可重構(gòu)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：基于Cypress PSoC4 BLE智能互聯(lián)平臺(tái)

目 錄
第1章 可重構(gòu)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)論\t1
1．1 可重構(gòu)嵌入式系統(tǒng)的背景和優(yōu)勢(shì)\t1
1．1．1 傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)構(gòu)建方法\t1
1．1．2 可重構(gòu)嵌入式系統(tǒng)構(gòu)建方法\t2
1．1．3 PSoC性能比MCU更優(yōu)越\t4
1．2 可重構(gòu)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重用\t5
1．3 PSoC4 BLE的結(jié)構(gòu)及功能\t6
1．4 PSoC4 BLE設(shè)計(jì)流程\t9
1．4．1 硬件設(shè)計(jì)流程\t9
1．4．2 軟件設(shè)計(jì)流程\t10
1．5 PSoC4 BLE的硬件連接\t11
第2章 可重構(gòu)嵌入式系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)流程\t13
2．1 軟件的下載和安裝\t13
2．2 建立新的設(shè)計(jì)工程\t16
2．3 在原理圖中添加嵌入式硬件設(shè)計(jì)\t18
2．3．1 在原理圖中添加數(shù)字輸出端口\t18
2．3．2 在原理圖中添加片外外設(shè)注解\t19
2．3．3 對(duì)硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行處理\t24
2．3．4 查看分配的引腳位置\t25
2．4 為嵌入式硬件開發(fā)軟件應(yīng)用\t26
2．5 下載設(shè)計(jì)到目標(biāo)系統(tǒng)\t27
第3章 Cortex-M0 CPU結(jié)構(gòu)\t28
3．1 ARM處理器類型\t28
3．2 Cortex-M系列處理器概述\t29
3．2．1 Cortex-M系列處理器的特點(diǎn)\t29
3．2．2 Cortex-M系列處理器的性能參數(shù)\t29
3．3 Cortex-M0處理器的性能和結(jié)構(gòu)\t30
3．3．1 Cortex-M0處理器的性能\t30
3．3．2 Cortex-M0處理器的結(jié)構(gòu)\t31
3．4 Cortex-M0處理器的寄存器組\t33
3．4．1 通用寄存器\t33
3．4．2 堆棧指針\t34
3．4．3 程序計(jì)數(shù)器\t34
3．4．4 鏈接寄存器\t34
3．4．5 組合程序狀態(tài)寄存器\t35
3．4．6 中斷屏蔽特殊寄存器\t36
3．4．7 特殊寄存器\t36
3．5 Cortex-M0存儲(chǔ)器空間映射\t37
3．6 Cortex-M0程序鏡像原理及生成方法\t39
3．7 Cortex-M0處理器的端及分配\t40
3．8 Cortex-M0處理器異常及處理\t41
3．8．1 異常處理\t41
3．8．2 異常優(yōu)先級(jí)\t41
3．8．3 向量表\t42
3．8．4 異常類型\t43
3．8．5 PSoC4中斷源\t44
3．8．6 PSoC4中斷觸發(fā)方式\t45
3．8．7 固定功能模塊和UDB的中斷布線\t46
第4章 Cortex-M0指令集\t48
4．1 Thumb指令集\t48
4．2 Cortex-M0匯編語(yǔ)言格式\t49
4．3 寄存器訪問指令：MOVE\t50
4．4 存儲(chǔ)器訪問指令：LOAD\t51
4．5 存儲(chǔ)器訪問指令：STORE\t54
4．6 多數(shù)據(jù)訪問指令：LDM和STM\t55
4．7 堆棧訪問指令：PUSH和POP\t56
4．8 算術(shù)運(yùn)算指令\t57
4．8．1 加法指令\t57
4．8．2 減法指令\t59
4．8．3 乘法指令\t60
4．8．4 比較指令\t60
4．9 邏輯操作指令\t61
4．10 移位操作指令\t62
4．10．1 右移指令\t62
4．10．2 左移指令\t64
4．11 反序操作指令\t65
4．12 擴(kuò)展操作指令\t66
4．13 程序流控制指令\t67
4．14 存儲(chǔ)器屏蔽指令\t68
4．15 異常相關(guān)指令\t69
