可重构嵌入式系统设计与实现：基于Cypress PSoC4 BLE智能互联平台

目 录
第1章 可重构嵌入式系统设计导论\t1
1．1 可重构嵌入式系统的背景和优势\t1
1．1．1 传统的嵌入式系统构建方法\t1
1．1．2 可重构嵌入式系统构建方法\t2
1．1．3 PSoC性能比MCU更优越\t4
1．2 可重构嵌入式系统的设计重用\t5
1．3 PSoC4 BLE的结构及功能\t6
1．4 PSoC4 BLE设计流程\t9
1．4．1 硬件设计流程\t9
1．4．2 软件设计流程\t10
1．5 PSoC4 BLE的硬件连接\t11
第2章 可重构嵌入式系统基本设计流程\t13
2．1 软件的下载和安装\t13
2．2 建立新的设计工程\t16
2．3 在原理图中添加嵌入式硬件设计\t18
2．3．1 在原理图中添加数字输出端口\t18
2．3．2 在原理图中添加片外外设注解\t19
2．3．3 对硬件设计进行处理\t24
2．3．4 查看分配的引脚位置\t25
2．4 为嵌入式硬件开发软件应用\t26
2．5 下载设计到目标系统\t27
第3章 Cortex-M0 CPU结构\t28
3．1 ARM处理器类型\t28
3．2 Cortex-M系列处理器概述\t29
3．2．1 Cortex-M系列处理器的特点\t29
3．2．2 Cortex-M系列处理器的性能参数\t29
3．3 Cortex-M0处理器的性能和结构\t30
3．3．1 Cortex-M0处理器的性能\t30
3．3．2 Cortex-M0处理器的结构\t31
3．4 Cortex-M0处理器的寄存器组\t33
3．4．1 通用寄存器\t33
3．4．2 堆栈指针\t34
3．4．3 程序计数器\t34
3．4．4 链接寄存器\t34
3．4．5 组合程序状态寄存器\t35
3．4．6 中断屏蔽特殊寄存器\t36
3．4．7 特殊寄存器\t36
3．5 Cortex-M0存储器空间映射\t37
3．6 Cortex-M0程序镜像原理及生成方法\t39
3．7 Cortex-M0处理器的端及分配\t40
3．8 Cortex-M0处理器异常及处理\t41
3．8．1 异常处理\t41
3．8．2 异常优先级\t41
3．8．3 向量表\t42
3．8．4 异常类型\t43
3．8．5 PSoC4中断源\t44
3．8．6 PSoC4中断触发方式\t45
3．8．7 固定功能模块和UDB的中断布线\t46
第4章 Cortex-M0指令集\t48
4．1 Thumb指令集\t48
4．2 Cortex-M0汇编语言格式\t49
4．3 寄存器访问指令：MOVE\t50
4．4 存储器访问指令：LOAD\t51
4．5 存储器访问指令：STORE\t54
4．6 多数据访问指令：LDM和STM\t55
4．7 堆栈访问指令：PUSH和POP\t56
4．8 算术运算指令\t57
4．8．1 加法指令\t57
4．8．2 减法指令\t59
4．8．3 乘法指令\t60
4．8．4 比较指令\t60
4．9 逻辑操作指令\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 扩展操作指令\t66
4．13 程序流控制指令\t67
4．14 存储器屏蔽指令\t68
4．15 异常相关指令\t69
4．16 休眠相关指令\t69
4．17 其他指令\t69
4．18 数据插入和对齐操作\t70
第5章 AHB-Lite总线结构分析\t71
5．1 总线及分类\t71
5．1．1 总线的概念\t71
5．1．2 总线的分类\t71
5．2 ARM AMBA系统总线\t72
5．3 AMBA3 AHB-Lite总线\t73
5．3．1 AHB-Lite概述\t73
5．3．2 AHB-Lite总线操作\t73
5．4 AHB-Lite总线结构\t74
5．4．1 全局信号\t75
5．4．2 AHB-Lite主设备接口\t75
5．4．3 AHB-Lite从设备接口\t77
5．4．4 地址译码器和多路选择器\t78
5．5 AHB-Lite总线时序\t79
5．5．1 无等待基本读传输\t80
5．5．2 有等待基本读传输\t80
5．5．3 无等待基本写传输\t81
5．5．4 有等待基本写传输\t81
5．6 硬件实现\t82
第6章 Cortex-M0低功耗特性\t83
6．1 低功耗要求\t83
6．2 Cortex-M0低功耗特性及优势\t83
6．2．1 Cortex-M0低功耗特性概述\t83
