ARM Cortex-M0权威指南

Author： Joseph Yiu著;吴常玉 魏军 译

Publishers： 清华大学出版社

Publishing year： 2013

ISBN： 9787302330042

Subject： [TP332.3 控制器、控制台]

Language： CHS

Introduction

本书系统论述ARM Cortex-M0处理器及其编程的图书。本书既有ARMCortex-M0处理器内核、体系结构及其应用的详尽论述，也有指令集、编译器、软件开发的基本论述，甚至也涵盖如何定位程序代码中的错误和软件移植等方面的知识。

Chapter

  • 封面

  • 扉页

  • 版权页

  • 译者序

  • 推荐序

  • 前言

  • 致谢

  • 本书约定

  • 缩写术语

  • 目录

  • 第1章 绪论

  • 1.1 为什么要选择Cortex-M0

  • 1.1.1 能耗效率

  • 1.1.2 代码密度

  • 1.1.3 易于使用

  • 1.2 Cortex-M0处理器的应用

  • 1.3 ARM和ARM处理器的背景

  • 1.4 Cortex-M0处理器说明和ARM体系结构

  • 1.5 ARM处理器和ARM生态系统

  • 1.6 开始使用Cortex-M0处理器

  • 1.7 本书的结构和资源

  • 第2章 Cortex-M0技术综述

  • 2.1 Cortex-M0处理器简介

  • 2.2 ARM Cortex-M0处理器的特性

  • 2.2.1 系统特性

  • 2.2.2 应用特性

  • 2.2.3 调试特性

  • 2.2.4 其他特性

  • 2.3 Cortex-M0处理器的优势

  • 2.3.1 能耗效率

  • 2.3.2 8位和16位架构的局限性

  • 2.3.3 易于使用，软件可移植

  • 2.3.4 选择多样化

  • 2.4 低功耗应用

  • 2.4.1 门数量低

  • 2.4.2 高效率

  • 2.4.3 低功耗特性

  • 2.4.4 逻辑单元提升

  • 2.5 Cortex-M0的软件可移植性

  • 第3章 体系结构

  • 3.1 概述

  • 3.2 系统模型

  • 3.2.1 操作模式和状态

  • 3.2.2 寄存器和特殊寄存器

  • 3.2.3 R0-R12

  • 3.2.4 R13，栈指针（SP）

  • 3.2.5 R14，链接寄存器（LR）

  • 3.2.6 R15，程序计数器（PC）

  • 3.2.7 xPSR，组合程序状态寄存器

  • 3.2.8 应用程序状态寄存器（APSR）的行为

  • 3.2.9 PRIMASK：中断屏蔽特殊寄存器

  • 3.2.10 CONTROL：特殊寄存器

  • 3.3 存储器系统

  • 3.4 栈空间操作

  • 3.5 异常和中断

  • 3.6 嵌套向量中断控制器（NVIC）

  • 3.6.1 灵活的中断管理

  • 3.6.2 支持嵌套中断

  • 3.6.3 向量化的异常入口

  • 3.6.4 中断屏蔽

  • 3.7 系统控制块（SCB）

  • 调试系统

  • 3.8 程序映像和启动流程

  • 第4章 Cortex-M0编程入门

  • 4.1 嵌入式系统编程入门

  • 4.1.1 微控制器是如何启动的

  • 4.1.2 嵌入式程序设计

  • 4.2 输入和输出

  • 4.3 开发流程

  • 4.4 C编程和汇编编程

  • 4.5 什么是程序映像

  • 4.5.1 向量表

  • 4.5.2 C启动代码

  • 4.5.3 程序代码

  • 4.5.4 C库代码

  • 4.5.5 RAM中的数据

  • 4.6 C编程：数据类型

  • 4.7 用C语言操作外设

  • 4.8 Cortex微控制器软件接口标准（CMSIS）

  • 4.8.1 CMSIS介绍

  • 4.8.2 CMSIS中有什么是标准化的

  • 4.8.3 CMSIS的组织结构

  • 4.8.4 使用CMSIS

  • 4.9 CMSIS的优势

  • 第5章 指令集

  • 5.1 ARM和Thumb指令集的背景

  • 5.2 汇编基础

  • 5.2.1 汇编语法一览

