嵌入式系统原理与实践：ARM Cortex-M4 Kinetis微控制器电子书

前 言

第1章 概述

◆1.1 嵌入式系统定义、由来及特点

1.1.1 嵌入式系统的定义

1.1.2 嵌入式系统的由来及其与微控制器的关系

1.1.3 嵌入式系统的特点

◆1.2 嵌入式系统的知识体系、学习误区及学习建议

1.2.1 嵌入式系统的知识体系

1.2.2 嵌入式系统的学习误区

1.2.3 基础阶段的学习建议

1.2.4 嵌入式系统开发所遇到的若干问题

◆1.3 嵌入式硬件构件的基本思想与应用方法

◆1.4 基于硬件构件的嵌入式系统硬件电路设计

1.4.1 设计时需要考虑的基本问题

1.4.2 硬件构件化电路原理图绘制的简明规则

1.4.3 实验PCB板设计的简明规则

◆1.5 基于硬件构件的嵌入式底层软件构件的编程方法

1.5.1 嵌入式硬件构件和软件构件的层次模型

1.5.2 底层构件的实现方法与编程思想

1.5.3 硬件构件及底层软件构件的重用与移植方法

◆1.6 嵌入式系统的常用术语

1.6.1 与硬件相关的术语

1.6.2 与通信相关的术语

1.6.3 与功能模块及软件相关的术语

◆1.7 本章小结

第2章 Kinetis微控制器概述与K60硬件最小系统

◆2.1 学习一个新MCU芯片的基本要素

◆2.2 ARM背景知识简介

2.2.1 ARM简介

2.2.2 Cortex-M4处理器特性简介

◆2.3 Kinetis系列微控制器概述及型号标识

2.3.1 Kinetis系列微控制器概述

2.3.2 Kinetis系列微控制器型号标识

◆2.4 K60系列微控制器的存储器映像与编程结构

2.4.1 K60系列MCU性能概述与内部结构简图

2.4.2 K60系列存储器映像

◆2.5 K60的引脚功能与硬件最小系统

2.5.1 K60的引脚功能

2.5.2 K60的硬件最小系统原理图

2.5.3 Kinetis写入器与K60核心板

2.5.4 硬件最小系统测试方法

◆2.6 ARM Cortex-M4的寄存器及指令简介

2.6.1 ARM Cortex-M4的寄存器简介

2.6.2 ARM Cortex-M4的指令系统简介

◆2.7 本章小结

第3章 第一个样例程序及工程组织

◆3.1 GPIO模块的驱动构件设计

3.1.1 GPIO的基础知识

3.1.2 GPIO模块概要与编程要点

3.1.3 GPIO驱动构件设计

◆3.2 CodeWarrior开发环境简介

◆3.3 嵌入式设计编码基本规范

3.3.1 硬件驱动构件文件

3.3.2 数据类型

3.3.3 函数

3.3.4 源码文件夹结构

◆3.4 第一个C语言工程：控制小灯闪烁

3.4.1 Light构件设计

3.4.2 Light构件测试工程主程序

3.4.3 在CW环境下导入样例工程

◆3.5 理解第一个C语言工程

3.5.1 CW开发环境下工程文件组织框架

3.5.2 文件说明

3.5.3 芯片上电启动执行过程

◆3.6 在CW环境下创建一个新的工程

◆3.7 本章小结

第4章 异步串行通信

◆4.1 异步串行通信的基础知识

4.1.1 基本概念

4.1.2 RS-232C总线标准

4.1.3 电平转换电路原理

◆4.2 UART模块功能概述

◆4.3 UART模块的编程结构

◆4.4 UART模块的底层驱动构件设计

4.4.1 UART构件的函数原型设计

4.4.2 UART构件的头文件（hw_uart.h）

4.4.3 UART构件的源程序文件（hw_uart.c）

◆4.5 以查询方式接收的UART模块测试实例

◆4.6 以中断方式接收的UART模块测试实例

◆4.7 本章小结

第5章 GPIO的应用实例：键盘、LED与LCD

◆5.1 键盘模块的驱动构件设计

5.1.1 键盘模型及接口

5.1.2 键盘驱动构件设计

5.1.3 键盘驱动构件测试实例

