Cortex-M3可編程片上系統原理及應用

第1章 PSoC設計導論
1.1 微控制器基礎
1.1.1 微控制器的涵義
1.1.2 微控制器程式設計語言
1.2 可程式設計片上系統PSoC概述
1.2.1 PSoC發展概述
1.2.2 PSoC設計方法
1.3 PSoC5設計流程
1.3.1 硬體設計流程
1.3.2 軟體設計流程
1.4 PSoC5的結構及功能
1.4.1 PSoC5系統結構概述
1.4.2 數位子系統結構及功能
1.4.3 類比子系統結構及功能
1.4.4 輸入/輸出引腳功能
1.5 PSoC5器件概述
1.5.1 PSoC5引腳分佈
1.5.2 PSoC5器件分類和資源

第2章 PSoC5 CPU及存儲子系統
2.1 Cortex-M3內核結構概述
2.1.1 Cortex-M3內核結構特性
2.1.2 流水線結構
2.1.3 寄存器
2.1.4 操作模式
2.1.5 SysTick計時器
2.1.6 記憶體空間映射
2.1.7 異常及處理
2.2 嵌套向量中斷控制器
2.2.1 中斷控制器的特性
2.2.2 中斷使能
2.2.3 中斷優先順序
2.2.4 電平/脈衝中斷
2.2.5 中斷的執行
2.2.6 PSoC5中斷特性
2.2.7 中斷控制器和功耗模式
2.3 快取記憶體控制器
2.4 PHUB和DMA控制器
2.4.1 PHUB
2.4.2 DMA控制器
2.4.3 訪問DMAC
2.4.4 DMAC傳輸模式
2.4.5 PHUB和DMAC寄存器列表
2.5 PSoC5記憶體系統
2.5.1 SRAM記憶體結構及功能
2.5.2 非易失性鎖存器結構及功能
2.5.3 Flash程式記憶體結構及功能
2.5.4 EEPROM記憶體結構及功能

第3章 PSoC5 CPU指令系統
3.1 Cortex-M3指令定址模式
3.2 Cortex-M3 CPU指令集
3.2.1 Cortex-M3指令集概述
3.2.2 CMSIS函數
3.2.3 記憶體訪問指令
3.2.4 通用資料處理指令
3.2.5 乘法和除法指令
3.2.6 飽和指令
3.2.7 比特位元操作指令
3.2.8 分支和控制指令
3.2.9 雜項操作指令
3.3 Cortex-M3 組合語言程式設計模型

第4章 PSoC5公共資源
4.1 時鐘管理
4.1.1 內部振盪器
4.1.2 外部振盪器
4.1.3 DSI時鐘
4.1.4 相位鎖相環
4.1.5 USB時鐘
4.2 電源管理
4.2.1 電源模式
4.2.2 電源監控
4.3 看門狗計時器
4.4 復位
4.4.1 重定模組功能介紹
4.4.2 復位源
4.5 I/O系統和佈線資源
4.5.1 I/O系統特性
4.5.2 I/O驅動模式
4.5.3 DSI控制數字I/O
4.5.4 模擬I/O引腳
4.5.5 LCD驅動引腳
4.5.6 電容感應觸摸引腳
4.5.7 SIO功能和特性
4.5.8 上電時I/O配置
4.5.9 過電壓容限
4.5.10 埠中斷控制器單元

第5章 PSoC程式設計和調試介面功能
5.1 測試控制器
5.1.1 測試控制器結構
5.1.2 SWD介面規範
5.1.3 PSoC5 SWD的特性
5.2 Cortex-M3調試和跟蹤
5.2.1 內核調試
5.2.2 系統調試
5.3 非易失性記憶體程式設計

第6章 基於PSoC Creator的程式設計
6.1 PSoC Creator軟體功能
6.2 組合語言GPIO控制程式的設計
6.2.1 創建和配置工程
6.2.2 查看和設置公共資源
6.2.3 編寫GPIO組合語言控制程式
6.3 C語言GPIO控制程式的設計
6.3.1 使用C語言指標對GPIO埠控制
6.3.2 調用API函數對GPIO埠控制
6.3.3 PSoC5的SRAM內函數定位
6.4 中斷服務程式的設計
6.4.1 創建和配置工程
6.4.2 添加IP核資源到設計
6.4.3 IP核參數配置和連接
6.4.4 中斷服務程式的設計
6.4.5 下載並調試工程

