嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)與實踐

內(nèi)容概要

　　本書以飛思卡爾半導(dǎo)體公司（原摩托羅拉半導(dǎo)體部）的8位s08系列微控制器中通用型號mc9s08aw60、帶usb
2.0接口mc9s08jm60、帶can總線接口mc9s08dz60三個型號為藍本闡述嵌入式系統(tǒng)的軟件與硬件設(shè)計?！肚度胧郊夹g(shù)基礎(chǔ)與實踐(第2版)》共14章，其中第1章為概述，闡述嵌入式系統(tǒng)的知識體系、學(xué)習誤區(qū)與學(xué)習建議。第2章給出aw60硬件最小系統(tǒng)，并簡要介紹了s08cpu。第3章給出第一個樣例程序及codewarrior工程組織，完成第一個s08工程的入門。第4章給出基于硬件構(gòu)件的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法。第5章闡述串行通信接口sci，并給出第一個帶中斷的編程實例。第1~5章完成了學(xué)習一個新mcu完整要素的入門。第6~12章分別給出鍵盤、led、lcd、定時器、spi、flash存儲器在線編程、i2c、a/d及aw60芯片的其他模塊等。第13、14章分別給出jm60的usb
2.0編程及dz60的can總線編程。附錄給出了相關(guān)資料。
　　本書提供的所有實例源程序、輔助資料、相關(guān)芯片資料及常用軟件工具，可在清華大學(xué)出版社網(wǎng)站(www.tup.com.cn)或蘇州大學(xué)飛思卡爾嵌入式系統(tǒng)研究中心網(wǎng)站（sumcu.suda.edu.cn）下載。
　　本書可供大學(xué)有關(guān)專業(yè)的高年級學(xué)生和研究生用作教材或參考讀物，也可供嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與研究人員用作研發(fā)參考資料。

書籍目錄

第1章　概述
　1.1嵌入式系統(tǒng)定義、由來及特點
　　1.1.1嵌入式系統(tǒng)的定義
　　1.1.2嵌入式系統(tǒng)的由來及其與微控制器的關(guān)系
　　1.1.3嵌入式系統(tǒng)的特點
　1.2嵌入式系統(tǒng)的知識體系、學(xué)習誤區(qū)及學(xué)習建議
　　1.2.1嵌入式系統(tǒng)的知識體系
　　1.2.2嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習誤區(qū)
　　1.2.3基礎(chǔ)階段的學(xué)習建議
　1.3嵌入式系統(tǒng)常用術(shù)語
　　1.3.1與硬件相關(guān)的術(shù)語
　　1.3.2與通信相關(guān)的術(shù)語
　　1.3.3與功能模塊及軟件相關(guān)的術(shù)語
　　1.4嵌入式系統(tǒng)常用的c語言基本語法概要
　　習題1
第2章　aw60硬件最小系統(tǒng)與s08 cpu
　2.1s08系列mcu命名規(guī)則與資源簡介
　2.2aw60微控制器功能概述及存儲器映像
　　2.2.1aw60功能概述
　　2.2.2aw60存儲器映像
　2.3aw60的引腳功能與硬件最小系統(tǒng)
　　2.3.1aw60的引腳功能
　　2.3.2aw60的硬件最小系統(tǒng)
　　2.3.3硬件最小系統(tǒng)測試方法
　2.4s08 cpu的特點與cpu內(nèi)部寄存器
　2.5s08 cpu的尋址方式
　2.6s08 cpu的指令系統(tǒng)
　　2.6.1數(shù)據(jù)傳送類指令
　　2.6.2算術(shù)運算類指令
　　2.6.3邏輯運算類指令
　　2.6.4位操作類指令
　　2.6.5移位類指令
　　2.6.6程序控制類指令
　　2.6.7其他指令
　2.7s08 cpu匯編語言基礎(chǔ)
　　2.7.1s08匯編源程序格式
　　2.7.2s08的偽指令
　　習題2
第3章　第一個樣例程序及codewarrior工程組織
　3.1通用i/o接口基本概念及連接方法
　3.2aw60的gpio
　　3.2.1aw60 gpio編程的基本原理
