智能嵌入技术开发与实践

《智能嵌入技术开发与实践》针对内核为ARM Cortex-M3的Cypress FM3微处理器，介绍ARM Cortex-M3架构、原理和应用。FM3微处理器具有丰富的内部外围资源，以此为基础结合实验例程由浅入深的讲解智能嵌入式开发技术。其中包括：（1）基于通用IO口外部设备驱动；（2）多任务信号采集系统的实现；（3）UART多任务串行通讯接口工程设计；（4）USB与PC端数据通讯的实现；（5）CAN总线局域网设计与多任务信息通讯；（6）I2C总线通讯技术；（7）SPI总线通讯技术；（8）多功能定时技术器的应用等。软件开发选择μC/OS-II作为嵌入式操作系统，比较适合本科层次教学，因为μC/OS-II系统具备了内核小、实时性好、易于移植等特点，具有经典操作系统的多任务通讯与同步机制，和LINUX、Android、Window CE等相对复杂的内核相比，代码容易理解和实现多任务程序设计。

第1章嵌入式系统开发概述1
1.1嵌入式系统概述1
1.1.1嵌入式系统的定义1
1.1.2嵌入式系统的特点1
1.1.3嵌入式微处理器2
1.1.4嵌入式操作系统4
1.2嵌入式系统的组成9
1.2.1嵌入式系统的硬件基础9
1.2.2板级支持包BSP/硬件抽象层HAL11
1.2.3嵌入式系统的软件基础12
1.3嵌入式系统开发现状13
1.3.1简单的嵌入式系统开发13
1.3.2基于实时操作系统的嵌入式系统开发14
1.3.3基于片上系统的嵌入式系统开发14
小结15
习题15
第2章ARM Cortex-M3微处理器16
2.1ARM Cortex-M3的内核结构16
2.1.1ARM微处理器的内核演变16
2.1.2ARM Cortex-M3内核特点17
2.1.3寄存器组19
2.2ARM Cortex-M3的操作模式21
2.2.1操作模式22
2.2.2特权级别22
2.3中断和异常管理23
2.3.1概述23
2.3.2中断向量表24
2.3.3异常类型28
2.3.4中断控制29
2.4MB9BF506R微处理器简介31
2.4.1MB9BF506R系统概要31
2.4.2总线架构34
2.4.3存储器架构34
2.4.4MB9BF506R的外部总线接口39
2.4.5MB9BF506R的工作模式40
小结41
习题41
第3章嵌入式软件开发基础42
3.1CMSIS-Cortex微控制器软件接口标准42
3.1.1Cortex系列微处理器的数据类型42
3.1.2CMSIS架构42
3.1.3关于启动代码45
3.1.4CMSIS编码规则46
3.1.5CMSIS支持的工具链46
3.2MB9BF506R的外设驱动库47
3.2.1概述47
3.2.2例程的使用方法47
3.3在线编程52
3.3.1Flash在线编程的程序设计53
3.3.2程序的在线升级——BootLoader设计59
3.3.3烧写程序到MCU内部Flash63
3.4系统的低功耗设计65
3.4.1影响系统功耗的因素及处理措施65
3.4.2MB9BF506R的低功耗工作模式67
小结70
习题71
第4章基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式软件开发特点72
4.1μC/OS-Ⅱ内核概述72
4.1.1μC/OS-Ⅱ的任务72
4.1.2μC/OS-Ⅱ的任务管理82
4.1.3μC/OS-Ⅱ的时钟节拍与时间管理86
4.1.4μC/OS-Ⅱ的任务的通信与同步89
4.2实现μC/OS-Ⅱ的移植102
4.2.1μC/OS-Ⅱ移植的条件102
4.2.2μC/OS-Ⅱ移植工作102
4.3基于μC/OS-Ⅱ的多任务系统开发108
4.3.1μC/OS-Ⅱ的配置108
4.3.2基于μC/OS-Ⅱ的main函数设计110
4.3.3任务代码的实现112
小结113
习题113
第5章嵌入式系统开发流程114
5.1硬件开发平台114
5.1.1JX MB9BF506R开发板115
5.1.2开发板硬件配置115
5.2嵌入式系统开发环境118
5.2.1安装IAR Embedded Workbench开发环境118