6．2．2 Cortex-M0低功耗结构\t84
6．3 Cortex-M0休眠模式\t84
6．4 唤醒中断控制器\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 功耗降低技术\t91
6．7．1 关闭未使用的组件\t92
6．7．2 以较低速度运行组件\t92
6．7．3 降低供电电压\t92
6．7．4 使用PSoC器件控制电流路径\t92
6．7．5 使用DMA传输数据\t93
6．8 其他功耗模式中需要注意的事项\t93
6．8．1 时钟\t93
6．8．2 看门狗定时器\t94
6．8．3 GPIO\t95
6．8．4 深度休眠模式和冬眠模式下的电压调节器\t96
6．8．5 调试接口\t96
第7章 Cortex-M0汇编语言编程基础\t97
7．1 Keil MDK开发套件\t97
7．1．1 下载MDK开发套件\t97
7．1．2 安装 MDK开发套件\t99
7．1．3 MDK程序处理流程\t100
7．2 Cortex-M0汇编语言程序设计\t102
7．2．1 建立新设计工程\t102
7．2．2 修改编译器设置\t102
7．2．3 添加汇编文件\t103
7．2．4 汇编语言语法说明\t106
7．2．5 添加C设计代码\t111
7．3 设计的硬件调试和运行\t111
7．4 汇编语言其他常用语法介绍\t114
7．4．1 标识符的命名规则\t114
7．4．2 变量\t114
7．4．3 常数\t115
7．4．4 EQU命令\t116
7．4．5 IMPORT/EXTERN命令\t116
7．4．6 子程序调用\t117
7．4．7 宏定义和使用\t117
第8章 中断系统的构建和实现\t119
8．1 设计定时器中断系统\t119
8．1．1 建立新的设计工程\t119
8．1．2 构建定时器中断硬件系统\t120
8．1．3 配置定时器中断组件\t120
8．1．4 设置定时器中断优先级\t121
8．1．5 使用自动生成的ISR\t121
8．1．6 创建自定义的ISR\t123
8．2 设计GPIO中断系统\t125
8．2．1 建立新的设计工程\t125
8．2．2 构建GPIO中断硬件系统\t126
8．2．3 配置GPIO中断组件\t126
8．2．4 添加引脚约束\t128
8．2．5 编写GPIO 的ISR\t128
8．2．6 设计下载\t129
8．3 有关中断的高级主题\t129
8．3．1 异常事件\t129
8．3．2 中断延迟\t130
8．3．3 优化中断代码\t131
8．3．4 带有内置中断的组件\t131
8．3．5 强制中断向量编号\t131
8．3．6 Systick定时器\t133
8．3．7 中断嵌套\t134
第9章 C语言代码设计与优化方法\t135
9．1 全局和本地变量\t135
9．1．1 全局变量\t135
9．1．2 局部变量\t136
9．1．3 静态变量\t136
9．2 编译器优化设置选项\t137
9．3 属性―attribute\t139
9．4 LDR和STR指令\t139
9．5 函数参数和结果\t141
9．6 C语言和汇编混合编程\t142
9．6．1 内嵌汇编的语法\t142
9．6．2 自动变量\t144
9．6．3 全局和静态变量\t144
9．6．4 函数参数\t146
9．7 特殊功能指令\t148
9．8 结构体的对齐处理\t148
9．9 编译器库\t149
9．9．1 使用标准的C语言库\t150
9．9．2 使用MicroLIB库进行编译\t151
9．9．3 不使用库进行编译\t151
9．10 放置代码和变量\t152
9．10．1 链接脚本文件\t152
9．10．2 放置程序\t156
9．10．3 一般性考虑\t157
第10章 电容感应触摸控制模块原理及实现\t159
10．1 CapSense基本原理\t159
10．2 电容式触摸感应方法\t161
10．3 CapSense部件\t162
10．3．1 按键（零维）\t162
10．3．2 滑条（一维）\t163
10．3．3 触摸屏/触摸板（二维）\t163
10．3．4 接近度传感器（三维）\t164
10．4 屏蔽电极和保护传感器\t165
10．5 PSoC4中的CSD模块\t166
10．5．1 GPIO单元的电容-电流转换器\t166
10．5．2 开关时钟发生器\t168
10．5．3 电流-数字转换器\t168
10．5．4 模拟多路器\t169