　　3.2.2gpio模塊寄存器與gpio編程的基本方法
　3.3開發(fā)套件codewarrior開發(fā)環(huán)境與s08/s12/coldfire寫入器
　　3.3.1codewarrior開發(fā)環(huán)境簡介與基本使用方法
　　3.3.2s08/s12/coldfire三合一寫入器
　　3.3.3sd?aw60evb硬件評估板
　3.4cw環(huán)境c語言工程文件的組織
　　3.4.1工程文件的邏輯組織結(jié)構(gòu)
　　3.4.2工程文件的物理組織結(jié)構(gòu)
　　3.4.3系統(tǒng)啟動及初始化相關(guān)文件
　　3.4.4芯片初始化、主程序、中斷程序及其他文件
　　3.4.5機器碼文件（.s19文件）的簡明解釋
　　3.4.6.lst文件與.map文件
　　3.4.7如何在cw環(huán)境下新建一個s08工程
　3.5第一個c語言工程： 控制小燈閃爍
　　3.5.1gpio構(gòu)件
　　3.5.2light構(gòu)件
　　3.5.3light測試工程主程序
　　3.5.4理解第一個c工程的執(zhí)行過程
　3.6第一個匯編語言工程： 控制小燈閃爍
　　3.6.1匯編工程文件的組織
　　3.6.2light構(gòu)件匯編程序
　　3.6.3light測試工程主程序
　　3.6.4理解第一個匯編工程的執(zhí)行過程
　　習題3
第4章　基于硬件構(gòu)件的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法
　4.1嵌入式系統(tǒng)開發(fā)所遇到的若干問題
　4.2嵌入式硬件構(gòu)件的基本思想與應(yīng)用方法
　4.3基于硬件構(gòu)件的嵌入式系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
　　4.3.1設(shè)計時需要考慮的基本問題
　　4.3.2硬件構(gòu)件化電路原理圖繪制的簡明規(guī)則
　　4.3.3實驗pcb板設(shè)計的簡明規(guī)則
　4.4基于硬件構(gòu)件的嵌入式底層軟件構(gòu)件的編程方法
　　4.4.1嵌入式硬件構(gòu)件和軟件構(gòu)件的層次模型
　　4.4.2底層構(gòu)件的實現(xiàn)方法與編程思想
　　4.4.3硬件構(gòu)件及底層軟件構(gòu)件的重用與移植方法
　　習題4
第5章　串行通信接口sci
　5.1異步串行通信的通用基礎(chǔ)知識
　　5.1.1串行通信的基本概念
　　5.1.2rs?232總線標準
　　5.1.3ttl電平到rs?232電平轉(zhuǎn)換電路
　　5.1.4串行通信編程模型
　5.2aw60的sci模塊的編程結(jié)構(gòu)
　5.3aw60的sci構(gòu)件設(shè)計與測試
　　5.3.1sci構(gòu)件設(shè)計概述
　　5.3.2sci構(gòu)件的頭文件sci.h
　　5.3.3sci構(gòu)件的c語言源程序文件sci.c
　　5.3.4sci構(gòu)件的測試工程
　5.4aw60的中斷源與第一個帶有中斷的編程實例
　　5.4.1中斷處理的相關(guān)基本概念
　　5.4.2s08 cpu的中斷實現(xiàn)過程
　　5.4.3aw60的中斷源與中斷向量表
　　5.4.4aw60的中斷編程方法
　　5.4.5aw60的中斷編程示例
　　習題5
第6章　gpio的應(yīng)用實例——鍵盤、led與lcd
　6.1鍵盤編程實例
　　6.1.1未編碼鍵盤的接線方式
　　6.1.2鍵盤編程的基本問題
　　6.1.3aw60鍵盤中斷模塊
　　6.1.4鍵盤編程實例
　6.2數(shù)碼管led編程實例
　　6.2.1掃描法編程原理
　　6.2.2數(shù)碼管編程實例
　6.3液晶lcd編程實例
　　6.3.1點陣字符型lcd的基本特點
　　6.3.2hd44780概述
　　6.3.3點陣字符型lcd編程實例
　　習題6
第7章　定時器模塊
　7.1計數(shù)器/定時器的基本工作原理
　　7.1.1實現(xiàn)計數(shù)與定時的基本方法
　　7.1.2aw60的定時接口的功能框圖
　7.2定時器模塊的編程結(jié)構(gòu)與編程實例