5.2.2安装J-Link驱动程序118
5.3在IAR EWARM Workbench中使用J-Link调试120
5.3.1程序包的目录结构121
5.3.2打开现有工程进行调试121
5.3.3项目选项的设置123
小结131
习题131
第6章基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式系统实验132
6.1流水灯控制132
6.1.1实验目的132
6.1.2实验内容132
6.1.3实验原理及说明132
6.1.4相关初始化寄存器介绍133
6.1.5设备驱动程序介绍134
6.1.6程序设计135
6.1.7实验步骤139
6.2点阵LCD显示控制139
6.2.1实验目的139
6.2.2实验内容139
6.2.3实验原理及说明139
6.2.4相关寄存器介绍143
6.2.5设备驱动程序介绍143
6.2.6程序设计145
6.2.7实验步骤149
6.3基于消息邮箱机制的按键扫描和LED显示控制149
6.3.1实验目的149
6.3.2实验内容149
6.3.3实验原理及说明149
6.3.4相关初始化寄存器介绍151
6.3.5设备驱动程序介绍152
6.3.6程序设计154
6.3.7实验步骤160
6.4基于消息队列机制的温湿度模拟数据采集及显示160
6.4.1实验目的160
6.4.2实验内容160
6.4.3实验原理及说明160
6.4.4A/D相关寄存器163
6.4.5设备驱动程序介绍163
6.4.6程序设计164
6.4.7实验步骤169
6.5利用RS232串口实现与PC通信169
6.5.1实验目的169
6.5.2实验内容169
6.5.3实验原理及说明170
6.5.4UART相关寄存器171
6.5.5设备驱动程序介绍173
6.5.6程序设计174
6.5.7实验步骤177
6.6基于信号量机制的局域网CAN总线通信179
6.6.1实验目的179
6.6.2实验内容179
6.6.3实验原理及说明179
6.6.4CAN的相关寄存器184
6.6.5CAN驱动程序介绍184
6.6.6程序设计190
6.6.7实验步骤200
6.7USB Function实验201
6.7.1实验目的 201
6.7.2实验内容201
6.7.3实验原理及说明201
6.7.4USB Function相关寄存器203
6.7.5设备驱动程序介绍204
6.7.6程序设计205
6.7.7实验步骤213
6.8USB HOST实验214
6.8.1实验目的214
6.8.2实验内容214
6.8.3实验原理及说明214
6.8.4USB HOST相关寄存器217
6.8.5设备驱动程序介绍218
6.8.6程序设计220
6.8.7实验步骤223
6.9综合实例——虚拟示波器224
6.9.1实验目的224
6.9.2实验内容224
6.9.3实验原理及说明224
6.9.4相关初始化寄存器介绍225
6.9.5设备驱动程序介绍227
6.9.6程序设计230
6.9.7实验步骤241
6.10综合实例——多功能数据采集显示系统241
6.10.1实验目的241
6.10.2实验内容241
6.10.3实验原理及说明241
6.10.4实验相关寄存器242
6.10.5设备驱动程序介绍243
6.10.6程序设计243
6.10.7实验步骤251
第7章FM4应用扩展253
7.1FM4介绍253
7.2FM4 S6E2G系列开发套件概述255
7.2.1开发板概述255
7.2.2FM4 S6E2G系列开发套件的跳线设置255
7.3FM4 S6E2G系列开发套件硬件构成257
7.3.1FM4 S6E2G系列开发套件的原理257
7.4FM4 S6E2G系列开发套件的开发环境配置270
7.4.1软件安装270
7.4.2卸载软件273
7.4.3测试操作273
7.5FM4 S6E2G系列开发套件的开发实训275
7.5.1概述275
7.5.2实验背景276
7.5.3实验A: 使用PDL的ADC278
7.5.4实验B: 不使用PDL的ADC282
7.5.5实验测试285
小结286
习题286
参考文献288