深入浅出ColdFire系列32位嵌入式微处理器－图书分类

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深入浅出ColdFire系列32位嵌入式微处理器 [单片机与嵌入式系统 ┈→ 单片机]

定价：42元
作者：谌利张瑞汪浩李侃
书号：978-7-81124-903-3
配盘：光盘
丛书名：

出版日期：200909
开本：787×1092 1/16开
字数：602千字
点击次数：3195 次

内容简介目录前言相关书目

内容简介

本书是针对飞思卡尔32位ColdFire系列嵌入式微处理器的应用和开发，主要是针对该系列V2与V3内核，即代表该系列大部分的中低端产品的应用。通过对每个模块的介绍和详细的应用实例，使读者更方便更容易地理解各个功能模块的应用，从而达到快速上手的目的。本书基于一个具体的芯片MCF5225x进行举例和应用，该芯片为最新的ColdFire家族成员，其特点是集成了几乎所有ColdFire家族的中低端功能模块，包括使用比较多的以太网，USB OTG，CAN，DMA，FlexBus/MiniBus，SDR/DDR Controller等模块，并且可以适用于其他各类ColdFire系列芯片。本书附光盘1张，内含飞思卡尔半导体公司授权的ColdFire系列资料和代码例程。

读者对象主要是目前ColdFire处理器的使用者和32位嵌入式处理器的开发者与爱好者，也可作为大学相关课程的实验教材。

前言

    ColdFire系列家族最早起源于摩托罗拉的68K系列处理器，至今与68K系列处理器有着非常好的继承性和连贯性，其全系列的产品针对嵌入式领域的各方面及高低端的应用非常的完备，并且各外设模块都有很好的一致性，使得研发人员只要学会一种产品，就可以很容易地开发其家族成员的其他产品，这与ARM系列产品完全不同。由于ARM系列产品各厂商都有，其外设也是不尽相同，所以为跨厂商平台的升级移植工作带来一定难度。68K/ColdFire产品在欧美地区应用一直非常广泛，而国内公司对68K/ColdFire产品并不熟悉，大多是跨国大型企业在国内的分公司才会熟悉。
    飞思卡尔半导体的前身是摩托罗拉半导体事业部，是摩托罗拉非常重要的一部分，2004年作为独立的上市公司从摩托罗拉中独立出来。2006年飞思卡尔半导体公司为了拓展在中国的业务，在中国成立了针对工业与消费类电子的核心团队——系统与应用工程师团队，主要负责8/16位单片机和32位ColdFire处理器新产品在定义、验证、应用开发等各方面的研发工作以及为亚太区的市场提供技术服务。谌利在2006年之前一直在摩托罗拉半导体及后来的飞思卡尔半导体公司负责手机平台的软件开发和市场支持，2006年底转入系统与应用工程师核心团队成为负责32位微处理器ColdFire的第一位工程师。后来应用工程师团队逐渐扩大，汪浩、李侃和居颖轶加入进来。通过现场应用工程师团队的努力，ColdFire在中国的业务也是日益增大。
    中国工科工程师普遍来说在英文上处于劣势，一般的阅读没有问题，但是要大量地精通阅读专业英文资料，则可能受到一定限制，会导致研发效率的下降。尤其是ColdFire产品中文的资料较少，导致工程师入门门槛比较高，这也使我们日益感觉到有必要为中国的嵌入式系统研发人员更有效地介绍ColdFire系列产品。此时恰逢现场应用工程师经理张明峰先生邀请应用工程师与现场应用工程师联手编写一本关于ColdFire系列产品实际应用的书，以便中国的工程师可以快速入门，熟练掌握该产品的开发和应用。在本书编写过程中，我们欣喜地看到我们的美国同事Rudan Bettelheim编写ColdFire Microprocessors and Microcontrollers一书的中文译本也出版发行，这本书主要从内部功能来介绍ColdFire系列产品，与本书的应用实例形成较好的搭配，读者可以把两本书结合起来阅读。
    经过团队不懈的努力，历时半年多，终于完成此书的写作。在本书初稿完成的时候，正值全球经济危机蔓延到包括电子行业的实体经济的严冬，中国电子产业也受到波及。我们希望这本书正如ColdFire的名字一样，能够为中国电子产业的严冬带来一缕火焰。
    本书的4位作者来自飞思卡尔半导体应用工程师和现场工程师团队，其中，谌利、汪浩和李侃均为高级应用工程师，张瑞为现场应用工程师，4人均为本书的编写花费了大量的时间和精力。此外，高级应用工程师居颖轶也为本书的编写和校对工作作出了重要贡献。本书主要基于飞思卡尔半导体公司ColdFire系列芯片手册、应用手册等资料以及各位工程师的使用和开发经验。在编写本书的过程中，我们得到了系统与应用工程师经理郭雷先生和中国区现场应用工程师经理张明峰先生的大力支持，同时还得到飞思卡尔公司全球产品经理Mr.Jeff Bock、亚太市场经理曾劲涛先生和全球系统应用工程师经理Mr.Clay Merritt的大力支持，在此对他们以及所有关心本书编写和出版的朋友们表示诚挚的谢意。
    由于时间与水平所限，本书难免会有错误，望谅解，并与编者联系指出错误，本人邮箱shenli77@hotmail.com；也可以发送电子邮件到emsbook@gmail.com，与本书策划编辑进行交流。