　　7.2.1定時器模塊的編程寄存器
　　7.2.2定時溢出中斷構(gòu)件與編程實例
　7.3定時器模塊的輸入捕捉功能
　　7.3.1輸入捕捉的基本含義
　　7.3.2輸入捕捉的寄存器
　　7.3.3輸入捕捉中斷編程實例
　7.4定時器模塊的輸出比較功能
　　7.4.1輸出比較的基本知識
　　7.4.2用于輸出比較的寄存器
　　7.4.3輸出比較編程實例
　7.5定時器模塊的脈寬調(diào)制（pwm）輸出功能
　　7.5.1脈度調(diào)制器pwm工作原理
　　7.5.2aw60定時器的兩種pwm模式
　　7.5.3pwm編程實例
　　習題7
第8章　串行外設(shè)接口spi
　8.1spi的基本工作原理
　　8.1.1spi基本概念
　　8.1.2spi的數(shù)據(jù)傳輸
　　8.1.3spi模塊的時序
　　8.1.4模擬spi
　8.2aw60 spi模塊編程結(jié)構(gòu)
　　8.2.1aw60的spi模塊概述
　　8.2.2spi模塊寄存器
　8.3aw60的spi構(gòu)件設(shè)計
　　8.3.1spi構(gòu)件設(shè)計概述
　　8.3.2spi構(gòu)件的源程序文件
　8.4利用spi擴展外接flash芯片
　　8.4.1flash芯片at45db041d概述
　　8.4.2at45db041d操作說明
　　8.4.3擴展flash的程序?qū)崿F(xiàn)
　　習題8
第9章　flash存儲器在線編程
　9.1flash存儲器概述
　　9.1.1flash存儲器的基本特點與編程模式
　　9.1.2s08系列mcu的flash存儲器
　9.2aw60的flash存儲器編程方法
　　9.2.1flash存儲器編程的基本概念
　　9.2.2flash存儲器的編程寄存器
　　9.2.3flash存儲器的編程過程
　9.3aw60的flash在線編程c語言實例
　　9.3.1flash存儲器的擦除及寫入c語言子程序
　　9.3.2flash存儲器在線編程擦寫測試工程
　9.4s08 flash存儲器的保護特性和安全性
　　9.4.1s08 flash存儲器的保護特性
　　9.4.2s08 flash存儲器的安全性
　　習題9
第10章　集成電路互連總線i2c
　10.1i2c總線通用知識
　　10.1.1i2c總線的歷史概況與特點
　　10.1.2i2c總線的硬件相關(guān)術(shù)語與典型電路
　　10.1.3i2c總線數(shù)據(jù)通信協(xié)議概要
　　10.1.4主機向從機讀/寫1個字節(jié)數(shù)據(jù)的過程
　10.2aw60的i2c模塊編程結(jié)構(gòu)
　　10.2.1aw60的i2c模塊概述
　　10.2.2aw60的i2c模塊寄存器
　10.3aw60的i2c模塊底層驅(qū)動構(gòu)件設(shè)計
　10.4aw60的i2c構(gòu)件應(yīng)用實例——與pcf8563時鐘芯片通信
　　10.4.1pcf8563芯片簡介
　　10.4.2aw60的i2c與pcf8563時鐘芯片通信
　10.5關(guān)于i2c的進一步討論
　　10.5.1仲裁程序
　　10.5.2數(shù)據(jù)傳輸同步交換
　　10.5.3spi與i2c的比較
　　習題10
第11章　模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊
　11.1a/d轉(zhuǎn)換通用知識
　　11.1.1a/d轉(zhuǎn)換的基本問題
　　11.1.2a/d轉(zhuǎn)換常用傳感器簡介
　　11.1.3電阻型傳感器采樣電路設(shè)計
　11.2aw60的a/d轉(zhuǎn)換模塊編程結(jié)構(gòu)
　　11.2.1aw60的a/d轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)與特性
　　11.2.2aw60的a/d模塊編程寄存器
　　11.2.3功能描述
　　11.2.4aw60的內(nèi)置溫度傳感器
　11.3aw60的a/d模塊底層驅(qū)動構(gòu)件設(shè)計
　　11.3.1ad構(gòu)件的函數(shù)原型設(shè)計