4．16 休眠相關(guān)指令\t69
4．17 其他指令\t69
4．18 數(shù)據(jù)插入和對(duì)齊操作\t70
第5章 AHB-Lite總線結(jié)構(gòu)分析\t71
5．1 總線及分類\t71
5．1．1 總線的概念\t71
5．1．2 總線的分類\t71
5．2 ARM AMBA系統(tǒng)總線\t72
5．3 AMBA3 AHB-Lite總線\t73
5．3．1 AHB-Lite概述\t73
5．3．2 AHB-Lite總線操作\t73
5．4 AHB-Lite總線結(jié)構(gòu)\t74
5．4．1 全局信號(hào)\t75
5．4．2 AHB-Lite主設(shè)備接口\t75
5．4．3 AHB-Lite從設(shè)備接口\t77
5．4．4 地址譯碼器和多路選擇器\t78
5．5 AHB-Lite總線時(shí)序\t79
5．5．1 無(wú)等待基本讀傳輸\t80
5．5．2 有等待基本讀傳輸\t80
5．5．3 無(wú)等待基本寫傳輸\t81
5．5．4 有等待基本寫傳輸\t81
5．6 硬件實(shí)現(xiàn)\t82
第6章 Cortex-M0低功耗特性\t83
6．1 低功耗要求\t83
6．2 Cortex-M0低功耗特性及優(yōu)勢(shì)\t83
6．2．1 Cortex-M0低功耗特性概述\t83
6．2．2 Cortex-M0低功耗結(jié)構(gòu)\t84
6．3 Cortex-M0休眠模式\t84
6．4 喚醒中斷控制器\t86
6．5 降低功耗的其他方法\t87
6．6 PSoC4 BLE低功耗特性\t87
6．6．1 休眠模式\t88
6．6．2 深度休眠模式\t89
6．6．3 冬眠模式\t90
6．6．4 停止模式\t91
6．7 功耗降低技術(shù)\t91
6．7．1 關(guān)閉未使用的組件\t92
6．7．2 以較低速度運(yùn)行組件\t92
6．7．3 降低供電電壓\t92
6．7．4 使用PSoC器件控制電流路徑\t92
6．7．5 使用DMA傳輸數(shù)據(jù)\t93
6．8 其他功耗模式中需要注意的事項(xiàng)\t93
6．8．1 時(shí)鐘\t93
6．8．2 看門狗定時(shí)器\t94
6．8．3 GPIO\t95
6．8．4 深度休眠模式和冬眠模式下的電壓調(diào)節(jié)器\t96
6．8．5 調(diào)試接口\t96
第7章 Cortex-M0匯編語(yǔ)言編程基礎(chǔ)\t97
7．1 Keil MDK開發(fā)套件\t97
7．1．1 下載MDK開發(fā)套件\t97
7．1．2 安裝 MDK開發(fā)套件\t99
7．1．3 MDK程序處理流程\t100
7．2 Cortex-M0匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)\t102
7．2．1 建立新設(shè)計(jì)工程\t102
7．2．2 修改編譯器設(shè)置\t102
7．2．3 添加匯編文件\t103
7．2．4 匯編語(yǔ)言語(yǔ)法說明\t106
7．2．5 添加C設(shè)計(jì)代碼\t111
7．3 設(shè)計(jì)的硬件調(diào)試和運(yùn)行\(zhòng)t111
7．4 匯編語(yǔ)言其他常用語(yǔ)法介紹\t114
7．4．1 標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)則\t114
7．4．2 變量\t114
7．4．3 常數(shù)\t115
7．4．4 EQU命令\t116
7．4．5 IMPORT/EXTERN命令\t116
7．4．6 子程序調(diào)用\t117
7．4．7 宏定義和使用\t117
第8章 中斷系統(tǒng)的構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)\t119
8．1 設(shè)計(jì)定時(shí)器中斷系統(tǒng)\t119
8．1．1 建立新的設(shè)計(jì)工程\t119
8．1．2 構(gòu)建定時(shí)器中斷硬件系統(tǒng)\t120
8．1．3 配置定時(shí)器中斷組件\t120
8．1．4 設(shè)置定時(shí)器中斷優(yōu)先級(jí)\t121
8．1．5 使用自動(dòng)生成的ISR\t121
8．1．6 創(chuàng)建自定義的ISR\t123
8．2 設(shè)計(jì)GPIO中斷系統(tǒng)\t125
8．2．1 建立新的設(shè)計(jì)工程\t125
