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第一篇 平台篇2

第1章 ARM处理器简介2

1.1 ARM内核处理器沿革2

1.1.1 传统ARM处理器3

1.1.2 Cortex内核处理器4

1.2 Cortex内核系列处理器技术特点8

1.2.1 ARM Cortex-M系列处理器8

1.2.2 ARM Cortex-R系列处理器10

1.2.3 ARM Cortex-A系列处理器11

1.3 STM32互联型嵌入式控制器12

1.4微控制器选型14

1.4.1选型因素14

1.4.2选型示例17

第2章 基于STM32F107的开发板18

2.1 STM32F107开发板18

2.2主要板载资源19

2.2.1 10/100M以太网接口19

2.2.2 CAN总线接口27

2.2.3 RS485总线接口35

2.2.4其他总线接口37

2.3硬件设计要点44

2.3.1 电磁兼容问题44

2.3.2信号完整性45

2.3.3 电源完整性47

第3章开发环境50

3.1开发环境及搭建50

3.1.1常见开发环境50

3.1.2 IAR EWARM安装52

3.1.3 RealView MDK安装54

3.2相关开发工具57

3.3创建工程58

第4章编程规范72

4.1 ST固件库编程规范72

4.1.1 缩写72

4.1.2命名规则73

4.1.3编码规则73

4.2 基于C语言的嵌入式编程规范77

4.2.1源代码的排版77

4.2.2源代码的注释80

4.2.3标识符命名86

4.2.4代码可读性88

4.2.5变量、结构90

4.2.6函数、过程94

4.2.7可测性102

4.2.8程序效率106

4.2.9质量保证109

4.2.10代码编辑、编译、审查115

4.2.11测试与维护116

4.2.12 宏定义116

第5章项目规划118

5.1 概述118

5.2 系统分析118

5.3 系统设计119

5.4系统制造119

5.5系统运用及反馈120

5.6开发团队120

5.6.1 团队负责人120

5.6.2调研人员121

5.6.3开发人员122

第二篇 RTOS篇126

第6章操作系统原理基础知识126

6.1 前后台模式应用程序126

6.2嵌入式操作系统126

6.2.1相关基本概念126

6.2.2系统调用127

6.2.3操作系统结构127

6.2.4进程与任务129

6.2.5进程间的通信129

6.2.6进程调度129

6.2.7存储管理130

第7章 FreeRTOS嵌入式操作系统131

7.1 FreeRTOS特色131

7.2任务管理131

7.2.1任务函数131

7.2.2基本任务状态132

7.2.3 任务创建133

7.2.4任务的优先级138

7.2.5非运行状态141

7.2.6空闲任务及回调函数147

7.2.7改变任务优先级148

7.2.8删除任务151

7.2.9调度算法概述153

7.3队列管理155

7.3.1 概述155

7.3.2使用队列157

7.3.3大型数据单元传输168

7.4中断管理169

7.4.1延迟中断处理169

7.4.2计数信号量175

7.4.3 在中断服务例程中使用队列179

7.4.4中断嵌套184

7.5资源管理185

7.5.1 基本概念185

7.5.2临界区与挂起调度器187

7.5.3互斥量189

7.5.4互斥的另一种实现195

7.6内存管理199

7.6.1概述199

7.6.2内存分配方案范例199

7.7常见错误202

7.7.1 概述202

7.7.2栈溢出202

7.7.3其他常见错误204

第8章基于STM32F107的FreeRTOS移植206

8.1 概述206

8.2 FreeRTOS移植206

8.2.1 portmacro.h头文件206

8.2.2 port.c源文件209

8.2.3 portasm.s汇编源文件211

8.2.4 其他问题215

8.3创建测试任务215

第三篇 LwIP篇220

第9章 TCP/IP协议栈介绍220

9.1 引言220

9.2网络分层220

9.2.1 OSI七层参考模型220

9.2.2 TCP/IP分层222

9.2.3 TCP/IP协议簇的协议223

9.3 IP协议224

9.4 ARP协议与RARP协议225

9.5 ICMP226

9.6 TCP协议227

9.7 UDP协议229

9.8 FTP协议230

第10章 LwIP轻量级TCP/IP协议栈232

10.1 LwIP进程模型232

10.2 LwIP缓冲与内存管理233

10.2.1 LwIP动态内存管理机制233

10.2.2 LwIP的缓冲管理机制236

10.3 LwIP网络接口240

10.4 LwIP的ARP处理245

10.5 LwIP的IP处理248

10.6 LwIP的ICMP处理251

10.7 LwIP的UDP处理252

10.8 LwIP的TCP处理254

10.8.1 TCP处理流程概述254

10.8.2 TCP控制块255

10.8.3 LwIP的TCP滑动窗口259

10.8.4 LwIP的TCP超时与重传260

10.8.5 LwIP的TCP拥塞控制262

10.8.6 LwIP的TCP定时器263

10.9 LwIP的应用程序接口简介264

10.9.1 RAW API接口264

10.9.2 Sequential API接口267

第11章 基于STM32F107的LwIP移植274

11.1 ethernetif.c文件的移植274

11.1.1 ethernetif_init函数274

11.1.2 low_level_init函数274

11.1.3 ethernetif_input函数276

11.1.4 low_level_input函数276

11.1.5 low_level_output函数277

11.2 网络驱动移植278

11.2.1 以太网控制器概述278

11.2.2 以太网控制器硬件配置279

11.2.3 以太网控制器硬件的引脚配置282

11.2.4 以太网驱动之接收283

11.2.5 以太网驱动之发送284

11.2.6其他注意事项285

11.3基于RAW API接口的Hello World例程287

第四篇 移植篇294

第12章 基于FreeRTOS的LwIP协议栈移植294

12.1 概述294

12.2 FreeRTOS下以太网驱动程序的移植295

12.3 LwIP程序移植296

12.3.1 以太网接口文件ethernetif.c的移植296

12.3.2 操作系统模拟层文件sys_arch.c的移植298

第13章 工业通信网关解析306

13.1 概述306

13.2 编码实现306

13.3 通信测试310

附录A 开发板原理图313

附录B 专业术语319

参考文献321