　　11.3.2ad構(gòu)件的頭文件
　　11.3.3ad構(gòu)件的源程序文件
　11.4aw60 a/d模塊編程實例
　　11.4.1低端軟件設(shè)計
　　11.4.2高端軟件設(shè)計
　　習題11
第12章　aw60芯片的其他模塊
　12.1aw60的工作模式與低功耗
　12.2內(nèi)部時鐘發(fā)生器模塊icg
　　12.2.1aw60的icg結(jié)構(gòu)
　　12.2.2icg操作模式
　　12.2.3icg的寄存器與運行機制
　　12.2.4aw60的初始化方法與示例
　12.3aw60的復(fù)位
　　12.3.1復(fù)位
　　12.3.2低電壓檢測（lvd）復(fù)位
　　12.3.3看門狗復(fù)位
　　12.3.4其他寄存器
　12.4aw60的irq引腳、rti、brk及swi中斷
　　12.4.1irq引腳中斷
　　12.4.2實時中斷（rti）模塊
　　12.4.3斷點模塊brk與軟件中斷swi指令
　　習題12
第13章　jm60的usb 2.0開發(fā)方法
　13.1usb基本概念及硬件特性
　　13.1.1usb概述
　　13.1.2usb相關(guān)基本概念
　　13.1.3usb的物理特性
　13.2usb的通信協(xié)議
　　13.2.1usb基本通信包
　　13.2.2usb通信中的事務(wù)處理
　　13.2.3從設(shè)備的枚舉看usb數(shù)據(jù)傳輸
　13.3jm60硬件最小系統(tǒng)及usb模塊功能簡介
　　13.3.1jm60硬件最小系統(tǒng)
　　13.3.2jm60的usb模塊功能簡介
　　13.3.3jm60的usb模塊主要寄存器介紹
　13.4jm60作為usb從機的開發(fā)方法
　　13.4.1pc方usb設(shè)備驅(qū)動程序的選擇及基本原理
　　13.4.2pc作為usb主機的程序設(shè)計
　　13.4.3jm60作為usb從機的程序設(shè)計
　　習題13
第14章　dz60的can總線開發(fā)方法
　14.1can總線通用知識
　　14.1.1can總線協(xié)議的歷史概況
　　14.1.2can硬件系統(tǒng)的典型電路
　　14.1.3can總線的有關(guān)基本概念
　　14.1.4幀結(jié)構(gòu)
　　14.1.5位時間
　14.2dz60硬件最小系統(tǒng)
　14.3mscan模塊概述與編程結(jié)構(gòu)
　　14.3.1mscan的特性
　　14.3.2運行模式
　　14.3.3低功耗選項
　　14.3.4中斷
　　14.3.5mscan模塊寄存器定義
　14.4mscan功能描述
　　14.4.1報文發(fā)送/接收功能描述
　　14.4.2報文發(fā)送基礎(chǔ)
　　14.4.3發(fā)送結(jié)構(gòu)
　　14.4.4接收結(jié)構(gòu)
　　14.4.5時鐘系統(tǒng)
　14.5mscan初始化、報文發(fā)送與接收的函數(shù)設(shè)計
　　14.5.1mscan初始化過程
　　14.5.2mscan報文發(fā)送/接收過程
　　14.5.3mscan測試實例
　　習題14
附錄afreescale mcu常用封裝形式與規(guī)格
附錄baw60直接頁寄存器列表
附錄caw60高頁寄存器列表
附錄ds08/s12/coldfire bdm簡明使用方法
附錄es08的c語言函數(shù)庫
附錄f常見實踐問題解答
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：3.嵌入式系統(tǒng)學(xué)習誤區(qū)3——片面認識嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品種類繁多，應(yīng)用領(lǐng)域各異。在1.2.1節(jié)中，把嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍粗略地分為電子系統(tǒng)的智能化與計算機應(yīng)用的延伸兩大類，從初學(xué)者角度，可能存在分別從這兩個角度片面認識嵌入式系統(tǒng)的問題。