8．2．2 構(gòu)建GPIO中斷硬件系統(tǒng)\t126
8．2．3 配置GPIO中斷組件\t126
8．2．4 添加引腳約束\t128
8．2．5 編寫GPIO 的ISR\t128
8．2．6 設(shè)計(jì)下載\t129
8．3 有關(guān)中斷的高級(jí)主題\t129
8．3．1 異常事件\t129
8．3．2 中斷延遲\t130
8．3．3 優(yōu)化中斷代碼\t131
8．3．4 帶有內(nèi)置中斷的組件\t131
8．3．5 強(qiáng)制中斷向量編號(hào)\t131
8．3．6 Systick定時(shí)器\t133
8．3．7 中斷嵌套\t134
第9章 C語(yǔ)言代碼設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法\t135
9．1 全局和本地變量\t135
9．1．1 全局變量\t135
9．1．2 局部變量\t136
9．1．3 靜態(tài)變量\t136
9．2 編譯器優(yōu)化設(shè)置選項(xiàng)\t137
9．3 屬性―attribute\t139
9．4 LDR和STR指令\t139
9．5 函數(shù)參數(shù)和結(jié)果\t141
9．6 C語(yǔ)言和匯編混合編程\t142
9．6．1 內(nèi)嵌匯編的語(yǔ)法\t142
9．6．2 自動(dòng)變量\t144
9．6．3 全局和靜態(tài)變量\t144
9．6．4 函數(shù)參數(shù)\t146
9．7 特殊功能指令\t148
9．8 結(jié)構(gòu)體的對(duì)齊處理\t148
9．9 編譯器庫(kù)\t149
9．9．1 使用標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)言庫(kù)\t150
9．9．2 使用MicroLIB庫(kù)進(jìn)行編譯\t151
9．9．3 不使用庫(kù)進(jìn)行編譯\t151
9．10 放置代碼和變量\t152
9．10．1 鏈接腳本文件\t152
9．10．2 放置程序\t156
9．10．3 一般性考慮\t157
第10章 電容感應(yīng)觸摸控制模塊原理及實(shí)現(xiàn)\t159
10．1 CapSense基本原理\t159
10．2 電容式觸摸感應(yīng)方法\t161
10．3 CapSense部件\t162
10．3．1 按鍵（零維）\t162
10．3．2 滑條（一維）\t163
10．3．3 觸摸屏/觸摸板（二維）\t163
10．3．4 接近度傳感器（三維）\t164
10．4 屏蔽電極和保護(hù)傳感器\t165
10．5 PSoC4中的CSD模塊\t166
10．5．1 GPIO單元的電容-電流轉(zhuǎn)換器\t166
10．5．2 開關(guān)時(shí)鐘發(fā)生器\t168
10．5．3 電流-數(shù)字轉(zhuǎn)換器\t168
10．5．4 模擬多路器\t169
10．5．5 屏蔽電極\t169
10．5．6 CMOD的預(yù)充電\t170
10．6 電容感應(yīng)觸摸的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)\t171
10．6．1 建立新的設(shè)計(jì)工程\t171
10．6．2 在原理圖中添加設(shè)計(jì)元件\t171
10．6．3 配置元件參數(shù)\t172
10．6．4 配置系統(tǒng)時(shí)鐘\t174
10．6．5 編寫軟件代碼\t175
10．6．6 配置引腳約束\t177
第11章 低功耗藍(lán)牙模塊原理及實(shí)現(xiàn)\t179
11．1 低功耗藍(lán)牙子系統(tǒng)（BLESS）\t179
11．1．1 BLESS特性\t179
11．1．2 BLESS框架和構(gòu)成\t180
11．1．3 BLE狀態(tài)\t180
11．2 標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)與自定義服務(wù)\t181
11．3 健康溫度計(jì)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)\t182
11．3．1 建立新的設(shè)計(jì)工程\t182
11．3．2 添加并配置BLE組件\t183
11．3．3 添加和配置數(shù)字引腳組件\t187
11．3．4 添加中斷組件\t188
11．3．5 添加和配置溫度測(cè)量元件\t189
11．3．6 添加引腳約束\t193