◆5.2 LED模块的驱动构件设计

5.2.1 LED的基础知识

5.2.2 LED驱动构件设计

5.2.3 LED驱动构件测试实例

◆5.3 LCD模块的驱动构件设计

5.3.1 LCD的基础知识

5.3.2 LCD驱动构件设计

5.3.3 LCD驱动构件测试实例

◆5.4 本章小结

第6章 定时器相关模块

◆6.1 计数器／定时器的基本工作原理

◆6.2 可编程延迟模块PDB

6.2.1 PDB的基础知识

6.2.2 PDB模块概要与编程要点

6.2.3 PDB构件设计及测试实例

◆6.3 Flex定时器FTM

6.3.1 FTM的基础知识

6.3.2 FTM模块概要与编程要点

6.3.3 FTM构件设计及测试实例

◆6.4 周期中断定时器PIT

6.4.1 PIT的基础知识

6.4.2 PIT模块概要与编程要点

6.4.3 PIT构件设计及测试实例

◆6.5 低功耗定时器LPTMR

6.5.1 LPTMR的基础知识

6.5.2 LPTMR模块概要与编程要点

6.5.3 LPTMR构件设计及测试实例

◆6.6 载波调制发射器（CMT）

6.6.1 CMT的基础知识

6.6.2 CMT模块概要与编程要点

6.6.3 CMT构件设计及测试实例

◆6.7 实时时钟

6.7.1 RTC基础知识

6.7.2 RTC模块概要与编程要点

6.7.3 RTC构件设计及测试实例

◆6.8 本章小结

第7章 A/D、D/A、CMP和TSI模块

◆7.1 16位A/D转换模块的驱动构件设计

7.1.1 A/D转换的基础知识

7.1.2 A/D转换常用传感器简介

7.1.3 A/D转换模块概要与编程要点

7.1.4 A/D转换驱动构件设计

7.1.5 A/D转换驱动构件测试实例

◆7.2 12位D/A转换模块的驱动构件设计

7.2.1 D/A转换的基础知识

7.2.2 D/A转换模块概要

7.2.3 D/A转换驱动构件设计

7.2.4 D/A转换驱动构件测试实例

◆7.3 K60的比较器模块的驱动构件设计

7.3.1 CMP基础知识

7.3.2 CMP模块概要与编程要点

7.3.3 CMP驱动构件设计

7.3.4 CMP驱动构件测试实例

◆7.4 触摸感应接口

7.4.1 TSI基础知识

7.4.2 TSI模块概要与编程要点

7.4.3 TSI驱动构件设计

7.4.4 TSI驱动构件测试实例

◆7.5 本章小结

第8章 SPI、I2C与I2S

◆8.1 SPI模块的驱动构件设计

8.1.1 SPI基础知识

8.1.2 K60的SPI模块概要与编程要点

8.1.3 SPI驱动构件设计

8.1.4 SPI驱动构件测试实例

◆8.2 I2C模块的驱动构件设计

8.2.1 I2C基础知识

8.2.2 K60的I2C模块概要与编程要点

8.2.3 I2C驱动构件设计

8.2.4 I2C驱动构件测试实例

◆8.3 I2S模块的驱动构件设计

8.3.1 I2S基础知识

8.3.2 K60的I2S模块概要与编程要点

8.3.3 I2S驱动构件设计

8.3.4 I2S动构件测试实例

◆8.4 本章小结

第9章 Flash在线编程

◆9.1 Flash基础知识

◆9.2 Flash模块概要与编程要点

9.2.1 K60的Flash模块

9.2.2 Flash存储器主要寄存器说明

9.2.3 Flash存储器编程要素

◆9.3 Flash在线编程驱动构件设计

9.3.1 Flash在线编程驱动构件头文件

9.3.2 Flash模块驱动构件源文件

◆9.4 Flash在线编程驱动构件测试实例

◆9.5 Flash模块保护与加密功能

9.5.1 Flash模块的保护功能

9.5.2 Flash模块的加密功能

◆9.6 本章小结

第10章 K60的CAN总线开发方法

◆10.1 CAN总线基础知识

10.1.1 CAN总线协议的历史概况