因此，一些從電子系統(tǒng)智能化角度認識嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習者，可能會忽視編程結(jié)構(gòu)、編程規(guī)范、軟件工程的要求、操作系統(tǒng)等知識的積累。另一些從計算機應(yīng)用的延伸角度認識嵌人式系統(tǒng)的學(xué)習者，可能會把通用計算機學(xué)習過程中的概念與方法生搬硬套到嵌入式系統(tǒng)的實踐中，忽視嵌入式系統(tǒng)與通用計算機的差異。實際上，在嵌入式系統(tǒng)學(xué)習與實踐的初始階段，應(yīng)該充分了解嵌入式系統(tǒng)的特點，根據(jù)自身已有的知識結(jié)構(gòu)，制訂適合自身情況的學(xué)習計劃。目標應(yīng)該是打好嵌入式系統(tǒng)的硬件與軟件基礎(chǔ)，通過實踐，為成為良好的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計師建立起基本知識結(jié)構(gòu)。學(xué)習過程，可以通過具體應(yīng)用系統(tǒng)為實踐載體，但不能拘泥于具體系統(tǒng)，應(yīng)該有一定的抽象與歸納。例如，有的初學(xué)者開發(fā)一個實際控制系統(tǒng)，沒有使用實時操作系統(tǒng)，但不要認為實時操作系統(tǒng)不需要學(xué)習。又例如，有的初學(xué)者以一個帶有實時操作系統(tǒng)的樣例為藍本進行學(xué)習，就誤認為任何嵌入式系統(tǒng)都需要使用實時操作系統(tǒng)，甚至把一個十分簡明的實際系統(tǒng)加上一個不必要的實時操作系統(tǒng)。因此，片面認識嵌入式系統(tǒng)，可能導(dǎo)致學(xué)習困惑。應(yīng)該根據(jù)實際項目需要，鍛煉自己分析實際問題、解決問題的能力。這是一個比較長期的學(xué)習與實踐過程，不能期望通過短期培訓(xùn)完成整體知識體系的建立，應(yīng)該重視自身實踐，全面地理解嵌入式系統(tǒng)的知識體系。4.嵌入式系統(tǒng)學(xué)習誤區(qū)4——入門芯片選擇的困惑嵌入式系統(tǒng)的大部分初學(xué)者需要選擇一個微控制器（MCU）進行人門級學(xué)習，面對眾多廠家生產(chǎn)的微控制器系列，不知如何選擇是好。首先是關(guān)于位數(shù)問題，目前主要有8位、16位、32位，面對嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的多樣性，不同位數(shù)的MCU各有應(yīng)用領(lǐng)域，這一點與通用微機有很大不同。如做一個遙控器，不需要使用一個32位MCU，可能一個32位MCU芯片價格已經(jīng)超過遙控器價格的需求。對于首次接觸嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習者，可以根據(jù)自己的知識基礎(chǔ)選擇入門芯片的位數(shù)。建議大多數(shù)初學(xué)者，可以選擇一個8位MCU作為快速入門芯片，了解一些匯編與底層硬件知識之后，再選一個16位或32位芯片進行學(xué)習實踐。關(guān)于芯片選擇的另一個誤區(qū)，認為有“主流芯片”存在，嵌入式系統(tǒng)也可以形成芯片壟斷。這完全是一種誤解，是套用通用計算機系統(tǒng)的思維模式，而忽視了嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的多樣性。

編輯推薦

《嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)與實踐(第2版)》：教育部高等學(xué)校軟件工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會推薦教材根據(jù)教育部“軟件工程課程體系研究”項目成果《中國軟件工程學(xué)科教程》及專業(yè)規(guī)范組織編寫與最新ACM和IEECCSE同步匯集示范性軟件工程專業(yè)教學(xué)成果

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