Cortex-M3可編程片上系統(tǒng)原理及應用
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《Cortex-M3可編程片上系統(tǒng)原理及應用》系統(tǒng)化、模塊化地介紹了Cypress公司的PSoC5內所集成的ARMCortex-M3CPU硬核處理器結構及指令集、PSoC5內各個功能單元的結構以及基于PSoCCreator2．0軟件的片上系統(tǒng)的設計流程。主要內容包括：PSoC設計導論，PSoC5 CPU及存儲子系統(tǒng)，PSoC5CPU指令系統(tǒng)，PSoC5公共資源，PSoC編程和調試接口功能，基于PSoCCreator的程序設計，定時器、計數器和PWM模塊，LCD顯示驅動模塊，F(xiàn)C總線模塊，USB總線模塊，通用數字塊UDB，模擬前端模塊，ADC和DAC模塊，電容感應模塊，數字濾波器模塊和uC-OS／Ⅲ操作系統(tǒng)。本書可作為從事Cypress可編程片上系統(tǒng)設計的設計人員的參考用書，也可作為大學本科生和研究生教材，同時也可作為Cypress公司相關內容的培訓教材。
本文引用地址：http://yuyingmama.com.cn/article/201706/348140.htm
第1章 PSoC設計導論 1
1.1 微控制器基礎 1
1.1.1 微控制器的涵義 1
1.1.2 微控制器編程語言 2
1.2 可編程片上系統(tǒng)PSoC概述 3
1.2.1 PSoC發(fā)展概述 3
1.2.2 PSoC設計方法 5
1.3 PSoC5設計流程 7
1.3.1 硬件設計流程 8
1.3.2 軟件設計流程 9
1.4 PSoC5的結構及功能 10
1.4.1 PSoC5系統(tǒng)結構概述 10
1.4.2 數字子系統(tǒng)結構及功能 10
1.4.3 模擬子系統(tǒng)結構及功能 13
1.4.4 輸入/輸出引腳功能 14
1.5 PSoC5器件概述 15
1.5.1 PSoC5引腳分布 15
1.5.2 PSoC5器件分類和資源 16
第2章 PSoC5 CPU及存儲子系統(tǒng) 19
2.1 Cortex-M3內核結構概述 19
2.1.1 Cortex-M3內核結構特性 19
2.1.2 流水線結構 20
2.1.3 寄存器 20
2.1.4 操作模式 23
2.1.5 SysTick定時器 23
2.1.6 存儲器空間映射 23
2.1.7 異常及處理 26
2.2 嵌套向量中斷控制器 26
2.2.1 中斷控制器的特性 26
2.2.2 中斷使能 28
2.2.3 中斷優(yōu)先級 29
2.2.4 電平/脈沖中斷 30
2.2.5 中斷的執(zhí)行 30
2.2.6 PSoC5中斷特性 31
2.2.7 中斷控制器和功耗模式 34
2.3 高速緩存控制器 35
2.4 PHUB和DMA控制器 36
2.4.1 PHUB 36
2.4.2 DMA控制器 38
2.4.3 訪問DMAC 44
2.4.4 DMAC傳輸模式 45
2.4.5 PHUB和DMAC寄存器列表 46
2.5 PSoC5存儲器系統(tǒng) 47
2.5.1 SRAM存儲器結構及功能 47
2.5.2 非易失性鎖存器結構及功能 48
2.5.3 Flash程序存儲器結構及功能 49
2.5.4 EEPROM存儲器結構及功能 50
第3章 PSoC5 CPU指令系統(tǒng) 51
3.1 Cortex-M3指令尋址模式 51
3.2 Cortex-M3 CPU指令集 53
3.2.1 Cortex-M3指令集概述 53
3.2.2 CMSIS函數 54
3.2.3 存儲器訪問指令 54
3.2.4 通用數據處理指令 61
3.2.5 乘法和除法指令 69
3.2.6 飽和指令 71
3.2.7 比特位操作指令 72
3.2.8 分支和控制指令 74
3.2.9 雜項操作指令 77
3.3 Cortex-M3 匯編語言編程模型 80
第4章 PSoC5公共資源 82
4.1 時鐘管理 82
4.1.1 內部振蕩器 83
4.1.2 外部振蕩器 84
4.1.3 DSI時鐘 86
4.1.4 相位鎖相環(huán) 86
4.1.5 USB時鐘 86
4.2 電源管理 87
4.2.1 電源模式 87
4.2.2 電源監(jiān)控 89
4.3 看門狗定時器 89
4.4 復位 90
4.4.1 復位模塊功能介紹 90
4.4.2 復位源 91
4.5 I/O系統(tǒng)和布線資源 92
4.5.1 I/O系統(tǒng)特性 92
4.5.2 I/O驅動模式 94
4.5.3 DSI控制數字I/O 97
4.5.4 模擬I/O引腳 99
4.5.5 LCD驅動引腳 100