  • 5.2.2 后缀的使用

  • 5.2.3 Thumb代码和统一汇编语言（UAL）

  • 5.2.4 指令列表

  • 5.2.5 处理器内移动数据

  • 5.2.6 存储器访问

  • 5.2.7 栈空间访问

  • 5.2.8 算术运算

  • 5.2.9 逻辑运算

  • 5.2.10 移位和循环操作

  • 5.2.11 展开和顺序反转操作

  • 5.2.12 程序流控制

  • 5.2.13 存储器屏障指令

  • 5.2.14 异常相关指令

  • 5.2.15 休眠模式特性相关指令

  • 5.2.16 其他指令

  • 5.3 伪指令

  • 第6章 指令集使用实例

  • 6.1 概述

  • 6.2 程序控制

  • 6.2.1 If-Else

  • 6.2.2 循环

  • 6.2.3 进一步了解跳转指令

  • 6.2.4 跳转条件的典型用法

  • 6.2.5 函数调用和函数返回

  • 6.2.6 跳转表

  • 6.3 数据访问

  • 6.3.1 简单数据访问

  • 6.3.2 使用存储器访问指令的例子

  • 6.4 数据类型转换

  • 6.4.1 数据大小的转换

  • 6.4.2 大小端转换

  • 6.5 数据处理

  • 6.5.1 64位/128位加法

  • 6.5.2 64位/128位减法

  • 6.5.3 整数除法

  • 6.5.4 无符号整数开方根

  • 6.5.5位和位域运算

  • 第7章 存储器系统

  • 7.1 概述

  • 7.2 存储器映射

  • 7.3 程序存储器，Boot Loader和存储器重映射

  • 7.4 数据存储器

  • 7.5 支持小端和大端

  • 7.5.1 数据类型

  • 7.5.2 硬件行为对编程的影响

  • 7.5.3 数据对齐

  • 7.5.4 访问非法地址

  • 7.5.5 多寄存器加载和存储指令的使用

  • 7.6 存储器属性

  • 第8章 异常和中断

  • 8.1 什么是异常和中断

  • 8.2 Cortex-M0处理器的异常类型

  • 8.2.1 不可屏蔽中断（NMI）

  • 8.2.2 硬件错误

  • 8.2.3 SVC（请求管理调用）

  • 8.2.4 PendSV（可挂起的系统调用）

  • 8.2.5 系统节拍

  • 8.2.6 中断

  • 8.3 异常优先级定义

  • 8.4 向量表

  • 8.5 异常流程概述

  • 8.5.1 接受异常请求

  • 8.5.2 压栈和出栈

  • 8.5.3 异常返回指令

  • 8.5.4 末尾连锁

  • 8.5.5 延迟到达

  • 8.6 EXC_RETURN

  • 8.7 异常入口流程的细节

  • 8.7.1 压栈

  • 8.7.2 取出向量并更新PC

  • 8.7.3 寄存器更新

  • 8.8 异常退出流程的细节

  • 8.8.1 寄存器出栈

  • 8.8.2 从返回地址取值并执行

  • 第9章 中断控制和系统控制

  • 9.1 NVIC和系统控制块特性

  • 9.2 中断使能和清除使能

  • 9.3 中断挂起和清除挂起

  • 9.4 中断优先级

  • 9.5 中断控制的通用汇编代码

  • 9.5.1 使能和禁止中断

  • 9.5.2 设置和清除中断挂起状态

  • 9.5.3 设置中断优先级

  • 9.6 异常屏蔽寄存器（PRIMASK）

  • 9.7 中断输入和挂起行为

  • 简单的中断处理

  • 9.8 中断等待

  • 9.9 系统异常的控制寄存器

  • 9.10 系统控制寄存器

  • 9.10.1 CPU ID基址寄存器

  • 9.10.2 应用中断和复位控制寄存器

  • 9.10.3 配置和控制寄存器

  • 第10章 支持操作系统的特性

  • 10.1 支持操作系统的特性概述

  • 为什么要使用嵌入式操作系统

  • 10.2 SysTick定时器

  • 10.3 SysTick寄存器

  • 10.3.1 设置SysTick

  • 10.3.2 SysTick用于时间测量

  • 10.4 进程栈和进程栈指针

  • 10.5 SVC

  • 10.6 PendSV

