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书名 | RISC-V架构嵌入式系统原理与应用——CH32V103单片机编程与项目实践 |
分类 | 科学技术-工业科技-电子通讯 |
作者 | 裴晓芳 |
出版社 | 北京航空航天大学出版社 |
下载 | ![]() |
简介 | 内容推荐 本书以南京沁恒微电子股份有限公司自主研发的基于RISC-V内核的CH32V103单片机基本结构与原理为主线,详细阐述CH32V103的功能结构与应用系统开发的一般技术。全书共19章。前3章简要叙述RISC-V架构的背景知识,第4章和第5章介绍CH32V103单片机的软硬件开发环境,第6~17章介绍CH32V103单片机的外设模块及应用实例,第18章和第19章是蓝牙加密U盘和智能家居应用两个综合实验案例。本书可作为高等学校电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术、物联网工程、自动化等专业的教材,也可作为对RISC-V处理器感兴趣或者有应用需求的工程技术人员的参考书。 目录 第1章嵌入式系统简介1 1.1嵌入式系统概述1 1.1.1嵌入式系统特点1 1.1.2嵌入式系统发展趋势2 1.2ARM架构介绍3 1.2.1ARM的历史背景3 1.2.2ARM系列简介4 1.2.3ARM的发展趋势6 1.3RISC-V架构介绍7 1.3.1RISC-V架构的历史背景7 1.3.2RISC-V架构的发展趋势7 本章小结7 第2章RISC-V指令集架构简介8 2.1RISC-V架构设计特点8 2.2RISC-V架构特性8 2.3RISC-V与其他架构的比较14 2.4RISC-V与CH32V103的关系15 本章小结15 第3章RISC-V架构的中断和异常16 3.1RISC-V中断和异常概述16 3.1.1中断概述16 3.1.2异常概述16 3.2RISC-V中断机制17 3.2.1中断类型17 3.2.2中断屏蔽17 3.2.3中断级别、优先级与仲裁18 3.2.4进入中断处理18 3.2.5退出中断处理18 3.2.6中断嵌套19 3.3RISC-V异常机制19 3.3.1异常屏蔽19 3.3.2异常的优先级20 3.3.3进入异常处理模式20 3.3.4退出异常处理模式20 3.3.5异常服务程序20 3.4CSR寄存器介绍21 本章小结26 第4章CH32V103硬件基础27 4.1CH32系列单片机外部结构28 4.1.1CH32系列单片机命名规则28 4.1.2CH32系列单片机引脚功能29 4.2CH32V103单片机内部结构30 4.2.1CH32V103单片机内部总线结构30 4.2.2CH32V103单片机内部时钟系统32 4.2.3CH32V103单片机内部复位系统34 4.2.4CH32V103单片机内部存储器结构35 4.3CH32V103最小系统设计36 本章小结38 第5章CH32V103软件开发环境39 5.1开发软件MRS简介与安装39 5.2软件环境42 5.3创建项目43 5.4编译代码45 5.5下载代码51 5.6调试代码52 本章小结55 第6章CH32单片机的输入/输出接口GPIO56 6.1GPIO主要特征56 6.2GPIO功能说明58 6.2.1工作模式58 6.2.2外部中断58 6.2.3复用功能58 6.2.4锁定机制59 6.3GPIO库函数59 6.4GPIO使用流程63 6.4.1普通GPIO配置63 6.4.2引脚复用功能配置63 6.5项目实战:流水灯66 6.5.1硬件设计66 6.5.2软件设计66 6.5.3系统调试68 本章小结69 第7章CH32单片机外部中断EXTI70 7.1CH32V103中断系统组成结构70 7.1.1中断源及中断向量70 7.1.2外部中断系统结构73 7.2中断控制74 7.2.1中断屏蔽控制74 7.2.2中断优先级控制75 7.3中断控制常用库函数介绍76 7.3.1快速可编程中断控制器库函数76 7.3.2CH32V103外部中断EXTI库函数78 7.4外部中断使用流程82 7.4.1PFIC配置82 7.4.2中断端口设置82 7.4.3中断处理83 7.5项目实战:按键中断控制LED灯84 7.5.1硬件设计84 7.5.2软件设计84 7.5.3系统调试89 本章小结89 第8章通用同步异步收发器USART90 8.1串行通信简介90 8.1.1串行通信与并行通信90 8.1.2单工通信、半双工通信与双工通信91 8.1.3同步通信与异步通信91 8.1.4串行异步通信的数据传输格式91 8.2USART的结构及工作方式92 