譯者序
前言
致謝
第1章　微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)　/ 1
1.1　概述　/ 1
1.2　微控制器系統(tǒng)　/ 1
1.2.1　RAM　/ 4
1.2.2　ROM　/ 5
1.2.3　PROM　/ 5
1.2.4　EPROM　/ 5
1.2.5　EEPROM　/ 5
1.2.6　flash EEPROM　/ 5
1.3　微控制器的特點(diǎn)　/ 6
1.3.1　供電電壓　/ 6
1.3.2　時(shí)鐘　/ 6
1.3.3　定時(shí)器　/ 6
1.3.4　看門狗　/ 6
1.3.5　復(fù)位輸入　/ 7
1.3.6　中斷　/ 7
1.3.7　欠電壓檢測(cè)器　/ 7
1.3.8　模數(shù)轉(zhuǎn)換器　/ 7
1.3.9　串行輸入/輸出　/ 7
1.3.10　SPI和I2C　/ 8
1.3.11　LCD驅(qū)動(dòng)器　/ 8
1.3.12　模擬比較器　/ 8
1.3.13　實(shí)時(shí)時(shí)鐘　/ 8
1.3.14　睡眠模式　/ 8
1.3.15　上電復(fù)位　/ 8
1.3.16　低功率運(yùn)行　/ 9
1.3.17　灌電流/拉電流能力　/ 9
1.3.18　USB接口　/ 9
1.3.19　CAN接口　/ 9
1.3.20　以太網(wǎng)接口　/ 9
1.3.21　Wi-Fi和藍(lán)牙接口　/ 9
1.4　微控制器架構(gòu)　/ 9
1.5　小結(jié)　/ 10
拓展閱讀　/ 10
第2章　ARM微控制器架構(gòu)　/ 11
2.1　概述　/ 11
2.2　ARM微控制器　/ 11
2.2.1　Cortex-M　/ 13
2.2.2　Cortex-R　/ 14
2.2.3　Cortex-A　/ 14
2.2.4　Cortex-M處理器對(duì)比　/ 14
2.2.5　Cortex-M 兼容性　/ 15
2.2.6　處理器性能測(cè)量　/ 15
2.3　STM32F407VGT6微控制器　/ 16
2.3.1　STM32F407VGT6的基本特點(diǎn)　/ 16
2.3.2　內(nèi)部模塊示意圖　/ 18
2.3.3　供電　/ 20
2.3.4　低功耗模式　/ 20
2.3.5　時(shí)鐘電路　/ 20
2.4　通用輸入和輸出　/ 24
2.5　嵌套向量中斷控制器　/ 26
2.6　外部中斷控制器　/ 26
2.7　定時(shí)器　/ 26
2.8　模數(shù)轉(zhuǎn)換器　/ 26
2.9　內(nèi)置溫度傳感器　/ 27
2.10　數(shù)模轉(zhuǎn)換器　/ 27
2.11　復(fù)位　/ 27
2.12　電特性　/ 27
2.13　小結(jié)　/ 28
拓展閱讀　/ 28
第3章　ARM Cortex微控制器開(kāi)發(fā)板　/ 29
3.1　概述　/ 29
3.2　LPC1768　/ 29
3.3　STM32　Nucleo系列　/ 29
3.4　EasyMx PRO v7 for STM32　/ 30
3.5　STM32F4DISCOVERY板　/ 31
3.6　mbed應(yīng)用板　/ 31
3.7　EasyMx PRO v7 for Tiva　/ 32
3.8　MINI-M4 for STM32　/ 33
3.9　Clicker 2 for MSP432　/ 34
3.10　Tiva EK-TM4C123GXL
　　　LaunchPad　/ 34
3.11　Fusion for ARM V8　/ 35
3.12　Clicker 2 for STM32　/ 35
3.13　小結(jié)　/ 36
拓展閱讀　/ 36
第4章　Clicker 2 for STM32開(kāi)發(fā)板　/ 37
4.1　概述　/ 37
4.2　Clicker 2 for STM32硬件　/ 37
4.2.1　板載LED　/ 38
4.2.2　板載按鍵開(kāi)關(guān)　/ 38
4.2.3　復(fù)位開(kāi)關(guān)　/ 38
4.2.4　供電　/ 39
4.2.5　板載mikroBUS插座　/ 39
4.2.6　輸入/輸出引腳　/ 40
4.2.7　振蕩器　/ 41
4.2.8　板載微控制器編程　/ 41
4.3　小結(jié)　/ 42
拓展閱讀　/ 42
第5章　ARM微控制器編程　/ 43
5.1　概述　/ 43
5.2　支持ARM微控制器的集成開(kāi)發(fā)
環(huán)境　/ 43
5.2.1　EWARM　/ 43