  • 第11章 低功耗特性

  • 11.1 低功耗嵌入式系统概述

  • 11.2 Cortex-M0处理器的低功耗优势

  • 11.3 低功耗特性概述

  • 11.4 休眠模式

  • 11.5 等待事件（WFE）和等待中断（WFI）

  • 11.5.1 等待事件（WFE）

  • 11.5.2 等待中断（WFI）

  • 11.5.3 唤醒条件

  • 11.6 退出休眠特性

  • 11.7 唤醒中断控制器

  • 第12章 错误处理

  • 12.1 错误异常概述

  • 错误是怎么发生的

  • 12.2 分析错误

  • 12.3 意外切换至ARM状态

  • 12.4 实际应用中的错误处理

  • 12.5 锁定

  • 12.5.1 锁定的原因

  • 12.5.2 锁定期间发生了什么

  • 12.6 防止锁定

  • 第13章 调试特性

  • 13.1 软件开发和调试特性

  • 13.2 调试特性一览

  • 13.3 调试接口

  • 13.4 暂停模式和调试事件

  • 13.5 调试系统

  • 第14章 Keil MDK入门

  • 14.1 Keil MDK介绍

  • 14.2 使用Keil MDK的第一步

  • 14.2.1 创建Blinky工程

  • 14.2.2 创建工程代码

  • 14.2.3 工程设置

  • 14.2.4 编译和建立程序

  • 14.2.5 使用调试器

  • 14.3 其他的工程配置

  • 14.3.1 目标，源文件组

  • 14.3.2 编译器和代码生成选项

  • 14.3.3 模拟器

  • 14.3.4 在RAM中运行

  • 14.4 定制Keil中的启动代码

  • 14.5 使用Keil中的分散加载特性

  • 第15章 简单应用程序开发

  • 15.1 使用CMSIS

  • 15.2 将SysTick用作单发定时器

  • 15.3 UART示例

  • 15.3.1 简单的输入和输出

  • 15.3.2 重定向

  • 15.3.3 开发自己的输入和输出函数

  • 15.4 简单中断编程

  • 15.4.1 中断编程概述

  • 15.4.2 度盘控制接口实例

  • 15.4.3 中断控制函数

  • 15.5 CMSIS的不同版本

  • 第16章 汇编工程和C与汇编混合工程

  • 16.1 用汇编开发工程

  • 16.2 汇编编程的建议规则

  • 16.3 汇编函数的结构

  • 16.4 简单的汇编工程实例

  • 16.5 为变量分配数据空间

  • 16.6 用汇编实现UART

  • 16.7 其他的文字输出函数

  • 复杂的跳转处理

  • 16.8 混合语言工程

  • 16.8.1 在汇编中调用C函数

  • 16.8.2 在C代码中调用汇编函数

  • 16.9 嵌入汇编

  • 16.10 使用特殊指令

  • 16.11 习语识别

  • 第17章 在编程中使用低功耗特性

  • 17.1 概述

  • 17.2 Cortex-M0处理器的休眠模式回顾

  • 17.3 在程序中使用WFE和WFI

  • 17.4 使用挂起发送事件特性

  • 17.5 使用退出休眠特性

  • 17.6 唤醒中断控制器（WIC）特性

  • 17.7 事件通信接口

  • 17.8 开发低功耗应用程序

  • 17.9 LPC111x的低功耗特性使用示例

  • 第18章 使用SVC、PendSV和Keil RTX Kernel

  • 18.1 概述

  • 18.2 使用SVC异常

  • 18.3 使用PendSV异常

  • 18.4 使用嵌入式OS

  • 18.5 Keil RTX实时内核

  • 18.6 OS启动流程

  • 18.6.1 简单的OS实例

  • 18.6.2 任务间通信

  • 18.6.3 事件通信

  • 18.6.4 互斥体

  • 18.6.5 信号量

  • 18.6.6 信箱消息

  • 18.6.7 周期时间间隔

  • 18.6.8 其他的RTX特性

  • 18.6.9 应用程序实例

  • 第19章 ARM RealView开发组件入门

  • 19.1 概述