10．5．5 屏蔽电极\t169
10．5．6 CMOD的预充电\t170
10．6 电容感应触摸的设计与实现\t171
10．6．1 建立新的设计工程\t171
10．6．2 在原理图中添加设计元件\t171
10．6．3 配置元件参数\t172
10．6．4 配置系统时钟\t174
10．6．5 编写软件代码\t175
10．6．6 配置引脚约束\t177
第11章 低功耗蓝牙模块原理及实现\t179
11．1 低功耗蓝牙子系统（BLESS）\t179
11．1．1 BLESS特性\t179
11．1．2 BLESS框架和构成\t180
11．1．3 BLE状态\t180
11．2 标准服务与自定义服务\t181
11．3 健康温度计硬件系统的设计与实现\t182
11．3．1 建立新的设计工程\t182
11．3．2 添加并配置BLE组件\t183
11．3．3 添加和配置数字引脚组件\t187
11．3．4 添加中断组件\t188
11．3．5 添加和配置温度测量元件\t189
11．3．6 添加引脚约束\t193
11．3．7 修改系统时钟频率\t193
11．4 健康温度计软件的设计与实现\t194
11．4．1 配置固件\t194
11．4．2 系统初始化\t196
11．4．3 BLE事件处理程序\t197
11．4．4 系统的正常操作模式\t199
11．4．5 系统的低功耗工作状态\t199
11．4．6 传感器仿真\t200
11．5 系统硬件配置\t200
11．6 编程器件\t200
11．7 更新编程器固件\t201
11．8 使用CySmart中心仿真工具\t201
11．9 CySmart手机应用\t204
第12章 通用数字块原理及实现\t206
12．1 通用数字块功能及特性\t206
12．2 UDB内部功能块\t207
12．2．1 PLD模块结构\t208
12．2．2 PLD宏单元\t209
12．3 数据通道模块\t210
12．3．1 工作寄存器\t210
12．3．2 动态数据通道配置RAM\t211
12．4 状态和控制模块\t212
12．5 基于UDB实现3位计数器设计\t212
12．5．1 建立新的PSoC工程\t213
12．5．2 添加自定义3位计数器IP核\t213
12．5．3 调用自定义3位计数器元件\t216
12．5．4 配置系统所用元件\t217
12．5．5 连接设计中的所有元件\t219
12．5．6 配置引脚\t221
12．5．7 编程及调试\t222
12．5．8 静态时序分析\t222
第13章 模拟子系统原理及实现\t224
13．1 模拟子系统框架及功能\t224
13．1．1 模拟子系统框架\t224
13．1．2 高精度参考\t224
13．1．3 SAR ADC\t225
13．1．4 低功耗比较器\t226
13．1．5 微型连续时间模块\t226
13．1．6 LCD直接驱动模块\t226
13．1．7 温度传感器\t228
13．2 同相模拟增益放大器的原理及实现\t228
13．2．1 建立新的设计工程\t228
13．2．2 在原理图中添加模拟组件\t229
13．2．3 修改元件参数\t230
13．2．4 连接系统中的所有元件\t232
13．2．5 引脚分配\t233
13．2．6 添加软件控制代码\t235
13．2．7 设计下载与测试\t235
第14章 FreeRTOS原理及应用\t236
14．1 嵌入式和实时的概念\t236
14．2 FreeRTOS架构概述\t237
14．2．1 FreeRTOS的功能\t237
14．2．2 硬件注意事项\t237
14．3 任务调度概述\t240
14．3．1 任务优先级和就绪列表\t240
14．3．2 系统节拍器（时钟）\t241
14．4 任务\t242
14．4．1 任务控制块\t242
14．4．2 任务设置\t244
14．5 列表\t245
14．6 队列\t248
14．7 信号灯和互斥\t250
14．8 实现\t251
14．9 移植FreeRTOS到PSoC4 BLE\t252
14．9．1 下载FreeRTOS源码\t252
14．9．2 建立一个新的设计工程\t252
14．9．3 修改编译器设置\t253
14．9．4 添加FreeRTOS源文件到工程\t254
14．9．5 在原理图中添加硬件组件\t255
14．9．6 添加引脚约束文件\t255
14．9．7 在主文件中添加应用代码\t256
14．9．8 下载设计到目标器件\t256