5.2.2　ARM Mbed　/ 44
5.2.3　MDK-ARM　/ 44
5.2.4　TrueStudio for STM32　/ 45
5.2.5　System Workbench for
　　　STM32　/ 45
5.2.6　mikroC Pro for ARM　/ 45
5.3　小結(jié)　/ 46
拓展閱讀　/ 46
第6章　使用mikroC Pro for ARM編程　/ 47
6.1　概述　/ 47
6.2　mikroC Pro for ARM　/ 47
6.3　通用輸入/輸出庫(kù)　/ 49
6.3.1　GPIO_Clk_Enable　/ 49
6.3.2　GPIO_Clk_Disable　/ 50
6.3.3　GPIO_Config　/ 50
6.3.4　GPIO_Set_Pin_Mode　/ 52
6.3.5　GPIO_Digital_Input　/ 53
6.3.6　GPIO_Digital_Output　/ 53
6.3.7　GPIO_Analog_Input　/ 53
6.3.8　GPIO_Alternate_Function_
　　　Enable　/ 54
6.4　存儲(chǔ)器類型說(shuō)明符　/ 54
6.5　PORT輸入/輸出　/ 54
6.6　按位訪問(wèn)　/ 55
6.7　bit數(shù)據(jù)類型　/ 55
6.8　中斷和異常　/ 55
6.8.1　異�！�/ 55
6.8.2　中斷服務(wù)程序　/ 56
6.9　創(chuàng)建新項(xiàng)目　/ 57
6.10　仿真　/ 64
6.11　調(diào)試　/ 66
6.12　其他mikroC IDE工具　/ 67
6.12.1　ASCII表　/ 67
6.12.2　GLCD位圖編輯器　/ 68
6.12.3　HID終端　/ 68
6.12.4　中斷助手　/ 69
6.12.5　LCD定制字符　/ 69
6.12.6　7段編輯器　/ 69
6.12.7　UDP終端　/ 69
6.12.8　USART終端　/ 70
6.12.9　USB HID bootloader　/ 71
6.12.10　統(tǒng)計(jì)　/ 71
6.12.11　庫(kù)管理器　/ 72
6.12.12　編譯列表　/ 73
6.12.13　輸出文件　/ 73
6.12.14　選項(xiàng)窗口　/ 73
6.13　小結(jié)　/ 74
拓展閱讀　/ 74
第7章　多任務(wù)處理簡(jiǎn)介　/ 75
7.1　概述　/ 75
7.2　多任務(wù)處理內(nèi)核的優(yōu)勢(shì)　/ 76
7.3　對(duì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的需求　/ 76
7.4　任務(wù)調(diào)度算法　/ 77
7.4.1　協(xié)作調(diào)度　/ 77
7.4.2　輪詢調(diào)度　/ 82
7.4.3　搶占調(diào)度　/ 82
7.4.4　調(diào)度算法的目標(biāo)　/ 83
7.4.5　搶占調(diào)度與非搶占調(diào)度之間的
　　　區(qū)別　/ 83
7.4.6　其他一些調(diào)度算法　/ 84
7.5　調(diào)度算法的選擇　/ 85
7.6　小結(jié)　/ 85
拓展閱讀　/ 85
第8章　FreeRTOS簡(jiǎn)介　/ 86
8.1　概述　/ 86
8.2　FreeRTOS發(fā)行版　/ 87
8.3　從mikroElektronika網(wǎng)站進(jìn)行
　　安裝　/ 88
8.4　編寫項(xiàng)目文件　/ 89
8.5　FreeRTOS頭文件路徑與源文件
　　　路徑　/ 90
8.6　編譯器大小寫敏感　/ 91
8.7　編譯模板程序　/ 92
8.8　小結(jié)　/ 92
拓展閱讀　/ 92
第9章　使用FreeRTOS函數(shù)　/ 93
9.1　概述　/ 93
9.2　FreeRTOS數(shù)據(jù)類型　/ 93
9.3　FreeRTOS變量命名　/ 94
9.4　FreeRTOS函數(shù)命名　/ 94
9.5　常用宏定義　/ 94
9.6　任務(wù)狀態(tài)　/ 94
9.7　與任務(wù)相關(guān)的函數(shù)　/ 96
9.7.1　創(chuàng)建新任務(wù)　/ 96
9.7.2　延遲任務(wù)　/ 97
9.7.3　項(xiàng)目1—讓LED每秒閃爍
　　　1次　/ 97
9.7.4　項(xiàng)目2—讓一個(gè)LED每秒閃
