微机原理与接口技术(第3版)——基于ARM Cortex-M4
作者: 田辉
出版时间:2020-11
出版社:高等教育出版社
“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材
- 高等教育出版社
- 9787040537833
- 2版
- 318691
- 46252119-6
- 16开
- 2020-11
- 332
- 工学
- 计算机科学与技术
- 电气信息类
- 本科
本书是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。本书基于ARM Cortex-M4介绍“微机原理与接口技术”课程的基本内容,包括微型计算机系统、ARM微处理器、ARM 指令系统、ARM汇编语言程序设计、半导体存储器、总线技术、中断系统与Cortex-M微处理器的异常、输入输出接口技术。
本书可以作为高等院校电子信息类、自动化类等专业的计算机硬件技术基础课程的教材,也可以作为ARM 技术培训和自学参考书。
前辅文
第1章 微型计算机系统
1.1 概述
1.2 微处理器及相关概念
1.3 微型计算机
1.3.1 冯·诺依曼结构
1.3.2 微型计算机的组成
1.3.3 微型计算机的分类
1.4 微型计算机系统
1.5 嵌入式系统及ARM微处理器体系
1.5.1 嵌入式系统的概念
1.5.2 ARM微处理器的体系
1.6 计算机中数的表示与编码
1.6.1 计算机中常用的数制及其转换
1.6.2 带符号数的表示
1.6.3 数的定点表示与浮点表示
1.6.4 计算机中常用的编码
习题
第2章 ARM微处理器
2.1 ARM微处理器特点及功能结构
2.1.1 ARM微处理器特点
2.1.2 ARM微处理器功能结构
2.2 经典ARM微处理器编程模型
2.2.1 ARM微处理器工作状态
2.2.2 ARM微处理器工作模式
2.2.3 ARM微处理器支持的数据类型和存储格式
2.2.4 ARM微处理器的寄存器
2.2.5 ARM微处理器的I/O组织
2.3 Cortex-M4微处理器
2.3.1 Cortex-M4微处理器工作状态和模式
2.3.2 Cortex-M4微处理器的寄存器组织
2.3.3 Cortex-M4微处理器的存储组织
2.3.4 Cortex-M4微处理器的异常和中断
2.3.5 复位和复位流程
2.4 STM32F407芯片
2.4.1 概述
2.4.2 总线架构和存储器
习题
第3章 ARM指令系统
3.1 ARM指令系统简介
3.1.1 体系架构与指令系统
3.1.2 指令格式
3.2 ARM指令的寻址方式
3.2.1 立即寻址
3.2.2 寄存器直接寻址
3.2.3 寄存器移位寻址
3.2.4 寄存器间接寻址
3.2.5 基址变址寻址
3.2.6 多寄存器直接寻址
3.2.7 堆栈寻址
3.3 ARM核心指令
3.3.1 数据传送指令
3.3.2 存储器访问指令
3.3.3 算术运算指令
3.3.4 逻辑运算指令
3.3.5 移位和循环指令
3.3.6 符号扩展指令
3.3.7 字节调序指令
3.3.8 位域处理指令
3.3.9 比较和测试指令
3.3.10 子程序调用与无条件转移指令
3.3.11 饱和运算指令
3.3.12 其他指令
3.3.13 伪指令
习题
第4章 ARM汇编语言程序设计
4.1 ARM汇编语言程序格式
4.2 复位后程序加载启动过程与调试验证
4.3 ARM汇编语言结构化程序设计方法
4.3.1 顺序结构设计
4.3.2 选择结构设计
4.3.3 循环结构设计
4.3.4 子程序结构设计
4.3.5 ARM可执行映像文件的构成及各个段在存储器中的位置
4.3.6 调用其他源文件中的符号
4.4 C语言程序与汇编程序的相互调用
4.4.1 AAPCS标准
4.4.2 在汇编程序中调用C函数
4.4.3 在C语言程序中调用汇编函数