4.5.6 電容感應觸摸引腳 100
4.5.7 SIO功能和特性 100
4.5.8 上電時I/O配置 101
4.5.9 過電壓容限 101
4.5.10 端口中斷控制器單元 102
第5章 PSoC編程和調試接口功能 104
5.1 測試控制器 104
5.1.1 測試控制器結構 104
5.1.2 SWD接口規(guī)范 104
5.1.3 PSoC5 SWD的特性 106
5.2 Cortex-M3調試和跟蹤 107
5.2.1 內核調試 108
5.2.2 系統(tǒng)調試 109
5.3 非易失性存儲器編程 110
第6章 基于PSoC Creator的程序設計 112
6.1 PSoC Creator軟件功能 112
6.2 匯編語言GPIO控制程序的設計 113
6.2.1 創(chuàng)建和配置工程 113
6.2.2 查看和設置公共資源 114
6.2.3 編寫GPIO匯編語言控制程序 115
6.3 C語言GPIO控制程序的設計 119
6.3.1 使用C語言指針對GPIO端口控制 120
6.3.2 調用API函數對GPIO端口控制 120
6.3.3 PSoC5的SRAM內函數定位 126
6.4 中斷服務程序的設計 128
6.4.1 創(chuàng)建和配置工程 128
6.4.2 添加IP核資源到設計 128
6.4.3 IP核參數配置和連接 129
6.4.4 中斷服務程序的設計 131
6.4.5 下載并調試工程 133
第7章 定時器、計數器和PWM模塊 134
7.1 定時器模塊特性 134
7.2 定時器模塊結構 134
7.2.1 時鐘選擇 135
7.2.2 使能/禁止模塊 136
7.2.3 輸入信號特性 136
7.2.4 操作模式 137
7.2.5 中斷使能 141
7.2.6 寄存器列表 141
7.3 PWM控制LED顯示的實現(xiàn) 142
7.3.1 創(chuàng)建和配置工程 142
7.3.2 編寫軟件程序 146
7.3.3 編程及調試 147
第8章 LCD顯示驅動模塊 148
8.1 LCD的工作原理 148
8.1.1 LCD物理結構 148
8.1.2 LCD液晶分類 149
8.2 LCD驅動特性 154
8.3 LCD驅動系統(tǒng) 154
8.4 LCD功能描述 155
8.4.1 LCD DAC 155
8.4.2 LCD配置選項 156
8.4.3 LCD驅動模塊 156
8.4.4 UDB 159
8.4.5 DMA 159
8.5 段式LCD顯示的實現(xiàn) 160
8.5.1 段式LCD的功能 160
8.5.2 段式LCD的參數配置 162
8.5.3 編寫軟件程序 167
8.5.4 編程及調試 169
第9章 I2C總線模塊 170
9.1 I2C總線模塊概述 170
9.2 I2C總線實現(xiàn)原理 171
9.2.1 I2C總線模塊結構 171
9.2.2 典型的I2C數據傳輸 171
9.2.3 I2C總線寄存器及操作 172
9.3 I2C總線操作模式 173
9.3.1 從模式 173
9.3.2 主模式 174
9.3.3 多主模式 175
9.4 I2C模塊通信的實現(xiàn) 176
9.4.1 系統(tǒng)實現(xiàn)原理 176
9.4.2 創(chuàng)建和配置工程 177
9.4.3 編寫軟件程序 181
9.4.4 編程及調試 183
第10章 USB總線模塊 184
10.1 USB總線模塊概述 184
10.2 USB模塊結構 184
10.2.1 串行接口引擎SIE 185
10.2.2 仲裁器 186
10.3 USB模塊工作條件 187
10.3.1 工作頻率 187
10.3.2 工作電壓 188
10.3.3 收發(fā)器 188
10.3.4 端點 188
10.3.5 傳輸類型 188
10.3.6 中斷 189
10.4 邏輯傳輸模式 189
10.4.1 非DMA訪問 190
10.4.2 手工DMA訪問 190
10.4.3 控制端點的邏輯傳輸 193
10.5 PS/2和CMOS I/O模式 194
10.6 USB模塊寄存器列表 194
10.7 USB人體學輸入設備的實現(xiàn) 195
10.7.1 人體接口設備的原理 195
10.7.2 創(chuàng)建和配置工程 200
10.7.3 編寫軟件程序 204
10.7.4 編程及調試 205
第11章 通用數字塊UDB 207
11.1 通用數字塊概述 207
11.2 UDB模塊結構 208
11.2.1 PLD模塊結構及宏單元 208
11.2.2 數據通道模塊 209
11.2.3 狀態(tài)和控制模塊 212
11.3 交通燈控制電路的設計與實現(xiàn) 213