　　　爍1次，另一個(gè)LED每200ms
　　　閃爍1次　/ 100
9.7.5　掛起任務(wù)　/ 102
9.7.6　讓掛起的任務(wù)恢復(fù)執(zhí)行　/ 102
9.7.7　項(xiàng)目3—掛起和恢復(fù)任務(wù)　/ 103
9.7.8　刪除任務(wù)　/ 105
9.7.9　項(xiàng)目4—讓LED閃爍并刪除
　　　任務(wù)　/ 105
9.7.10　獲取任務(wù)句柄　/ 107
9.7.11　定時(shí)執(zhí)行　/ 108
9.7.12　滴答計(jì)數(shù)　/ 108
9.7.13　項(xiàng)目5—利用函數(shù)vTask-
　　　DelayUntil()讓LED閃爍　/ 108
9.7.14　任務(wù)優(yōu)先級(jí)　/ 110
9.7.15　項(xiàng)目6—讓LED閃爍和切
　　　換不同優(yōu)先級(jí)的按鍵開(kāi)關(guān)　/ 111
9.7.16　項(xiàng)目7—獲取/設(shè)置任務(wù)優(yōu)
　　　先級(jí)　/ 113
9.8　使用液晶顯示屏　/ 114
9.8.1　HD44780 LCD模塊　/ 115
9.8.2　連接LCD與Clicker 2 for STM32
　　　開(kāi)發(fā)板　/ 116
9.8.3　LCD函數(shù)　/ 116
9.8.4　項(xiàng)目8—在LCD上
　　　顯示文本　/ 117
9.9　任務(wù)名稱、任務(wù)數(shù)量及滴答計(jì)數(shù)　/ 119
9.10　項(xiàng)目9—在LCD上顯示任務(wù)
　　　名稱、任務(wù)數(shù)量及滴答計(jì)數(shù)　/ 120
9.11　轉(zhuǎn)而執(zhí)行另一個(gè)優(yōu)先級(jí)相同的
　　　任務(wù)　/ 122
9.12　取消延遲　/ 123
9.13　項(xiàng)目10—7段2位多路復(fù)用LED
　　　顯示屏計(jì)數(shù)器　/ 123
9.14　項(xiàng)目11—7段4位多路復(fù)用LED
　　　顯示屏計(jì)數(shù)器　/ 129
9.15　項(xiàng)目12—7段4位多路復(fù)用LED
　　　顯示屏事件計(jì)數(shù)器　/ 135
9.16　項(xiàng)目13—交通燈控制器　/ 136
9.17　項(xiàng)目14—改變LED
　　　閃爍頻率　/ 144
9.18　項(xiàng)目15—通過(guò)USB串口向PC
　　　發(fā)送數(shù)據(jù)　/ 148
9.19　項(xiàng)目16—用PC鍵盤改變LED
　　　閃爍頻率　/ 154
9.20　任務(wù)列表　/ 156
9.21　項(xiàng)目17—在PC屏幕上顯示
　　　任務(wù)列表　/ 157
9.22　任務(wù)信息　/ 159
9.23　項(xiàng)目18—在PC屏幕上顯示
　　　任務(wù)信息　/ 160
9.24　任務(wù)狀態(tài)　/ 162
9.25　項(xiàng)目19—在PC屏幕上顯示
　　　任務(wù)狀態(tài)　/ 163
9.26　任務(wù)參數(shù)　/ 165
9.27　小結(jié)　/ 165
拓展閱讀　/ 165
第10章　隊(duì)列管理　/ 166
10.1　全局變量概述　/ 166
10.2　為何是隊(duì)列　/ 166
10.3　創(chuàng)建隊(duì)列并利用隊(duì)列發(fā)送和接
　　　收數(shù)據(jù)　/ 167
10.4　項(xiàng)目20—用PC鍵盤改變LED
　　　閃爍頻率　/ 169
10.5　刪除隊(duì)列、為隊(duì)列命名、重置
　　　隊(duì)列　/ 172
10.6　項(xiàng)目21—使用各種隊(duì)列函數(shù)　/ 173
10.7　其他一些隊(duì)列函數(shù)　/ 175
10.8　項(xiàng)目22—開(kāi)關(guān)式溫度控制器　/ 176
10.9　小結(jié)　/ 185
拓展閱讀　/ 185
第11章　信號(hào)量和互斥量　/ 186
11.1　概述　/ 186
11.2　創(chuàng)建二進(jìn)制信號(hào)量和互斥量　/ 187
11.3　創(chuàng)建計(jì)數(shù)型信號(hào)量　/ 187
11.4　刪除信號(hào)量并獲取信號(hào)量計(jì)數(shù)　/ 188
11.5　釋放和占用信號(hào)量　/ 188