  • 19.2 简单的应用程序实例

  • 19.3 使用分散加载文件

  • 19.4 用C实现的含有向量表的实例

  • 19.5 在RVDS中使用MicroLIB

  • 19.6 在RVDS中使用汇编进行应用程序开发

  • 19.7 Flash编程

  • 19.8 使用RealView调试器进行调试

  • 19.9 使用RealView调试器的串行线调试

  • 19.10 RVDS中的重定向

  • 第20章 GNU C编译器入门

  • 20.1 概述

  • 20.2 典型的开发流程

  • 20.3 简单的C程序开发

  • 20.4 CodeSourcery通用启动代码

  • 20.5 使用用户定义的向量表

  • 20.6 在gcc中使用Printf

  • 20.7 内联汇编

  • 20.8 gcc中的SVC实例

  • 20.9 硬件错误异常实例

  • 20.10 Flash编程和调试

  • 第21章 软件移植

  • 21.1 概述

  • 21.2 ARM处理器

  • 21.3 ARM7TDMI和Cortex-M0之间的差异

  • 21.3.1 操作模式

  • 21.3.2 寄存器

  • 21.3.3 指令集

  • 21.3.4 中断

  • 21.4 从ARM7TDMI向Cortex-M0移植软件

  • 21.4.1 启动代码和向量表

  • 21.4.2 中断

  • 21.4.3 C程序代码

  • 21.4.4 汇编代码

  • 21.4.5 原子操作

  • 21.4.6 优化

  • 21.5 Cortex-M1和Cortex-M0之间的差异

  • 21.5.1 指令集

  • 21.5.2 NVIC

  • 21.5.3 系统级特性

  • 21.6 在Cortex-M0和Cortex-M1之间移植软件

  • 21.7 Cortex-M3和Cortex-M0之间的差异

  • 21.7.1 系统模型

  • 21.7.2 NVIC和异常

  • 21.7.3 指令集

  • 21.7.4 系统级特性

  • 21.7.5 调试特性

  • 21.8 在Cortex-M0和Cortex-M3之间移植软件

  • 21.9 在Cortex-M0和Cortex-M4处理器之间移植软件

  • 21.10 从8位机/16位机往Cortex-M0移植程序

  • 21.10.1 通用改动

  • 21.10.2 存储器需求

  • 21.10.3 8位机和16位机不再适用的优化

  • 21.10.4 实例：从8051移植到ARM Cortex-M0

  • 第22章 Cortex-M0产品

  • 22.1 概述

  • 22.2 微控制器产品和专用标准产品（ASSP）

  • 22.2.1 NXP Cortex-M0微控制器

  • 22.2.2 NuMicro微控制器

  • 22.2.3 Mocha-1 ARM Cortex-M0可配置阵列

  • 22.2.4 Melfas MCS-7000系列触摸屏控制器

  • 22.3 编译器和软件开发组件

  • 22.3.1 Keil微控制器开发套件（MDK）

  • 22.3.2 TASKING VX-Toolset for ARM

  • 22.3.3 IAR Embedded Workbench for ARM

  • 22.3.4 CrossWorks for ARM

  • 22.3.5 Red Suite

  • 22.3.6 LabVIEW C代码生成器

  • 22.4 开发板

  • 22.4.1 LPCXpresso

  • 22.4.2 IAR的LPC1114入门套件

  • 22.4.3 LPC1114Cortex-M0模块

  • 22.4.4 Keil Cortex-M0开发板

  • 附录A Cortex-M0指令集

  • 附录B Cortex-M0异常类型快速参考

  • B.1 异常类型

  • B.2 异常压栈后的栈内容

  • 附录C 软件接口标准（CMSIS）快速参考

  • C.1 数据类型

  • C.2 异常枚举

  • C.3 NVIC操作函数

  • C.4 系统和SysTick操作函数

  • C.5 内核寄存器操作函数