第7章 計時器、計數器和PWM模組
7.1 計時器模組特性
7.2 計時器模組結構
7.2.1 時鐘選擇
7.2.2 使能/禁止模組
7.2.3 輸入信號特性
7.2.4 操作模式
7.2.5 中斷使能
7.2.6 寄存器列表
7.3 PWM控制LED顯示的實現
7.3.1 創建和配置工程
7.3.2 編寫軟體程式
7.3.3 程式設計及調試

第8章 LCD顯示驅動模組
8.1 LCD的工作原理
8.1.1 LCD物理結構
8.1.2 LCD液晶分類
8.2 LCD驅動特性
8.3 LCD驅動系統
8.4 LCD功能描述
8.4.1 LCD DAC
8.4.2 LCD配置選項
8.4.3 LCD驅動模組
8.4.4 UDB
8.4.5 DMA
8.5 段式LCD顯示的實現
8.5.1 段式LCD的功能
8.5.2 段式LCD的參數配置
8.5.3 編寫軟體程式
8.5.4 程式設計及調試

第9章 I2C匯流排模組
9.1 I2C匯流排模組概述
9.2 I2C匯流排實現原理
9.2.1 I2C匯流排模組結構
9.2.2 典型的I2C資料傳輸
9.2.3 I2C匯流排寄存器及操作
9.3 I2C匯流排操作模式
9.3.1 從模式
9.3.2 主模式
9.3.3 多主模式
9.4 I2C模組通信的實現
9.4.1 系統實現原理
9.4.2 創建和配置工程
9.4.3 編寫軟體程式
9.4.4 程式設計及調試

第10章 USB匯流排模組
10.1 USB匯流排模組概述
10.2 USB模組結構
10.2.1 序列介面引擎SIE
10.2.2 仲裁器
10.3 USB模組工作條件
10.3.1 工作頻率
10.3.2 工作電壓
10.3.3 收發器
10.3.4 端點
10.3.5 傳輸類型
10.3.6 中斷
10.4 邏輯傳輸模式
10.4.1 非DMA訪問
10.4.2 手工DMA訪問
10.4.3 控制端點的邏輯傳輸
10.5 PS/2和CMOS I/O模式
10.6 USB模組寄存器清單
10.7 USB人體學輸入裝置的實現
10.7.1 人體周邊設備的原理
10.7.2 創建和配置工程
10.7.3 編寫軟體程式
10.7.4 程式設計及調試

第11章 通用數字塊UDB
11.1 通用數字塊概述
11.2 UDB模組結構
11.2.1 PLD模組結構及巨集單元
11.2.2 資料通道模組
11.2.3 狀態和控制模組
11.3 交通燈控制電路的設計與實現
11.3.1 交通燈設計原理
11.3.2 交通燈控制電路的設計
11.3.3 引腳分配
11.3.4 設計下載與測試
11.4 靜態時序分析

第12章 類比前端模組
12.1 模擬比較器
12.1.1 輸入和輸出介面
12.1.2 LUT
12.2 運算放大器模組
12.3 可程式設計SC/CT模組
12.3.1 單純的放大器
12.3.2 單位增益
12.3.3 可程式設計增益放大器
12.3.4 互阻放大器
12.3.5 連續時間混頻器
12.3.6 採樣混頻器
12.3.7 Δ-Σ調製器
12.3.8 跟蹤和保持放大器
12.4 精密參考源
12.5 基於混頻器的精確整流實現
12.5.1 整流器設計原理
12.5.2 創建和配置工程
12.5.3 編寫軟體程式
12.5.4 程式設計及調試

