嵌入式系統設計（簡體書）

本書從基礎的理論知識到實際的應用開發，詳細地介紹了ARM Cortex-M0 處理器的內核體系結構與特性，包括總線架構、編程模型、存儲器模型、異常模型、電源管理、系統控制模塊、嵌套向量中斷控制器和系統節拍定時器等核內外設，結合CMSIS對內部函數和外設的操作進行了詳解。以恩智浦半導體(NXP)公司的ARM Cortex-M0 處理器的LPC1114微控制器為例，詳細介紹了LPC1100系列的內核結構與高級外設的工作原理與應用開發方法，以及基於CMSIS接口標準的軟件設計方法。
本書的 LPC1114 *小應用系統板和開發板電路設計和仿真是基於Proteus 仿真軟件平臺完成的，讀者可以在沒有硬件的情況下進行仿真調試，也可以利用本書所提供的 Proteus 項目文件自行制板、購買元器件和焊板，完成 LPC1114 *小應用系統板和開發板的製作，進一步製作擴展電路。
本書可作為普通高校電子信息專業、通信專業、儀器專業、自動化專業的本科生及研究生的入門教材，也可供從事嵌入式系統設計的研發人員參考。

目 錄
前 言
第1章 嵌入式系統概述1
1.1 嵌入式系統1
1.1.1 嵌入式系統的定義1
1.1.2 嵌入式系統的歷史1
1.1.3 嵌入式系統的發展趨勢2
1.2 嵌入式處理器3
1.3 嵌入式操作系統5
1.3.1 嵌入式操作系統簡介5
1.3.2 嵌入式實時操作系統的特點6
1.3.3 常用的嵌入式操作系統6
1.4 ARM Cortex系列嵌入式處理器10
1.5 ARM Cortex-M0/M0+處理器12
1.5.1 Cortex-M0/M0+處理器簡介12
1.5.2 Cortex-M0/M0+處理器的特性13
1.6 NXP公司Cortex-M0/M0+系列處理器13
1.6.1 LPC800系列14
1.6.2 LPC1100/L系列16
1.6.3 LPC1200系列19
1.7 ARM Cortex-M處理器開發工具21
1.7.1 集成開發環境21
1.7.2 Proteus Design Suite仿真平臺27
1.7.3 嵌入式操作系統支持29
習題30
第2章 ARM Cortex-M0內核體系結構31
2.1 處理器結構與特性31
2.2 總線架構33
2.3 編程模型34
2.3.1 操作模式和狀態34
2.3.2 堆棧34
2.3.3 內核寄存器35
2.3.4 內部函數38
2.4 存儲器模型39
2.4.1 存儲區、類型和屬性39
2.4.2 存儲器訪問秩序40
2.4.3 存儲器訪問的行為41
2.4.4 存儲器的字節存儲順序41
2.4.5 數據類型42
2.5 異常模型42
2.5.1 異常狀態42
2.5.2 異常類型42
2.5.3 向量表44
2.5.4 異常優先級44
2.5.5 異常的進入和返回44
2.5.6 中斷輸入及掛起行為46
2.5.7 故障處理48
2.5.8 異常處理程序48
2.6 電源管理50
2.6.1 進入睡眠模式50
2.6.2 從睡眠模式喚醒50
2.6.3 電源管理編程提示51
2.7 核內外設51
2.7.1 系統控制模塊51
2.7.2 嵌套向量中斷控制器56
2.7.3 系統節拍定時器59
習題62
第3章 LPC1100系列處理器基礎63
3.1 LPC1100系列處理器基本結構63
3.2 存儲器管理64
3.2.1 LPC1100系列處理器存儲器映射64
3.2.2 異常向量表及其重映射65
3.2.3 Boot ROM66
3.2.4 Flash存儲器訪問67
3.3 系統控制模塊67
3.3.1 系統控制模塊概述67
3.3.2 引腳描述68
3.3.3 系統控制模塊寄存器68
3.3.4 複位84
3.3.5 掉電檢測84
3.3.6 代碼安全與調試――代碼安全保護寄存器84
3.4 時鐘系統86