11.6　項(xiàng)目23—向PC發(fā)送內(nèi)部和
　　　外部溫度數(shù)據(jù)　/ 189
11.7　小結(jié)　/ 194
拓展閱讀　/ 194
第12章　事件組　/ 195
12.1　概述　/ 195
12.2　事件標(biāo)志和事件組　/ 195
12.3　創(chuàng)建和刪除事件組　/ 196
12.4　設(shè)置、清除、等待事件組位以及
　　　獲取事件組位　/ 196
12.5　項(xiàng)目24—向PC發(fā)送內(nèi)部和外
　　　部溫度數(shù)據(jù)　/ 198
12.6　項(xiàng)目25—控制LED的閃爍　/ 202
12.7　項(xiàng)目26—基于GPS的項(xiàng)目　/ 205
12.8　小結(jié)　/ 212
拓展閱讀　/ 212
第13章　軟件定時(shí)器　/ 213
13.1　概述　/ 213
13.2　創(chuàng)建、刪除、啟動(dòng)、停止和重置
　　　定時(shí)器　/ 214
13.3　修改和獲取定時(shí)器周期　/ 216
13.4　定時(shí)器名稱和ID　/ 217
13.5　項(xiàng)目27—反應(yīng)定時(shí)器　/ 217
13.6　項(xiàng)目28—生成方波　/ 220
13.7　項(xiàng)目29—事件計(jì)數(shù)器（例如
　　　頻率計(jì)數(shù)器）　/ 222
13.8　小結(jié)　/ 225
拓展閱讀　/ 225
第14章　一些示例項(xiàng)目　/ 226
14.1　概述　/ 226
14.2　項(xiàng)目30—生成頻率可調(diào)節(jié)的
　　　方波　/ 226
14.3　項(xiàng)目31—掃頻波形發(fā)生器　/ 230
14.4　項(xiàng)目32—RGB燈光控制器　/ 233
14.5　項(xiàng)目33—帶鍵盤的家庭報(bào)警
　　　系統(tǒng)　/ 236
14.6　項(xiàng)目34—帶蜂鳴器的超聲波
　　　泊車　/ 244
14.7　項(xiàng)目35—步進(jìn)電機(jī)項(xiàng)目　/ 251
14.8　項(xiàng)目36—與Arduino通信　/ 262
14.9　小結(jié)　/ 267
拓展閱讀　/ 267
第15章　空閑任務(wù)和空閑任務(wù)鉤子　/ 268
15.1　概述　/ 268
15.2　空閑任務(wù)　/ 268
15.3　空閑任務(wù)鉤子函數(shù)　/ 268
15.4　項(xiàng)目37—顯示空閑處理器
　　　時(shí)間　/ 269
15.5　小結(jié)　/ 271
拓展閱讀　/ 271
第16章　任務(wù)通知　/ 272
16.1　概述　/ 272
16.2　xTaskNotifyGive()和uITask-
　　　NotifyTake()　/ 273
16.3　項(xiàng)目38—收到通知后開(kāi)始讓
　　　LED閃爍　/ 274
16.4　xTaskNotify()和xTask-
　　　NotifyWait()　/ 276
16.5　項(xiàng)目39—收到通知后以不同的
　　　頻率閃爍　/ 277
16.6　xTaskNotifyStateClear()和
　　　xTaskNotifyQuery()　/ 280
16.7　小結(jié)　/ 281
拓展閱讀　/ 281
第17章　臨界區(qū)　/ 282
17.1　概述　/ 282
17.2　項(xiàng)目40—臨界區(qū)（共享
　　　UART）　/ 282
17.3　掛起調(diào)度程序　/ 287
17.4　項(xiàng)目41—掛起調(diào)度程序　/ 287
17.5　小結(jié)　/ 287
拓展閱讀　/ 287
第18章　基于Cortex-M4的微控制器中的
　　　　中斷　/ 288
18.1　概述　/ 288
18.2　通常意義下的中斷　/ 288
18.3　STM32F407的中斷　/ 289
18.4　項(xiàng)目42—基于事件計(jì)數(shù)器的
　　　外部中斷　/ 294
18.5　項(xiàng)目43—多個(gè)外部中斷　/ 297
18.6　內(nèi)部中斷（定時(shí)器中斷）　/ 300
18.7　項(xiàng)目44—利用定時(shí)器中斷生成
　　　波形　/ 301
18.8　項(xiàng)目45—同時(shí)使用外部中斷
　　　與定時(shí)器中斷　/ 304
18.9　小結(jié)　/ 306