8.2.1结构框图92 8.2.2工作模式94 8.2.3CH32V103串行异步通信的工作方式95 8.3常用库函数介绍96 8.4使用流程103 8.5项目实战:串口数据查询方式收发104 8.5.1硬件设计104 8.5.2软件设计105 8.5.3系统调试107 本章小结108 第9章定时器TIM109 9.1CH32V103定时器概述109 9.1.1定时器类型109 9.1.2计数模式110 9.1.3主要功能介绍110 9.2CH32V103通用定时器的结构111 9.2.1输入时钟112 9.2.2核心计数器112 9.2.3比较捕获通道112 9.2.4通用定时器的功能寄存器113 9.2.5通用定时器的外部触发及输入/输出通道113 9.3CH32V103通用定时器的功能113 9.3.1输入捕获模式114 9.3.2比较输出模式114 9.3.3强制输出模式115 9.3.4PWM输入模式115 9.3.5PWM输出模式115 9.3.6单脉冲模式116 9.3.7编码器模式116 9.3.8定时器同步模式117 9.3.9调试模式117 9.4通用定时器常用库函数117 9.5通用定时器使用流程128 9.5.1PFIC设置128 9.5.2定时器中断配置128 9.5.3定时器中断处理129 9.6项目实战1:准确定时实验129 9.6.1硬件设计129 9.6.2软件设计129 9.6.3系统调试131 9.7项目实战2:脉宽调制131 9.7.1硬件设计131 9.7.2软件设计132 9.7.3系统调试133 本章小结134 第10章看门狗定时器135 10.1CH32V103看门狗概述135 10.2独立看门狗135 10.2.1独立看门狗主要特征135 10.2.2独立看门狗结构框图136 10.3窗口看门狗136 10.3.1窗口看门狗主要特征136 10.3.2窗口看门狗结构框图136 10.3.3窗口看门狗功能说明137 10.4常用库函数介绍138 10.5看门狗使用流程144 10.5.1独立看门狗使用流程144 10.5.2窗口看门狗使用流程144 10.6项目实战1:独立看门狗应用145 10.6.1硬件设计145 10.6.2软件设计145 10.6.3系统调试148 10.7项目实战2:窗口看门狗应用149 10.7.1硬件设计149 10.7.2软件设计149 10.7.3系统调试153 本章小结153 第11章直接存储器访问控制DMA154 11.1CH32V103的DMA控制器154 11.2DMA功能描述155 11.2.1仲裁优先级155 11.2.2DMA配置155 11.2.3循环模式156 11.2.4DMA处理状态156 11.2.5可编程的数据传输总量/数据位宽/对齐方式156 11.2.6DMA请求映射156 11.3DMA常用库函数158 11.4DMA使用流程163 11.4.1PFIC设置163 11.4.2DMA模式及中断配置163 11.4.3DMA中断服务程序164 11.5项目实战:DMA存储器到存储器164 11.5.1硬件设计164 11.5.2软件设计164 11.5.3系统调试168 本章小结168 第12章串行设备通信接口SPI169 12.1SPI总线通信简介169 12.1.1SPI总线的组成169 12.1.2SPI总线的功能170 12.2SPI结构框图170 12.3SPI功能描述171 12.3.1从选择管理171 12.3.2时钟相位与极性172 12.3.3主模式173 12.3.4从模式173 12.3.5单工模式173 12.3.6CRC校验174 12.3.7DMA的SPI通信174 12.3.8错误状态174 12.3.9中断174 12.4SPI常用库函数175 12.5SPI使用流程181 12.6项目实战:W25Q16读写实验182 12.6.1硬件设计183 12.6.2软件设计183 12.6.3系统调试189 本章小结189 第13章内部集成电路总线I2C190 13.1I2C总线通信简介190 13.1.1I2C总线特点190 13.1.2I2C总线术语191 13.1.3I2C物理层191 13.1.4I2C协议层192 13.1.5数据传输格式193 13.2CH32V103的I2C功能与结构框图195 13.3I2C的通信模式196 13.3.1主模式196 13.3.2从模式198 13.3.3错误199 13.3.4时钟延长199 13.3.5SMBus200 13.3.6DMA200 13.3.7中断201 13.3.8包错误校验202 13.4I2C常用库函数介绍202 