谌利

飞思卡尔半导体公司应用工程师

2009年2月于上海

第1章 ColdFire基本介绍

1.1 ColdFire的历史和概述2

1.2 ColdFire应用领域5

1.2.1工业控制领域6

1.2.2消费类电子领域6

1.2.3医疗电子领域7

1.2.4测试与测量8

1.2.5家庭及楼宇自动化9

1.3 本书内容9

第2章 ColdFire内核及处理器架构介绍

2.1 ColdFire 内核基本介绍11

2.2 ColdFire内核结构11

2.2.1 V2内核架构12

2.2.2 V3内核架构13

2.2.3 V4内核架构14

2.2.4 V4e内核架构17

2.3 内核主要寄存器18

2.3.1 数据寄存器18

2.3.2 地址寄存器18

2.3.3 堆栈指针18

2.3.4 程序指针19

2.3.5 条件寄存器19

2.3.6 异常中断向量基地址寄存器19

2.3.7 状态寄存器19

2.4 MAC和EMAC19

2.4.1 MAC19

2.4.2 EMAC21

2.4.3 应用实例21

2.5 高速缓存22

2.5.1 ColdFire缓存工作原理22

2.5.2 主要寄存器25

2.6 内部SRAM和内部Flash26

2.6.1 内部SRAM26

2.6.2 内部Flash26

2.7 ColdFire处理器架构31

2.7.1 CF5210平台31

2.7.2 标准产品平台33

2.7.3 系统访问控制35

2.8 基本指令集介绍35

2.8.1 寻址模式37

2.8.2 指令集39

2.9 μCOSⅡ在ColdFire上的移植46

2.9.1 μCOSⅡ移植的关键代码46

2.9.2 OS_CPU.H47

2.9.3 OS_CPU_C.C48

2.9.4 OS_CPU_A.ASM50

2.9.5 OS_CPU_I.ASM55

第3章编程开发工具

3.1 开发工具概况56

3.2 CodeWarrior for ColdFire56

3.2.1 CodeWarrior基本使用57

3.2.2 项目配置64

3.2.3 Link文件语法69

3.2.4 ColdWarrior的默认库文件71

3.2.5 烧写编程73

3.2.6 调试76

3.3 Linux/μCLinux开发环境——BSP76

3.3.1 Linux/μCLinux for ColdFire基本介绍76

3.3.2 LTIB使用77

3.3.3 内核与文件系统的下载80

3.3.4 调试81

3.4 IAR for ColdFire基本介绍83

3.4.1 IDE环境介绍83

3.4.2 编译器84

3.4.3 调试器CSPY86

第4章内核异常与中断控制器

4.1 内核异常与中断控制器的基本介绍88

4.2 内核异常处理88

4.2.1异常中断处理的工作原理88

4.2.2中断向量表与异常介绍91

4.3 中断控制器的介绍94

4.3.1 中断优先级和中断级别94

4.3.2 寄存器基本介绍98

4.4 应用实例99

4.4.1 中断控制器的初始化99

4.4.2 中断向量表的初始化100

4.4.3 中断服务程序的例程103

第5章 Flex总线和MiniFlex总线

5.1 Flex总线基本介绍105

5.2 硬件信号106

5.3 寄存器介绍109

5.4 工作模式110

5.4.1 总线状态机和突发模式110

5.4.2 时序分析112

5.4.3 数据对齐和非对齐119

5.5 应用实例120

5.5.1 连接通用总线设备120

5.5.2 Flex总线与EIM的区别123

第6章 SDRAM控制器

6.1 SDRAM外部功能引脚支持126

6.1.1 统一架构126

6.1.2 伪分裂架构127

6.1.3 全分裂架构128

6.1.4 SDRAM控制器的信号129

6.2 SDRAM控制寄存器简介130

6.2.1 SDRAM模式/扩展模式寄存器130

6.2.2 SDRAM控制寄存器130

6.2.3 SDRAM配置寄存器1/2131

6.3 SDR/DDR/DDR2的功能比较131

6.3.1 外部引脚功能比较131

6.3.2 性能差异分析132

6.4 应用案例132

6.4.1 MCF5445x SDRAM接口应用向导132

6.4.2 硬件设计样例133

6.4.3 DDR2 RAM初始化样例134

6.4.4 DDR2硬件设计的布局参考136

6.4.5 PCB布线指导138

第7章 USB控制器

7.1 USB基本概述141

7.2 MCU USB模块介绍145

7.2.1 MCU USB模块概述145

7.2.2 主机实现150

7.2.3 设备类实现151

7.2.4 人机接口设备类介绍153

7.2.5 存储设备类实现158

7.3 MPU USB模块介绍164

7.3.1 MPU USB模块概述164

7.3.2 USB设备类的工作原理166

7.3.3 USB设备类例程168

7.3.4 USB主机类原理174

7.3.5 USB主机类例程178

第8章快速以太网控制器

8.1 快速以太网控制器概述186

8.2 以太网控制寄存器简介188

8.3 以太网控制器外部功能引脚190

