层次模型（91）

5.3底层驱动构件的封装规范（91）

5.3.1构件设计的基本思想与基本原则（92）

5.3.2编码风格基本规范（93）

5.3.3构件公共要素文件（96）

5.3.4头文件的设计规范（98）

5.3.5源文件的设计规范（99）

5.4硬件构件及底层软件构件的重用与移植方法（100）

5.4.1硬件构件在实际系统中的应用（100）

5.4.2底层驱动构件的移植（101）

第6章串行通信模块及第一个中断程序结构（103）

6.1异步串行通信的通用基础知识（103）

6.1.1串行通信的基本概念（104）

6.1.2RS-232总线标准（105）

6.1.3TTL电平到RS-232电平转换电路（106）

6.1.4串行通信编程模型（107）

6.2UART驱动构件及使用方法（108）

6.2.1UART引脚分析（108）

6.2.2UART驱动构件基本要素分析与头文件（109）

6.2.3printf的设置方法与使用（113）

6.3ARMCortex-M4F中断机制及S32K144中断编程（113）

6.3.1关于中断的通用基础知识（113）

6.3.2ARMCortex-M4F非内核中断编程结构（115）

6.3.3S32K144中断编程步骤（以串口接收中断为例）（116）

6.4UART驱动构件的设计方法（118）

6.4.1UART模块编程结构（118）

6.4.2UART驱动构件源文件（123）

第7章Timer模块（132）

7.1ARMCortex-M4F内核定时器（Systick）（132）

7.1.1Systick定时器模块的编程结构（133）

7.1.2Systick驱动构件设计及测试工程（134）

7.2延时定时器（PDB）模块（136）

7.2.1PDB模块功能概述（136）

7.2.2PDB驱动构件及使用方法（136）

7.2.3PDB驱动构件的设计（139）

7.3低功耗中断定时器（LPIT）模块（143）

7.3.1LPIT模块功能概述（143）

7.3.2LPIT驱动构件及使用方法（143）

7.3.3LPIT驱动构件设计（145）

7.4低功耗定时器（LPTMR）模块（150）

7.4.1LPTMR模块功能概述（150）

7.4.2LPTMR驱动构件及使用方法（150）

7.4.3LPTMR驱动构件的设计（152）

7.5实时时钟（RTC）模块（155）

7.5.1RTC模块功能概述（155）

7.5.2RTC驱动构件及使用方法（156）

7.5.3RTC驱动构件的设计（160）

第8章PWM模块和FTM模块（169）

8.1脉宽调制、输入捕捉与输出比较的通用基础知识（169）

8.1.1PWM的通用基础知识（169）

8.1.2输入捕捉与输出比较的通用基础知识（172）

8.2FTM模块的基本知识（172）

8.2.1FTM模块概述（172）

8.2.2FTM模块的技术要点（173）

8.3FTM驱动构件及使用方法（174）

8.3.1FTM模块的脉宽调制、输入捕捉和输出比较的外部引脚（174）

8.3.2FTM驱动构件头文件及使用方法（175）

8.4FTM驱动构件的设计（183）

8.4.1FTM模块编程结构（183）

8.4.2FTM驱动构件设计（187）

第9章Flash模块（196）

9.1Flash存储器的基础知识（196）

9.1.1Flash存储器的特性（196）

9.1.2Flash存储器的编程模式（197）

9.1.3Flash存储器的基本操作（197）

9.2Flash驱动构件及其使用方法（197）

9.2.1Flash驱动构件头文件解析（197）

9.2.2Flash驱动构件的使用方法（200）

9.3Flash保护（201）

9.3.1Flash模块保护的含义及保护函数的使用说明（201）

9.3.2Flash模块加密方法与去除密码方法（202）

9.4Flash驱动构件的设计（203）

9.4.1Flash模块编程结构（203）

9.4.2Flash驱动构件设计技术要点（207）

9.4.3Flash驱动构件封装要点分析（209）

9.4.4Flash驱动构件的源文件（flash.c）（210）

第10章ADC模块与CMP模块（218）

10.1模/数转换器（ADC）模块（218）

10.1.1ADC模块的通用基础知识（218）

10.1.2ADC模块驱动构件及使用方法（221）

10.1.3ADC驱动构件的设计（225）

10.2比较器（CMP）模块（233）

10.2.1CMP模块的通用基础知识（233）

10.2.2CMP驱动构件及使用方法（234）

10.2.3CMP驱动构件的设计（238）

第11章SPI模块与I2C模块（244）

11.1串行外设接口（SPI）模块（244）

11.1.1SPI模块的通用基础知识（244）

11.1.2SPI驱动构件及使用方法（247）

11.1.3SPI驱动构件的设计（252）

11.2集成电路互连（I2C）总线模块（262）

11.2.1I2C模块的通用基础知识（262）

11.2.2I2C驱动构件及使用方法（267）

11.2.3I2C驱动构件的设计（273）

第12章DMA模块（291）

12.1DMA模块通用基础知识（291）

12.1.1DMA模块的基本概念（291）

12.2.1DMA模块的基本操作（292）

12.2DMA驱动构件及其使用方法（293）

12.2.1DMA源（293）

12.2.2DMA驱动构件封装要点（294）

12.2.3DMA驱动构件头文件（dma.h）（295）

12.2.4DMA驱动构件的使用方法（299）

12.2.5DMA驱动构件测试实例（299）

12.3DMA驱动构件的设计（300）

12.3.1DMA模块编程结构（300）

12.3.2DMA驱动构件源程序（309）

第13章FlexCAN模块（314）

13.1CAN总线的基础知识（314）

13.1.1CAN总线协议的历史概况（314）

13.1.2CAN总线硬件系统的典型电路（315）

13.1.3CAN总线协议的基本概念（317）

13.1.4CAN总线规范的帧结构（319）

13.1.5CAN总线的位时间（323）

13.1.6FlexCAN模块的操作模式（324）

13.1.7FlexCAN模块的仲裁处理、匹配处理及报文缓冲区管理（325）

13.2FlexCAN驱动构件及使用方法（326）

13.2.1FlexCAN驱动构件头文件的解析（326）

13.2.2FlexCAN驱动构件的头文件（327）

13.2.3FlexCAN驱动构件的使用方法（330）

13.2.4FlexCAN驱动构件的测试实例（331）

13.3FlexCAN驱动构件的设计（331）

13.3.1FlexCAN模块编程结构（331）

13.3.2FlexCAN驱动构件的源程序（353）

第14章系统时钟与其他功能模块（361）

14.1时钟系统模块（361）

14.1.1时钟系统概述（361）

14.1.2时钟模块概要与编程要点（364）

14.2电源模块（365）

14.2.1电源模式控制（365）

14.2.2电源模式转换（365）

14.3校验模块（366）

14.3.1CRC模块简介（367）

14.3.2CRC校验和的生成步骤（367）

14.3.3CRC模块的主要寄存器（367）

14.4看门狗模块（368）

14.5复位模块（369）

14.5.1上电复位（POR）（369）

14.5.2系统复位源（370）

14.5.3调试复位（371）

附录AS32K144芯片引脚复用功能（372）

附录B最小硬件系统原理图（376）

附录Cprintf的常用格式（377）

附录DS32DS集成开发环境简明使用方法（380）

附录ESWD-Programmer快速指南（384）

附录F术语和缩写（386）

参考文献（388）