第13章 ADC和DAC模組
13.1 Δ-ΣADC模組
13.1.1 Δ-ΣADC模組概述
13.1.2 Δ-ΣADC結構
13.1.3 Δ-Σ ADC操作模式
13.2 SAR ADC模組
13.2.1 SAR ADC模組概述
13.2.2 SAR ADC模組的工作原理
13.3 DAC模組
13.4 基於SAR ADC的數位電壓表實現
13.4.1 創建和配置工程
13.4.2 編寫軟體程式
13.4.3 程式設計及調試
13.5 基於Δ-Σ ADC的數位電壓表實現
13.5.1 創建和配置工程
13.5.2 編寫軟體程式
13.5.3 程式設計及調試
13.6 IDAC值顯示的實現
13.6.1 創建和配置工程
13.6.2 編寫軟體程式
13.6.3 程式設計及調試

第14章 電容感應模組
14.1 電容感應模組的結構
14.2 電容感應Δ-Σ演算法
14.3 電容感應觸摸的實現
14.3.1 創建和配置工程
14.3.2 編寫軟體程式
14.3.3 程式設計及調試

第15章 數位濾波器模組
15.1 數位濾波器模組概述
15.2 數位濾波器模組結構
15.2.1 控制器
15.2.2 FSM RAM
15.2.3 資料通道
15.2.4 位址計算單元
15.2.5 匯流排界面和寄存器描述
15.3 基於DFB的數位濾波器實現
15.3.1 系統結構概述
15.3.2 元件參數配置
15.3.3 DMA配置嚮導
15.3.4 編寫軟體程式
15.3.5 程式設計及調試

第16章 μC-OS/III作業系統
16.1 μC-OS/III作業系統概述
16.1.1 作業系統的作用
16.1.2 μC-OS/III作業系統內核特徵
16.1.3 μC/OS-III作業系統檔的結構
16.1.4 μC/OS-III作業系統應用程式結構分析
16.2 μC-OS/III作業系統內核及功能
16.2.1 單任務和多工處理
16.2.2 臨界區
16.2.3 任務管理
16.2.4 準備列表
16.2.5 調度
16.2.6 上下文切換
16.2.7 中斷管理
16.2.8 等待列表
16.2.9 時間管理
16.2.10 計時器管理
16.2.11 資源管理
16.2.12 消息傳遞
16.2.13 多個物件等待處理
16.2.14 記憶體管理
16.3 PSoC5硬體系統的構建
16.4 添加中斷代碼到ISR中
16.4.1 添加中斷代碼到ProbeUART_TxISR.c中
16.4.2 添加中斷代碼到ProbeUART_RxISR.c中
16.5 配置引腳
16.6 運行設計
16.7 啟動μC/Probe工具
參考文獻

ARM Cortex-M處理器是一系列可向上相容的高能效、易於使用的處理器，這些處理器旨在幫助開發人員滿足嵌入式應用的需要，主要包括以更低的成本提供更多功能、不斷增加連接、改善代碼重用和提高能效。

ARM Cortex-M處理器已成為全球微控制器標準，許可給40個以上的ARM合作夥伴。Cypress公司將ARM的Cortex-M3處理器集成在其PSoC5器件內，為客戶提供了基於ARM處理器的單片系統解決方案，這種解決方案提高了設計的可能性，縮短了系統設計週期，降低了設計成本，極大地滿足了市場對產品競爭力的要求。通過Cortex-M3強大的處理能力，充分發揮PSoC器件內的數模混合陣列的性能。

何賓老師的《Cortex-M3可程式設計片上系統原理及應用》通過對PSoC5器件相關內容的詳細介紹，系統介紹了Cortex-M3 CPU處理器的結構、Cortex-M3 CPU處理器的指令集、Cortex-M3程式設計和調試介面、Cortex-M3和外設的介面以及基於Cortex-M3的·C-OS Ⅲ作業系統等內容，並且通過相關的設計實例，介紹了基於ARM Cortex-M3 CPU的嵌入式系統的開發流程。

相信該書的出版，會對國內從事Cortex-M系統處理器應用的廣大讀者有所借鑒，並且通過PSoC5這一單片系統設計平臺，熟練地掌握基於Cortex-M3的嵌入式系統的設計流程和實現方法。

ARM中國區大學計畫經理 時昕
2012年7月