嵌入式系统原理及应用 基于ARM Cortex-M4体系结构2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 绪论1

1.1 微处理器的定义1

1.2 ARM的发展历程2

1.3 ARM微处理器的特点及应用3

1.3.1 ARM微处理器的特点3

1.3.2 ARM微处理器的应用4

1.4 ARM微处理器系列4

1.4.1 ARM7系列微处理器5

1.4.2 ARM9系列微处理器5

1.4.3 ARM9E系列微处理器6

1.4.4 ARM10E系列微处理器6

1.4.5 SecurCore系列微处理器7

1.4.6 StrongARM系列微处理器7

1.4.7 Xscale处理器7

1.4.8 ARM11系列微处理器7

1.4.9 ARM Cortex系列微处理器8

1.5 ARM微处理器的选型9

1.5.1 ARM芯片选择的一般原则9

1.5.2 多芯核结构ARM芯片的选择12

1.5.3 ARM芯片供应商12

思考题12

第2章 ARM Cortex-M4核体系结构13

2.1 ARM体系结构13

2.1.1 ARM微处理器体系结构13

2.1.2 内核流水线结构14

2.1.3 Cortex-M4系统总线接口15

2.2 ARM微处理器的数据存储及工作状态15

2.2.1 ARM指令长度及数据类型15

2.2.2 ARM的存储器格式16

2.2.3 传统ARM微处理器的工作状态16

2.2.4 Cortex-M4处理器的工作状态17

2.3 ARM通用寄存器组18

2.3.1 通用寄存器R0～R1219

2.3.2 堆栈指针R1319

2.3.3 连接寄存器R1419

2.3.4 程序计数器R1520

2.4 Cortex-M4特殊功能寄存器组20

2.4.1 程序状态寄存器20

2.4.2 中断屏蔽寄存器组21

2.4.3 控制寄存器22

2.5 Cortex-M4浮点处理寄存器组23

2.5.1 浮点状态控制寄存器24

2.5.2 协处理器访问控制寄存器25

2.6 Cortex-M4存储器系统结构25

2.6.1 Cortex-M4微处理器存储器系统特征26

2.6.2 存储器的映射26

2.7 Cortex-M4的异常和中断27

2.7.1 异常与中断简介27

2.7.2 Cortex-M4处理器的异常类型28

2.7.3 Cortex-M4处理器的中断管理29

2.7.4 Cortex-M4处理器的异常流程30

思考题31

第3章 ARM处理器指令集32

3.1 ARM指令简介32

3.2 ARM寻址方式33

3.2.1 数据处理指令寻址方式33

3.2.2 加载/存储类指令寻址方式34

3.2.3 堆栈操作寻址方式35

3.2.4 协处理操作指令寻址方式36

3.3 Cortex指令集36

3.3.1 处理器传送指令37

3.3.2 存储器访问指令38

3.3.3 数据处理指令42

3.3.4 比较与测试指令45

3.3.5 程序流程控制指令46

3.3.6 异常相关指令49

3.3.7 饱和运算指令50

3.3.8 存储器隔离指令50

3.4 Cortex-M4特有指令51

3.4.1 SIMD和饱和指令51

3.4.2 乘法和乘加指令52

3.4.3 打包和解包指令56

思考题57

第4章 ARM程序设计基础58

4.1 ARM汇编语言的语句格式58

4.1.1 汇编语言程序中的符号58

4.1.2 汇编语言程序中的表达式和运算符59

4.2 ARM汇编器支持的伪指令62

4.2.1 数据定义伪指令62

4.2.2 符号定义伪指令64

4.2.3 汇编结构伪指令66

4.2.4 汇编控制伪指令69

4.2.5 其他常用伪指令71

4.3 汇编语言的程序结构72

4.3.1 程序结构72

4.3.2 子程序调用72

思考题73

第5章 嵌入式C语言编程74

5.1 嵌入式C语言概述74

5.2 AAPCS规则74

5.3 嵌入式C语言编写特点76

5.3.1 嵌入式C语言的数据存储方法76

5.3.2 嵌入式C语言的编写注意事项77

5.4 C语言与汇编语言混编规范78

5.4.1 在C语言中内嵌汇编指令79

5.4.2 在汇编中使用C定义的全局变量80

5.4.3 在C程序中调用汇编程序80

5.4.4 在汇编程序中调用C程序81

5.5 嵌入式C语言的常见用法81

思考题85

第6章 STM32F4处理器的工作原理87

6.1 STM32F4处理器的启动过程87

6.1.1 STM32F4处理器启动文件87

6.1.2 STM32F4处理器主文件91

6.2 STM32F4处理器的关键技术92

6.2.1 STM32F4处理器时钟系统92

6.2.2 STM32F4处理器I/O端口94

6.2.3 可编程中断控制与配置99

思考题102

第7章 STM32F4处理器的编程开发环境104

7.1 STM32F4处理器编程环境104

7.1.1 Keil MDK开发工具104

7.1.2 STM32F4固件库105

7.2 MDK工程模板的建立106

7.3 程序下载与调试110

7.3.1 J-LINK仿真器下载111

7.3.2 使用J-LINK调试程序113

思考题114

第8章 STM32F4处理器的基础应用设计115

8.1 STM32F4实验教学平台115

8.2 LED灯显示实例117

8.2.1 相关技术简介118

8.2.2 系统硬件组成118

8.2.3 软件设计原理118

8.3 蜂鸣器发声实例119

8.3.1 相关技术简介119

8.3.2 系统硬件组成120

8.3.3 软件设计原理120

8.4 数码管显示实例120

8.4.1 相关技术简介120

8.4.2 系统硬件组成121

8.4.3 软件设计原理121

8.5 按键检测实例122

8.5.1 相关技术简介122

8.5.2 系统硬件组成123

8.5.3 软件设计原理124

8.6 外部中断处理实例124

8.6.1 处理器外部中断简介125

8.6.2 外部中断的使用125

8.6.3 系统硬件组成127

8.6.4 软件设计原理127

8.7 通用定时器实例128

8.7.1 通用定时器简介128

8.7.2 系统硬件组成128

8.7.3 软件设计原理128

8.8 RTC时钟实例130

8.8.1 RTC时钟模块简介131

8.8.2 系统硬件组成131

8.8.3 软件设计原理131

思考题134

第9章 STM32F4处理器的综合应用设计135

9.1 TFT-LCD屏幕驱动与显示应用135

9.1.1 LCD显示屏简介135

9.1.2 LCD显示屏的参数136

9.1.3 LCD显示屏的控制信号137

9.1.4 TFT-LCD屏的驱动设计137

9.1.5 系统硬件组成138

9.1.6 软件设计原理139

9.2 触摸屏检测应用140

9.2.1 触摸屏简介141

9.2.2 触摸屏的检测原理141

9.2.3 系统硬件组成143

9.2.4 软件设计原理143

9.3 通用串行通信应用144

9.3.1 通用串行通信简介144

9.3.2 USART通信相关固件库函数144

9.3.3 系统硬件组成147

9.3.4 软件设计原理148

9.4 ADC输入采集应用149

9.4.1 ADC模块简介149

9.4.2 ADC的转换方法149

9.4.3 系统硬件组成151

9.4.4 初始化配置过程151

9.4.5 软件设计原理153

9.5 DAC模拟输出应用154

9.5.1 DAC模块简介154

9.5.2 DAC的转换方法155

9.5.3 系统硬件组成155

9.5.4 初始化配置过程156

9.5.5 软件设计原理157

思考题157

参考文献158