拓展閱讀　/ 306
第19章　在中斷服務(wù)程序中調(diào)用Free-
　　　　　RTOS API函數(shù)　/ 307
19.1　概述　/ 307
19.2　xHigherPriorityTaskWoken參數(shù)　/ 307
19.3　延遲中斷處理　/ 308
19.4　從ISR中調(diào)用任務(wù)相關(guān)函數(shù)　/ 308
19.4.1　taskENTER_CRITICAL_FROM_
　　　ISR()和taskEXIT_CRITICAL_
　　　FROM_ISR()　/ 308
19.4.2　xTaskNotifyFromISR()　/ 308
19.4.3　xTaskNotifyGiveFromISR()　/ 309
19.4.4　xTaskResumeFromISR()　/ 309
19.5　項(xiàng)目46—使用xTaskResu-
　　　meFromISR()函數(shù)　/ 309
19.6　項(xiàng)目47—延遲中斷處理　/ 312
19.7　項(xiàng)目48—使用xTaskNotify-
　　　FromISR()函數(shù)　/ 314
19.8　從ISR中調(diào)用事件組相關(guān)函數(shù)　/ 317
19.8.1　xEventGroupSetBitsFrom-
　　　　ISR()　/ 317
19.8.2　xEventGroupClearBitsFrom-
　　　　ISR()　/ 317
19.9　項(xiàng)目49—使用xEventGroup-
　　　SetBitsFromISR()函數(shù)　/ 317
19.10　從ISR中調(diào)用定時(shí)器相關(guān)
　　　　函數(shù)　/ 320
19.10.1　xTimerStartFromISR()　/ 320
19.10.2　xTimerStopFromISR()　/ 320
19.10.3　xTimerResetFromISR()　/ 321
19.10.4　xTimerChangePeriodFrom-
　　　　　ISR()　/ 321
19.11　項(xiàng)目50—使用xTimerStart-
　　　　FromISR()和xTimerChange-　　　　PeriodFromISR()函數(shù)　/ 321
19.12　從ISR中調(diào)用信號(hào)量相關(guān)
　　　　函數(shù)　/ 324
19.12.1　xSemaphoreGiveFrom-
　　　　ISR()　/ 324
19.12.2　xSemaphoreTakeFrom-
　　　　ISR()　/ 324
19.13　項(xiàng)目51—使用xSemaphore-
　　　TakeFromISR()和xSemaphore-
　　　　Give()函數(shù)　/ 325
19.14　從ISR中調(diào)用隊(duì)列相關(guān)函數(shù)　/ 327
19.14.1　xQueueReceiveFromISR()　/ 327
19.14.2　xQueueSendFromISR()　/ 327
19.15　項(xiàng)目52—使用xQueueSend-
　　　　FromISR()和xQueueReceive()
　　　　函數(shù)　/ 327
19.16　小結(jié)　/ 329
拓展閱讀　/ 330
第20章　停車場(chǎng)管理系統(tǒng)　/ 331
20.1　概述　/ 331
20.2　項(xiàng)目53—停車場(chǎng)控制　/ 331
拓展閱讀　/ 343
第21章　不同城市的時(shí)間　/ 344
21.1　概述　/ 344
21.2　項(xiàng)目54—時(shí)間項(xiàng)目　/ 344
拓展閱讀　/ 351
第22章　移動(dòng)機(jī)器人項(xiàng)目：Buggy　/ 352
22.1　概述　/ 352
22.2　Buggy　/ 352
22.3　車輪電機(jī)　/ 354
22.4　燈光　/ 357
22.5　項(xiàng)目55—控制Buggy燈光　/ 358
22.6　項(xiàng)目56—控制Buggy電機(jī)　/ 360
22.7　項(xiàng)目57—Buggy避障　/ 364
22.8　項(xiàng)目58—遠(yuǎn)程控制Buggy　/ 375
拓展閱讀　/ 384
附錄
附錄A　數(shù)字系統(tǒng)　/ 385
附錄B　程序描述語(yǔ)言　/ 403
縮略語(yǔ)　/ 410