10.1.2 CAN硬件系统的典型电路

10.1.3 CAN总线的有关基本概念

10.1.4 帧结构

10.1.5 位时间

◆10.2 FlexCAN模块概述与编程要点

10.2.1 FlexCAN模块特征

10.2.2 操作模式

10.2.3 内存映射／寄存器简介

10.2.4 报文缓冲区结构

10.2.5 仲裁处理、匹配处理及报文缓冲区管理

10.2.6 FlexCAN动构件设计

◆10.3 CAN驱动构件测试实例

10.3.1 回环测试

10.3.2 非回环测试

◆10.4 本章小结

第11章 高容量SD存储卡SDHC

◆11.1 SDHC基本概念及硬件特性

11.1.1 SD概述

11.1.2 SD历史与发展

11.1.3 SD的物理特性

◆11.2 SD存储卡系统概念

11.2.1 SD总线拓扑结构

11.2.2 总线协议

◆11.3 SDHC模块基本编程方法

11.3.1 SDHC模块功能简介

11.3.2 SD模块编程概要

◆11.4 SD读写驱动构件设计

11.4.1 SDHC驱动构件设计

11.4.2 DiskIO驱动构件设计

11.4.3 SD卡读写测试主程序

◆11.5 本章小结

第12章 USB 2.0编程

◆12.1 USB基本概念及硬件特性

12.1.1 USB概述

12.1.2 USB相关基本概念

12.1.3 USB的物理特性

◆12.2 USB的通信协议

12.2.1 USB基本通信单元：包

12.2.2 USB通信中的事务处理

12.2.3 从设备的枚举看USB数据传输

◆12.3 USB模块功能简介

12.3.1 K60的USB模块功能简介

12.3.2 K60的USB模块主要寄存器介绍

◆12.4 K60作为USB从机的开发方法

12.4.1 PC方USB设备驱动程序的选择及基本原理

12.4.2 PC作为USB主机的程序设计

12.4.3 K60作为USB从机的构件化设计

12.4.4 K60的USB模块测试实例

◆12.5 本章小结

第13章 基于K60的嵌入式以太网

◆13.1 嵌入式以太网相关基础知识

13.1.1 以太网的由来与协议模型

13.1.2 以太网中主要物理设备

13.1.3 相关名词解释

◆13.2 K60以太网模块概要与编程要点

13.2.1 以太网模块引脚及硬件连接

13.2.2 以太网物理层收发器EPHY的编程基础

◆13.3 以太网驱动构件设计

13.3.1 物理层构件

13.3.2 链路层构件

◆13.4 以太网测试实例

13.4.1 第一个测试实例：网络连接

13.4.2 第二个测试实例：以太帧的发送和接收

13.4.3 第三个测试实例：链路层ARP协议编程

13.4.4 第四个测试实例：使用ICMP协议响应Ping请求

13.4.5 第五个测试实例：UDP报文的发送和接收

13.4.6 第六个测试实例：TCP报文的发送和接收

13.4.7 第七个测试实例：HTTP协议静态页面的实现

◆13.5 本章小结

第14章 系统时钟与其他功能模块

◆14.1 时钟系统

14.1.1 时钟系统概述

14.1.2 时钟设置方法及实例代码分析

◆14.2 芯片配置模块

◆14.3 电源管理模块

14.3.1 电源模式

14.3.2 低泄漏唤醒单元

◆14.4 端口控制与中断模块

14.4.1 端口控制与中断模块简介

14.4.2 功能说明

◆14.5 复位与启动模块

14.5.1 复位

14.5.2 启动模块

◆14.6 杂项控制模块与交叉开关

14.6.1 杂项控制模块

14.6.2 交叉开关

◆14.7 看门狗

14.7.1 看门狗定时器

14.7.2 外部看门狗

◆14.8 本章小结

第15章进一步学习指导

◆15.1 关于更为详细的技术资料

◆15.2 关于实时操作系统RTOS

◆15.3 关于嵌入式系统稳定性问题

参考文献