4.4.4 嵌入汇编
4.4.5 内联汇编
4.4.6 内部函数
习题
第5章 半导体存储器
5.1 半导体存储器概述
5.1.1 半导体存储器的分类
5.1.2 半导体存储器主要性能指标
5.1.3 半导体存储器的结构
5.1.4 存储器读写时序
5.2 典型存储器芯片及其接口特性
5.2.1 SRAM
5.2.2 DRAM
5.2.3 ROM
5.2.4 NOR flash 和 NAND flash
5.2.5 双端口存储器
5.3 主存储器的设计
5.3.1 存储器结构确定
5.3.2 片外存储器系统设计
5.4 分级存储体系
5.5 高速缓存技术
5.6 虚拟存储技术
5.7 STM32存储器结构
5.7.1 STM32的存储器组织
5.7.2 外部RAM扩展
5.7.3 位绑定
习题
第6章 总线技术
6.1 总线概述
6.1.1 总线的基本概念和操作
6.1.2 PC XT总线
6.1.3 总线的性能指标
6.1.4 总线的分类
6.2 总线时序和仲裁
6.2.1 总线时序
6.2.2 总线仲裁
6.2.3 总线操作阶段
6.2.4 PCI总线
6.3 串行总线
6.3.1 串行总线的概念
6.3.2 PCIe总线
6.4 总线的标准化
6.5 常用扩展总线
6.5.1 总线的层次结构
6.5.2 SPI/I2C总线
6.5.3 USB
6.6 ARM总线
6.6.1 SoC总线
6.6.2 AMBA
6.6.3 AHB(ASB)/APB
6.6.4 AXI
6.6.5 ACE/CHI
习题
第7章 中断系统与Cortex-M微处理器的异常
7.1 异常和中断的基本概念
7.1.1 中断源
7.1.2 中断管理
7.1.3 中断优先级管理
7.1.4 中断向量表
7.1.5 中断过程
7.2 Cortex-M微处理器的异常
7.2.1 Cortex-M微处理器的异常源
7.2.2 Cortex-M微处理器的中断管理
7.2.3 Cortex-M微处理器的中断优先级
7.2.4 Cortex-M微处理器的向量表重定位
7.2.5 Cortex-M微处理器的中断过程
7.2.6 Cortex-M微处理器的中断编程
7.3 中断控制器NVIC的寄存器
7.3.1 中断控制的NVIC寄存器简介
7.3.2 中断使能寄存器
7.3.3 中断挂起寄存器
7.3.4 活跃状态位寄存器
7.3.5 中断优先级寄存器
7.3.6 软件触发中断寄存器
7.3.7 中断控制器类型寄存器
7.4 用于系统异常的SCB寄存器
7.4.1 中断控制和状态寄存器ICSR
7.4.2 向量表偏移寄存器VTOR
7.4.3 应用中断和复位控制寄存器AIRCR
7.4.4 系统处理优先级寄存器SCB_SHP[0~11]
7.4.5 系统处理控制和状态寄存器SCB_SHCSR
7.5 外部中断/事件控制器EXTI
7.6 中断编程实例
7.6.1 NVIC中断控制的汇编语言
7.6.2 中断控制应用的C函数
习题
第8章 输入输出接口技术
8.1 输入输出接口基础
8.1.1 I/O接口概述
8.1.2 I/O端口的编址及译码
8.1.3 I/O同步控制方式
8.1.4 分析和设计接口的基本方法
8.2 并行接口
8.2.1 通用I/O接口概述
8.2.2 并行输入输出过程
8.2.3 STM32F407的GPIO模块
8.3 串行接口
8.3.1 串行通信的基本概念
8.3.2 串行通信协议
8.3.3 RS-232C接口标准
8.3.4 串行通信接口的任务和组成
8.3.5 STM32F407的USART模块
8.3.6 串行通信的应用
8.4 定时器/计数器
8.4.1 定时器/计数器概述
8.4.2 STM32F407芯片定时器
8.5 数模转换器和模数转换器
8.5.1 数模转换器和模数转换器概述
8.5.2 数模转换器
8.5.3 模数转换器
习题
参考文献