11.3.1 交通燈設計原理 213
11.3.2 交通燈控制電路的設計 213
11.3.3 引腳分配 218
11.3.4 設計下載與測試 218
11.4 靜態(tài)時序分析 218
第12章 模擬前端模塊 220
12.1 模擬比較器 220
12.1.1 輸入和輸出接口 220
12.1.2 LUT 220
12.2 運算放大器模塊 221
12.3 可編程SC/CT模塊 223
12.3.1 單純的放大器 224
12.3.2 單位增益 225
12.3.3 可編程增益放大器 225
12.3.4 互阻放大器 227
12.3.5 連續(xù)時間混頻器 228
12.3.6 采樣混頻器 228
12.3.7 Δ-Σ調制器 230
12.3.8 跟蹤和保持放大器 231
12.4 精密參考源 231
12.5 基于混頻器的精確整流實現(xiàn) 233
12.5.1 整流器設計原理 233
12.5.2 創(chuàng)建和配置工程 233
12.5.3 編寫軟件程序 237
12.5.4 編程及調試 237
第13章 ADC和DAC模塊 238
13.1 Δ-ΣADC模塊 238
13.1.1 Δ-ΣADC模塊概述 238
13.1.2 Δ-ΣADC結構 239
13.1.3 Δ-Σ ADC操作模式 241
13.2 SAR ADC模塊 242
13.2.1 SAR ADC模塊概述 242
13.2.2 SAR ADC模塊的工作原理 242
13.3 DAC模塊 243
13.4 基于SAR ADC的數字電壓表實現(xiàn) 246
13.4.1 創(chuàng)建和配置工程 246
13.4.2 編寫軟件程序 249
13.4.3 編程及調試 250
13.5 基于Δ-Σ ADC的數字電壓表實現(xiàn) 251
13.5.1 創(chuàng)建和配置工程 251
13.5.2 編寫軟件程序 253
13.5.3 編程及調試 254
13.6 IDAC值顯示的實現(xiàn) 254
13.6.1 創(chuàng)建和配置工程 255
13.6.2 編寫軟件程序 258
13.6.3 編程及調試 258
第14章 電容感應模塊 259
14.1 電容感應模塊的結構 259
14.2 電容感應Δ-Σ算法 262
14.3 電容感應觸摸的實現(xiàn) 263
14.3.1 創(chuàng)建和配置工程 263
14.3.2 編寫軟件程序 266
14.3.3 編程及調試 267
第15章 數字濾波器模塊 268
15.1 數字濾波器模塊概述 268
15.2 數字濾波器模塊結構 269
15.2.1 控制器 269
15.2.2 FSM RAM 270
15.2.3 數據通道 272
15.2.4 地址計算單元 273
15.2.5 總線接口和寄存器描述 274
15.3 基于DFB的數字濾波器實現(xiàn) 276
15.3.1 系統(tǒng)結構概述 276
15.3.2 元件參數配置 276
15.3.3 DMA配置向導 280
15.3.4 編寫軟件程序 282
15.3.5 編程及調試 283
第16章 μC-OS/III操作系統(tǒng) 284
16.1 μC-OS/III操作系統(tǒng)概述 284
16.1.1 操作系統(tǒng)的作用 284
16.1.2 μC-OS/III操作系統(tǒng)內核特征 285
16.1.3 μC/OS-III操作系統(tǒng)文件的結構 288
16.1.4 μC/OS-III操作系統(tǒng)應用程序結構分析 289
16.2 μC-OS/III操作系統(tǒng)內核及功能 296
16.2.1 單任務和多任務處理 296
16.2.2 臨界區(qū) 300
16.2.3 任務管理 300
16.2.4 準備列表 301
16.2.5 調度 301
16.2.6 上下文切換 302
16.2.7 中斷管理 302
16.2.8 等待列表 303
16.2.9 時間管理 303
16.2.10 定時器管理 303
16.2.11 資源管理 304
16.2.12 消息傳遞 305
16.2.13 多個對象等待處理 307
16.2.14 存儲器管理 308
16.3 PSoC5硬件系統(tǒng)的構建 309
16.4 添加中斷代碼到ISR中 310
16.4.1 添加中斷代碼到ProbeUART_TxISR.c中 310
16.4.2 添加中斷代碼到ProbeUART_RxISR.c中 311
16.5 配置引腳 311
16.6 運行設計 312
16.7 啟動μC/Probe工具 313
參考文獻 316
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