8.3.1 功能引脚简介190

8.3.2 MII接口原理图190

8.4 以太网控制器的中断控制191

8.4.1 中断源简介191

8.4.2 中断初始化样例192

8.5 以太网控制器应用简介194

8.5.1 缓冲区描述符194

8.5.2 初始化启动流程195

8.5.3 发送数据流程196

8.5.4 接收数据流程197

8.5.5 以太网控制器简单测试实例198

8.6 应用案例——ColdFire_TCP/IP_Lite200

8.6.1 简介200

8.6.2 协议栈启动过程202

8.6.3 NicheTask实时操作系统205

8.6.4 Mini Socket TCP API简介206

8.6.5 协议的流程分析样例207

第9章串行外设接口模块

9.1 队列串行外设模块210

9.1.1 QSPI概述210

9.1.2 QSPI寄存器介绍211

9.1.3 QSPI工作原理与数据传输流程212

9.1.4 QSPI使用实例217

9.2 DMA串行外设接口模块220

9.2.1 DSPI概述221

9.2.2 DSPI寄存器介绍222

9.2.3 DSPI工作原理225

9.2.4 DSPI使用实例228

9.3 EZPORT模块232

9.3.1 EZPORT概述232

9.3.2 EZPORT命令集233

9.3.3 EZPORT使用实例236

第10章I2C模块介绍与应用

10.1 I2C协议简介243

10.2 I2C模块框图和寄存器介绍245

10.3 I2C模块初始化流程247

10.4 I2C模块中断处理流程249

10.5 I2C模块应用实例——基于NicheTask的LCD驱动257

第11章 FlexCAN控制器

11.1 FlexCAN控制器寄存器简介261

11.1.1 FlexCAN模式寄存器261

11.1.2 FlexCAN控制寄存器261

11.1.3 自由计时器262

11.1.4 接收屏蔽寄存器262

11.1.5 错误计数器262

11.1.6 错误和状态寄存器262

11.1.7 消息缓冲中断屏蔽寄存器262

11.1.8 消息缓冲中断标志寄存器262

11.1.9 消息缓冲262

11.2 CAN外部功能引脚简介264

11.3 CAN的中断控制265

11.4 FlexCAN应用向导265

11.4.1 CAN总线位时序的计算265

11.4.2 FlexCAN模块的振荡器容许公差268

11.5 CAN底层驱动简介272

11.5.1 软件架构272

11.5.2 API函数简介273

11.5.3 API函数样例284

第12章 DMA与EDMA控制器介绍与应用

12.1 DMA控制器286

12.1.1 DMA控制器概述286

12.1.2 DMA寄存器介绍287

12.1.3 DMA控制器原理289

12.1.4 DMA使用实例292

12.2 EDMA控制器296

12.2.1 EDMA控制器概述297

12.2.2 EDMA寄存器介绍297

12.2.3 EDMA控制器原理299

12.2.4 EDMA应用实例300

第13章 ColdFire内置定时器

13.1 ColdFire定时器基本介绍308

13.2 通用定时器308

13.2.1 通用定时器的输入捕捉模式308

13.2.2 通用定时器的输出比较模式311

13.2.3 通用定时器的脉冲计数模式313

13.2.4 通用定时器的PWM功能314

13.3 可编程中断定时器315

13.3.1 可编程中断定时器概述315

13.3.2 应用实例315

13.4 DMA定时器316

13.4.1 DMA定时器概述316

13.4.2 应用实例318

13.5 实时时钟模块RTC319

第14章脉宽调制模块

14.1 简介322

14.2 PWM寄存器介绍323

14.2.1 PWM使能寄存器323

14.2.2 PWM极性控制寄存器323

14.2.3 PWM时钟源选择寄存器323

14.2.4 PWM时钟预分频选择寄存器323

14.2.5 PWM中央对齐使能寄存器324

14.2.6 PWM控制寄存器324

14.2.7 PWM比例寄存器A和PWM比例寄存器B324

14.2.8 PWM通道计数器324

14.2.9 PWM通道周期寄存器325

14.2.10 PWM通道占空比寄存器325

14.2.11 PWM关闭寄存器325

14.3 功能介绍326

14.3.1 PWM时钟源选择326

14.3.2 PWM定时器327

14.4 PWM使用实例332

第15章通用异步收发器

15.1 UART模块概述344

15.2 UART工作简介345

15.2.1 异步通信的数据格式345

15.2.2 UART的通道工作模式345

15.2.3 UART的中断347

15.2.4 波特率计算348

15.2.5 DMA操作UART收发348

15.2.6 UART多点通信349

15.3 UART的寄存器350

15.4 UART的应用352

15.4.1 UART配置流程352

15.4.2 例程352

15.4.3 UART外围硬件设计357

参考文献