內容大鋼
本書以一個具體的RISC-Ⅴ嵌入式系統設計項目貫穿全書,從嵌入式微處理器系統架構到處理器內核、存儲器、處理器外設與驅動,再到嵌入式操作系統層層展開,每一章的內容都緊扣所需設計的系統進行講解,以項目驅動的方式進行教學。本書大部分章節都設置了案例和實戰兩個環節,案例部分具體介紹CH32V307處理器的實現細節,實戰部分則詳細介紹了基於該處理器的系統設計。所有在實戰環節介紹的代碼都可以在配套的MCU開發板上進行驗證。
本書可以作為本科、高職院校電腦、電子信息、自動化專業的嵌入式系統課程入門教材。
作者介紹
編者:凌明//張志鵬//楊勇|責編:李馨馨//王榮
目錄
前言
第1章 嵌入式系統概論
1.1 嵌入式系統的定義
1.2 嵌入式系統的分類與產業生態
1.2.1 基於實時性的分類
1.2.2 基於應用的分類
1.2.3 嵌入式系統的產業生態
1.3 如何學習嵌入式系統
1.3.1 嵌入式系統的知識體系
1.3.2 設計一個嵌入式系統:基於語音識別和藍牙通信的直流電機控制系統
本章思考題
第2章 嵌入式微控制器與系統架構
2.1 嵌入式微處理器的硬體架構
2.1.1 嵌入式微處理器的總體架構
2.1.2 嵌入式微處理器的處理器內核
2.1.3 嵌入式微處理器的存儲器
2.1.4 嵌入式微處理器的外設
2.1.5 嵌入式微處理器的互聯架構
2.2 AMBA片上匯流排
2.2.1 AMBA規範概述
2.2.2 AHB的主要特點與工作原理
2.2.3 APB的主要特點與工作過程
2.3 案例:CH32V307 MCU的硬體架構
2.4 實戰:基於CH32V307的語音識別控制系統的硬體架構
2.4.1 語音識別系統
2.4.2 電機控制系統
本章思考題
第3章 嵌入式處理器內核
3.1 嵌入式處理器內核概述
3.1.1 CPU的發展
3.1.2 CISC架構與RISC架構
3.1.3 流水線技術
3.2 RISC-Ⅴ指令集架構
3.2.1 RISC-Ⅴ指令集架構概述
3.2.2 RISC-Ⅴ處理器的編程模型(整數基礎指令集)
3.2.3 RV32I指令集
3.3 案例:CH32Vx MCU的RISC-Ⅴ內核——青稞V4F
3.4 實戰:在CH32V307 MCU上運行語音識別演算法
3.4.1 MounRiver 開發工具
3.4.2 編譯與鏈接的過程
3.4.3 語音信號特徵提取
3.4.4 在CH32V307上語音信號特徵提取演算法實現
本章思考題
第4章 嵌入式微控制器的存儲器
4.1 嵌入式系統的存儲器概述
4.2 片上SRAM
4.3 片上FLASH存儲器
4.4 片外存儲器介面——FSMC
4.5 案例:CH32V307的片上存儲器
4.5.1 CH32V3x的存儲器
4.5.2 CH32V3x的啟動設置
4.6 實戰:使用CH32V307的片上存儲器
4.6.1 使用片上FLASH存儲用戶數據
4.6.2 串口讀寫FLASH
本章思考題
第5章 嵌入式系統基礎外設
5.1 外設的數據交互方式
5.2 外設中斷與系統異常
5.2.1 中斷概述
5.2.2 異常概述
5.2.3 RISC-Ⅴ處理器處理中斷的過程
5.3 案例:CH32V307 MCU的外設
5.3.1 CH32V307 MCU 的外設與地址映射
5.3.2 CH32V307 MCU的中斷控制器
5.3.3 CH32V307 MCU的底層軟體包
5.3.4 GPIO
5.3.5 實戰項目:流水燈閃爍實驗
5.3.6 中斷
5.3.7 實戰項目:按鍵中斷控制LED亮滅
5.3.8 TIMER
5.3.9 實戰項目:精確定時LED閃爍
5.3.10 實戰項目:輸出PWM波形控制電機轉速
5.3.11 ADC
5.3.12 實戰項目:電壓測量溫度
5.3.13 實戰項目:多通道電壓採樣
本章思考題
第6章 嵌入式系統串列通信外設
6.1 同步串列通信——SPI
6.1.1 SPI概述
6.1.2 CH32V307的SPI
6.1.3 SPI庫函數
6.1.4 實戰項目:SPI的FLASH讀寫
6.2 同步串列通信——I2C
6.2.1 I2C簡介
6.2.2 CH32V307的I2C
6.2.3 I2C庫函數
6.2.4 實戰項目:環境溫濕度測量
6.3 非同步串列通信——UART
6.3.1 串口通信概述
6.3.2 CH32V307的USART
6.3.3 USART庫函數
6.3.4 實戰項目:串口數據收發
6.3.5 實戰項目:串口藍牙透傳
本章思考題
第7章 高速通信介面
7.1 USB介面
7.1.1 USB介面簡介
7.1.2 CH32V307的USB介面
7.1.3 實戰項目:赤菟模擬鍵盤
7.1.4 實戰項目:赤菟外掛鍵盤
7.2 乙太網介面
7.2.1 乙太網簡介
7.2.2 CH32V307的乙太網介面
7.2.3 實戰項目:TCP Client網路通信
本章