11．3．7 修改系統(tǒng)時(shí)鐘頻率\t193
11．4 健康溫度計(jì)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)\t194
11．4．1 配置固件\t194
11．4．2 系統(tǒng)初始化\t196
11．4．3 BLE事件處理程序\t197
11．4．4 系統(tǒng)的正常操作模式\t199
11．4．5 系統(tǒng)的低功耗工作狀態(tài)\t199
11．4．6 傳感器仿真\t200
11．5 系統(tǒng)硬件配置\t200
11．6 編程器件\t200
11．7 更新編程器固件\t201
11．8 使用CySmart中心仿真工具\(yùn)t201
11．9 CySmart手機(jī)應(yīng)用\t204
第12章 通用數(shù)字塊原理及實(shí)現(xiàn)\t206
12．1 通用數(shù)字塊功能及特性\t206
12．2 UDB內(nèi)部功能塊\t207
12．2．1 PLD模塊結(jié)構(gòu)\t208
12．2．2 PLD宏單元\t209
12．3 數(shù)據(jù)通道模塊\t210
12．3．1 工作寄存器\t210
12．3．2 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)通道配置RAM\t211
12．4 狀態(tài)和控制模塊\t212
12．5 基于UDB實(shí)現(xiàn)3位計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)\t212
12．5．1 建立新的PSoC工程\t213
12．5．2 添加自定義3位計(jì)數(shù)器IP核\t213
12．5．3 調(diào)用自定義3位計(jì)數(shù)器元件\t216
12．5．4 配置系統(tǒng)所用元件\t217
12．5．5 連接設(shè)計(jì)中的所有元件\t219
12．5．6 配置引腳\t221
12．5．7 編程及調(diào)試\t222
12．5．8 靜態(tài)時(shí)序分析\t222
第13章 模擬子系統(tǒng)原理及實(shí)現(xiàn)\t224
13．1 模擬子系統(tǒng)框架及功能\t224
13．1．1 模擬子系統(tǒng)框架\t224
13．1．2 高精度參考\t224
13．1．3 SAR ADC\t225
13．1．4 低功耗比較器\t226
13．1．5 微型連續(xù)時(shí)間模塊\t226
13．1．6 LCD直接驅(qū)動(dòng)模塊\t226
13．1．7 溫度傳感器\t228
13．2 同相模擬增益放大器的原理及實(shí)現(xiàn)\t228
13．2．1 建立新的設(shè)計(jì)工程\t228
13．2．2 在原理圖中添加模擬組件\t229
13．2．3 修改元件參數(shù)\t230
13．2．4 連接系統(tǒng)中的所有元件\t232
13．2．5 引腳分配\t233
13．2．6 添加軟件控制代碼\t235
13．2．7 設(shè)計(jì)下載與測(cè)試\t235
第14章 FreeRTOS原理及應(yīng)用\t236
14．1 嵌入式和實(shí)時(shí)的概念\t236
14．2 FreeRTOS架構(gòu)概述\t237
14．2．1 FreeRTOS的功能\t237
14．2．2 硬件注意事項(xiàng)\t237
14．3 任務(wù)調(diào)度概述\t240
14．3．1 任務(wù)優(yōu)先級(jí)和就緒列表\t240
14．3．2 系統(tǒng)節(jié)拍器（時(shí)鐘）\t241
14．4 任務(wù)\t242
14．4．1 任務(wù)控制塊\t242
14．4．2 任務(wù)設(shè)置\t244
14．5 列表\t245
14．6 隊(duì)列\(zhòng)t248
14．7 信號(hào)燈和互斥\t250
14．8 實(shí)現(xiàn)\t251
14．9 移植FreeRTOS到PSoC4 BLE\t252
14．9．1 下載FreeRTOS源碼\t252
14．9．2 建立一個(gè)新的設(shè)計(jì)工程\t252
14．9．3 修改編譯器設(shè)置\t253
14．9．4 添加FreeRTOS源文件到工程\t254
14．9．5 在原理圖中添加硬件組件\t255
14．9．6 添加引腳約束文件\t255
14．9．7 在主文件中添加應(yīng)用代碼\t256
14．9．8 下載設(shè)計(jì)到目標(biāo)器件\t256