3.4.1 時鐘系統結構86
3.4.2 振盪器86
3.4.3 多路選擇輸出外部時鐘87
3.4.4 PLL工作原理與使用88
3.5 引腳描述與I/O口配置92
3.5.1 引腳描述92
3.5.2 I/O口的引腳模式97
3.5.3 I/O口的配置97
3.5.4 I/O配置示例102
3.6 GPIO口的結構及功能104
3.6.1 GPIO口的結構特點104
3.6.2 GPIO口的配置104
3.6.3 GPIO口中斷107
3.6.4 GPIO應用示例109
3.7 中斷源及NVIC相關寄存器110
3.7.1 中斷源110
3.7.2 NVIC相關寄存器113
3.8 串行線調試115
3.8.1 串行線調試概述115
3.8.2 串行線調試接口116
3.8.3 SWD調試接口設置116
3.9 LPC1100最小系統和開發板117
3.9.1 LPC1100最小系統117
3.9.2 LPC1114開發板122
3.9.3 ISP程序下載124
習題126
第4章 LPC1100系列處理器外設127
4.1 定時器/計數器127
4.1.1 定時器/計數器概述127
4.1.2 定時器/計數器寄存器129
4.1.3 定時器中斷設置137
4.1.4 定時器操作示例139
4.2 通用異步收發器142
4.2.1 UART概述142
4.2.2 UART接口引腳與配置144
4.2.3 UART寄存器145
4.2.4 RS-485/EIA-485模式的操作164
4.2.5 UART中斷165
4.2.6 UART接口電路設計168
4.2.7 UART程序設計示例170
4.3 I2C總線接口176
4.3.1 I2C總線接口描述176
4.3.2 I2C總線配置178
4.3.3 I2C寄存器與功能描述178
4.3.4 I2C接口中斷186
4.3.5 I2C操作模式詳解187
4.3.6 I2C狀態服務程序199
4.3.7 I2C總線接口應用示例199
4.3.8 I2C程序設計201
4.4 SSP同步串行端口控制器211
4.4.1 引腳描述212
4.4.2 基本配置213
4.4.3 寄存器描述213
4.4.4 SPI幀格式217
4.4.5 SSI幀格式220
4.4.6 Microwire幀格式222
4.4.7 SSP接口中斷設置223
4.4.8 SPI接口應用示例225
4.5 A-D轉換器230
4.5.1 A-D轉換器概述230
4.5.2 ADC引腳描述和配置230
4.5.3 ADC寄存器231
4.5.4 基本操作234
4.5.5 ADC中斷設置235
4.5.6 ADC操作與示例236
4.6 看門狗定時器239
4.6.1 看門狗定時器概述239
4.6.2 時鐘和功率控制240
4.6.3 看門狗定時器結構240
4.6.4 看門狗定時器的配置241
4.6.5 看門狗定時器中斷243
4.6.6 看門狗定時器應用示例243
4.7 電源管理單元246
4.7.1 功率控制246
4.7.2 功率控制相關寄存器246
4.7.3 電源管理單元及其相關寄存器247
4.7.4 節電工作模式的配置248
4.7.5 三種節電模式的比較251
4.7.6 功率控制注意事項251
4.7.7 CMSIS內在函數252
習題252
第5章 基於CMSIS接口標準的軟件設計253
5.1 CMSIS標準簡介253
5.2 CMSIS代碼規範255
5.3 CMSIS文件結構258
5.4 CMSIS例子程序263
5.5 Startup_LPC11xx.s啟動代碼266
5.5.1 啟動代碼的作用266
5.5.2 Startup_LPC11xx.s啟動代碼分析266
習題270
附錄271
附錄A Cortex-M0/M0+指令集271
A.1 指令