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| 內容簡介： |
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本书以TI公司C2000系列TMS320F28027PT微控制器为载体，介绍微控制器的基本原理和应用方法。本书以学生认知过程为导向组织内容，从简单到复杂，从模块到系统，按照项目驱动的思路展开教学，着重培养学生的实践应用能力。全书共14章，分为3部分：第1部分（第1～4章）为系统平台模块，介绍嵌入式系统定义、开发板硬件平台、嵌入式C语言、软件架构和CCS集成开发环境；第2部分（第5～13章）为基本外设模块，分别介绍TMS320F28027PT的*常用外设模块，包括GPIO、中断、定时器、eCAP、ePWM、ADC、SCI、SPI、I2C等，每个模块先介绍通用知识，再介绍TMS320F28027PT相应模块的工作原理、寄存器驱动函数、软件思维导图和应用实例；第3部分（第14章）为综合案例，介绍C2000系列微控制器在电力电子控制系统中的应用，为后续从事微控制器系统的复杂工程设计奠定基础。本书可作为普通高校电气工程、自动化等专业本科生或研究生的教材，也可供从事电力电子、机电一体化、自动控制等系统开发的工程技术人员参考。
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| 目錄：
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前言电子资源一览表第1章嵌入式系统概述11.1嵌入式系统简介11.1.1什么是嵌入式系统11.1.2嵌入式系统和通用计算机系统的比较11.1.3嵌入式系统的特点21.1.4嵌入式系统的分类31.2MCU简介51.2.1MCU的基本组成51.2.2MCU的特点71.2.3MCU的发展71.2.4MCU的应用71.3TI C2000系列实时微控制器81.3.1C2000系列实时微控制器简介81.3.2芯片命名规则91.3.3芯片特性91.3.4芯片封装12思考与练习13第2章C2000系列微控制器及硬件平台142.1MCU硬件资源142.1.1资源概览142.1.2引脚说明152.2MCU硬件功能概述192.3内存映射232.4时钟272.5看门狗电路292.6低功耗模式302.7片内电压调节器/欠电压复位/上电复位312.8硬件平台322.8.1MCU小系统322.8.2LaunchPad实验板32思考与练习36第3章微控制器程序设计基础383.1编程语言383.2汇编语言简介403.2.1TMS320C28x汇编指令403.2.2CPU 执行指令的过程413.3嵌入式C语言简介433.3.1数据及其处理433.3.2程序流控制463.3.3函数493.3.4构造型数据类型503.3.5指针523.3.6编译预处理533.3.7C28x IQ数学库介绍543.4软件开发工具概述57思考与练习59第4章软件架构与CCS集成开发环境604.1寄存器的C语言访问604.1.1了解GPIO寄存器604.1.2使用结构体指针操作寄存器624.2软件架构644.2.1MCU模块层——固件函数库654.2.2用户模块层664.2.3应用层674.2.4主程序层674.3文件管理684.4CCS集成开发环境774.4.1CCS安装注意事项774.4.2创建工作区774.4.3导入项目和编译项目784.4.4仿真调试824.5CMD文件834.5.1COFF格式和段的概念834.5.2CMD文件简介854.6软件的启动引导过程894.7将函数从Flash复制到RAM运行91思考与练习92第5章通用输入输出口935.1GPIO的基础知识935.1.1GPIO输出驱动器935.1.2GPIO输入驱动器955.1.3GPIO引脚管理965.2C2000的GPIO模块965.2.1GPIO概述965.2.2GPIO内部结构975.2.3GPIO功能描述975.2.4GPIO输入滤波985.3GPIO的软件架构995.3.1寄存器及驱动函数995.3.2软件思维导图1025.4应用实例——“我的灯，我做主”103思考与练习106第6章中断系统1076.1中断的基础知识1076.1.1什么是中断1076.1.2中断的名词术语1086.1.3中断处理过程1086.2C2000的中断系统1096.2.1中断系统概述1096.2.2PIE内部结构1116.3中断系统的软件架构1216.3.1寄存器及驱动函数1216.3.2软件思维导图1236.4应用实例——“等待触发，轻松应对”124思考与练习128第7章CPU定时器1297.1定时器的基础知识1297.2C2000的定时器1307.2.1定时器概述1307.2.2定时器内部结构1307.2.3定时器功能描述1317.3定时器的软件架构1317.3.1寄存器及驱动函数1317.3.2软件思维导图1327.4应用实例——“我的时间准”133思考与练习135第8章增强型捕获模块1378.1捕获模块的基础知识1378.2C2000的eCAP1388.2.1eCAP概述1388.2.2eCAP内部结构1388.2.3eCAP功能描述1388.3eCAP的软件架构1428.3.1寄存器及驱动函数1428.3.2软件思维导图1438.4应用实例——“捕捉瞬息万变”144思考与练习147第9章增强型脉宽调制模块1489.1PWM的基础知识1489.1.1PWM概述1489.1.2PWM信号的产生1489.2C2000的ePWM1499.2.1ePWM概述1499.2.2时基（TB）子模块1509.2.3计数比较（CC）子模块1559.2.4动作限定（AQ）子模块1579.2.5死区（DB）子模块1629.2.6PWM斩波（PC）子模块1659