13.5I2C使用流程213 13.6项目实战:读写EEPROM芯片AT24C02213 13.6.1硬件设计213 13.6.2软件设计217 13.6.3系统调试221 本章小结222 第14章实时时钟RTC223 14.1CH32V103的RTC概述223 14.1.1CH32V103的RTC223 14.1.2UNIX时间戳223 14.2RTC结构框图224 14.3常用库函数介绍225 14.4使用流程230 14.5项目实战:利用RTC实现万年历231 14.5.1硬件设计231 14.5.2软件设计232 14.5.3系统调试238 本章小结238 第15章循环冗余校验CRC239 15.1CRC校验概述239 15.2CH32V103中的CRC计算单元239 15.2.1主要特征239 15.2.2功能描述239 15.2.3结构框图240 15.3CRC应用240 15.4常用库函数介绍240 15.5项目实战:CRC数据校验243 15.5.1硬件设计243 15.5.2软件设计243 15.5.3系统调试244 本章小结244 第16章模/数转换器ADC245 16.1ADC概述245 16.1.1ADC分类245 16.1.2ADC性能指标245 16.2CH32V103的ADC简介246 16.3CH32V103的ADC结构框图246 16.4ADC的功能描述248 16.4.1开关、时钟及通道248 16.4.2转换模式控制249 16.4.3中断和DMA请求250 16.4.4其他功能251 16.5ADC常用库函数介绍253 16.6ADC使用流程269 16.7项目实战:外部电压采集269 16.7.1硬件设计269 16.7.2软件设计270 16.7.3系统调试272 本章小结273 第17章USB全速主机/设备控制器USBHD274 17.1USB简介及协议基础274 17.1.1USB简介274 17.1.2USB的电气特性274 17.1.3USB的插入检测机制274 17.1.4USB的描述符275 17.1.5USB包的结构276 17.1.6USB的四种传输类型277 17.2CH32V103的USBHD主要特征278 17.3功能说明278 17.3.1USB全局寄存器278 17.3.2USB设备控制寄存器278 17.3.3USB主机控制寄存器279 17.4库函数介绍279 17.5项目实战1:U盘文件读写282 17.5.1硬件设计282 17.5.2软件设计282 17.5.3系统调试286 17.6项目实战2:实现CDC串口287 17.6.1硬件设计287 17.6.2软件设计287 17.6.3系统调试288 本章小结289 第18章综合案例:蓝牙加密U盘290 18.1蓝牙加密U盘介绍290 18.2CH573简介290 18.2.1概述290 18.2.2功能说明291 18.2.3系统框图292 18.2.4无线通信介绍293 18.3CH569简介293 18.3.1CH569概述293 18.3.2功能说明293 18.3.3系统框图294 18.3.4SD/EMMC控制器介绍296 18.3.5USB3.0控制器介绍296 18.4硬件设计296 18.5软件设计299 18.6系统调试304 18.6.1CH573程序下载304 18.6.2蓝牙调试306 18.6.3U盘功能测试308 本章小结308 第19章行业应用案例实战:智能家居应用309 19.1机智云物联网开发步骤309 19.1.1创建新项目309 19.1.2安装手机App311 19.1.3自动生成代码313 19.1.4虚拟设备调试314 19.1.5WiFi模块固件烧录316 19.1.6移植机智云代码317 19.1.7App绑定设备317 19.2功能分析318 19.3硬件设计318 19.4软件设计319 19.4.1主程序功能软件设计319 19.4.2温湿度检测软件设计319 19.4.3机智云控制设计321 19.4.4物联网功能实现321 19.5系统调试322 本章小结324 附录ARISC-V伪指令集325 附录BRISC-V寄存器介绍327 B1通用寄存器327 B2控制和状态寄存器328 附录CRISC-V指令编码列表336 C1RV32I指令编码336 C2RV32M指令编码337 C3RV32F指令编码337 C4RV32A指令编码338 C5RV32D指令编码338 C6RV32Q指令编码339 C7RV32C指令编码339 参考文献341 |
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