  • C.6 特殊指令操作函数

  • 附录D NVIC、SCB以及SysTick寄存器快速参考

  • D.1 NVIC寄存器一览

  • D.2 中断设置使能寄存器（NVIC－＞ISER）

  • D.3 中断清除使能寄存器（NVIC－＞ICER）

  • D.4 中断设置挂起寄存器（NVIC－＞ISPR）

  • D.5 中断清除挂起寄存器（NVIC－＞ICPR）

  • D.6 中断优先级寄存器（NVIC－＞IRP[0]到NVIC－＞IRP[7]）

  • D.7 SCB寄存器一览

  • D.8 CPU ID基地址寄存器（SCB－＞CPUID）

  • D.9 中断控制状态寄存器（SCB－＞ICSR）

  • D.10 应用中断和控制状态寄存器（SCB－＞AIRCR）

  • D.11 系统控制寄存器（SCB－＞SCR）

  • D.12 配置控制寄存器（SCB－＞CCR）

  • D.13 系统处理优先级寄存器2（SCB－＞SHR[0]）

  • D.14 系统处理优先级寄存器3（SCB－＞SHR[1]）

  • D.15 系统处理控制和状态寄存器

  • D.16 SysTick寄存器一览

  • D.17 SysTick控制和状态寄存器（SysTick－＞CTRL）

  • D.18 SysTick重装载值寄存器（SysTick－＞LOAD）

  • D.19 SysTick当前值寄存器（SysTick－＞VAL）

  • D.20 SysTick校准值寄存器（SysTick－＞CALIB）

  • 附录E 调试寄存器快速参考

  • E.1 概述

  • E.2 内核调试寄存器

  • E.3 断点单元

  • E.4 数据监视点单元

  • E.5 ROM表寄存器

  • 附录F 调试接头分配

  • F.1 10针Cortex调试连接头

  • F.2 20针Cortex调试++ETM接头

  • F.3 老式的20针IDC接头排列

  • 附录G CodeSourcery G++Lite的链接器脚本

  • 附录H 实例代码文件

  • H.1 system_LPC11xx.c

  • H.2 system_LPC11xx.h

  • H.3 LPC11xx.hs

  • H.4 uart_test.s

  • H.5 RTX_config.c

  • 附录I 疑难解答

  • I.1 程序不运行/启动

  • I.1.1 向量表丢失或位置错误

  • I.1.2 使用了错误的C启动代码

  • I.1.3 复位向量中的值错误

  • I.1.4 程序映像没有正确地编程到Flash中

  • I.1.5 错误的工具链配置

  • I.1.6 错误的栈指针初始值

  • I.1.7 错误的大小端设置

  • I.2 程序启动，却进入了硬件错误

  • I.2.1 非法存储器访问

  • I.2.2 非对齐数据访问

  • I.2.3 从总线返回错误

  • I.2.4 异常处理中的栈被破坏

  • I.2.5 程序在某些C函数中崩溃

  • I.2.6 意外地试图切换至ARM状态

  • I.2.7 在错误的优先级上执行SVC

  • I.3 休眠问题

  • I.3.1 执行WFE不进入休眠

  • I.3.2 退出休眠过早地引起休眠

  • I.3.3 中断已经在挂起态时SEVONPEND不工作

  • I.3.4 由于休眠模式可能禁止了某些时钟，处理器无法唤醒

  • I.3.5 竞态

  • I.4 中断问题

  • I.4.1 执行了多余的中断处理

  • I.4.2 执行了额外的SysTick处理

  • I.4.3 在中断处理中禁止中断

  • I.4.4 错误的中断返回指令

  • I.4.5 异常优先级设置的数值

  • I.5 其他问题

  • I.5.1 错误的SVC参数传递方法

  • I.5.2 调试连接受到I/O设置或低功耗模式的影响

  • I.5.3 调试协议选择

  • I.5.4 使用事件输出作为脉冲I/O

  • 附录J 实用参考文档

    • 服务邮箱： whx@cnpiec.com.cn

    联系电话：010-65063046；65001305

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