.2.7故障联防（TZ）子模块1689.2.8事件触发与中断管理（ET）子模块1699.2.9软件思维导图1739.3应用实例——“PWM，时间宠儿”175思考与练习177第10章模/数转换器17910.1ADC的基础知识17910.1.1ADC转换步骤17910.1.2ADC主要性能参数18010.1.3ADC主要类型18110.1.4ADC工作流程18210.1.5ADC应用注意事项18210.2C2000的ADC模块18310.2.1ADC概述18310.2.2ADC功能框图18310.2.3ADC功能描述18410.3ADC的软件架构19310.3.1寄存器及驱动函数19310.3.2软件思维导图19410.4应用实例——“模拟数字两个世界”196思考与练习199第11章串行通信接口20011.1串行通信的基础知识20011.1.1串行通信与并行通信20011.1.2数据位的表示20111.1.3异步串行通信的帧格式20111.1.4串行通信的波特率20211.1.5奇偶校验20211.1.6串行通信的传输方式20211.1.7RS-232串口20311.2C2000的SCI模块20311.2.1SCI概述20311.2.2SCI内部结构20411.2.3SCI功能描述20411.2.4SCI多机通信模式21011.3SCI的软件架构21211.3.1寄存器及驱动函数21211.3.2软件思维导图21311.4应用实例——“一定要把数据送出去”215思考与练习220第12章串行外设接口22112.1SPI的基础知识22112.1.1SPI总线接口22112.1.2SPI的工作原理22212.2C2000的SPI模块22312.2.1SPI概述22312.2.2SPI内部结构22412.2.3SPI功能描述22412.3SPI的软件架构23012.3.1寄存器及驱动函数23012.3.2软件思
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从大学学生时期接触MCS51单片机开始，在学习单片机、使用单片机进行科研工作期间，编者研读了不少优秀的单片机教材和芯片参考手册。近十几年来一直从事单片机的教学工作，时常参加单片机大学计划教学研讨会，聆听了同行们的新教学理念和新想法，因此就有了撰写本书的最初计划。单片机芯片种类繁多，包括MCS51、摩托罗拉、英飞凌、瑞萨、德州仪器等厂家的单片机，以及最近的ARM系列。编程语言从汇编语言到现在的C语言，芯片内部存储资源不断丰富，C语言的结构化，表明单片机已进入工具化的时代。从2014年起，编者在福州大学自动化专业进行试点，弱化硬件寄存器的讲授，引入软件工程理念，重新构建软件架构，从原理转向应用。理论上任何一种型号的单片机都可以作为案例来讲授这种新观念。本书选用TI公司的TMS320F28027为研究对象，原因有以下两方面：其一，2002年编者涉足电力电子系统的数字化研究工作，对TI公司不同时期的C2000系列MCU芯片，诸如240、2407、2812、28335、28377D等，都有较好的项目应用经验；其二，得益于TI公司中国大学计划，基于他们无偿提供的几百套LaunchPad开发板，我们建立了移动的单片机实验室。本书选择F28027为脚本，借助它来阐述外设模块的工作原理，读者要跳出这个局限，真正去读懂并领会软件的架构，才是本书真正的“用”意。简单回忆一下以F28027为脚本的教学历程。2012年，编者开始在电气工程及其自动化专业针对大四学生开设F28027的选修课，参考教材是英文版芯片手册，为学生提供LaunchPad 28027作为实验器材。2014年，“嵌入式系统原理”课程，成为自动化专业学生的专业基础课，2017年该课程更名为“单片机原理及应用”，授课的内容没有变化。为了配合课程建设，课题组在福州大学课程中心建立了“嵌入式系统原理”网络课程，课程的讲稿发布于网络课程上。2014年，编者把课程教案整理汇编成为“嵌入式系统技术基础与实践”，各种原因导致未正式出版。2019年，我们在中国大学MOOC平台上开设了“嵌入式系统原理”课程，自编内容作为线上课程的文本资源。本书成稿时增补了不少内容，如软件思维导图和综合案例介绍等。需要特别说明的是，本书中不管是单片机系统还是嵌入式系统，都是指微控制器（MCU）。本书提出了一种统一的软件和硬件架构。现有的嵌入式系统课程大多数在外设模块教学时是孤立的，只注重外设模块的功能。该架构设置软件接口实现对外设模块的平行化，不管是功能复杂还是功能简单的外设模块，都是一样的模式。在软件架构上，基于编者多年的教学实践，本书提出了四层架构模型，即主程序层、应用模块层、用户模块层、MCU驱动模块层。该软件架构的特点是上层可以调用下层的模块函数，同一层模块不能互相调用，从而利用分层技术实现软件的“高内聚，低耦合”这一软件工程思想，实现了软件开发和维护的高度灵活性，以及功能模块的复用度。使用本书时，可以选用德州仪器公司开发的LaunchPad口袋实验室。该口袋实验室集成了编程器、仿真器、28027运行系统、按键和LED显示，功能简单够用，具有小型化和低成本化的特点，可以很好地解决嵌入式类课程的实践问题。借助口袋实验室，学生不需要进入实验室就可以进行实验，打破了传统实验室使用的空间限制，为泛在学习的实践活动提供技术保障。福州大学科华恒盛电力电子研究中心的研究生陈伟东、雷文浩、石安邦、詹铭松、谢鸿彪、林俊腾、杨富阳、廖淑滢、梁鑫钊、张家翔、龚兴阳和沈明杰等参与了本书的资料整理、硬件设计和代码验证等工作。本书编写过程中，还得到了TI中国大学计划的鼎力支持，在此向他们表示衷心的感谢！由于时间仓促和水平有限，虽尽力完善，但书中难免有疏漏和不足之处，恳请读者批评指正，以便持续改进。编者
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