基于ARM Cortex-M4F内核的MSP432 MCU开发实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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叶国阳 刘铮 徐科军 著

图书标签:

• MSP432
• ARM Cortex-M4F
• 嵌入式系统
• 单片机
• 开发实践
• C语言
• 硬件开发
• 物联网
• 嵌入式开发
• 实践教程

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111587798

版次：1

商品编码：12279215

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 电子电气工程师技术丛书

开本：16开

出版时间：2018-01-01

用纸：胶版纸

页数：312

内容简介

本书以基于ARMCortex-M4F内核的MSP432P401r微控制器为例，全面介绍了MSP432微控制器的结构原理、外设模块、示例程序及应用。全书共分为10章。第1章概述MSP432微控制器；第2章介绍MSP432微控制器软件工程开发基础；第3章介绍MSP432微控制器CPU与存储器；第4章讨论MSP432微控制器中断系统；第5章讨论MSP432微控制器时钟系统与低功耗结构；第6章讲述MSP432微控制器输入输出模块；第7章介绍MSP432微控制器片内通信模块；第8章讨论MSP432微控制器片内控制模块；第9章展示MSP432微控制器应用设计实例——口袋实验套件；第10章讨论基于MSP432微控制器的参考设计。

目录

Contents目　录
前言
第1章　MSP432微控制器概述1
　1.1　MSP432微控制器的诞生及应用1
　1.2　MSP432微控制器的特点4
　1.3　MSP432微控制器应用选型6
　1.4　本章小结6
　1.5　思考题与习题7
第2章　MSP432微控制器软件工程开发基础8
　2.1　MSP432微控制器C语言基础8
　2.2　MSP432微控制器软件工程基础23
　2.3　MSP432微控制器软件开发集成环境CCSv6.126
　2.4　本章小结41
　2.5　思考题与习题42
第3章　MSP432微控制器CPU与存储器43
　3.1　MSP432P4xx系列微控制器结构概述43
　3.2　MSP432P401r微控制器特性、结构和外部引脚46
　3.3　MSP432P401r微控制器CPU的寄存器资源53
　3.4　MSP432微控制器的存储器57
　3.5　本章小结59
　3.6　思考题与习题60
第4章　MSP432微控制器中断系统61
　4.1　中断的基本概念61
　4.2　可嵌套的向量中断控制器NVIC62
　4.3　MSP432微控制器中断源62
　4.4　中断响应过程67
　4.5　中断返回过程67
　4.6　中断应用68
　4.7　本章小结69
　4.8　思考题与习题70
第5章　MSP432微控制器时钟系统与低功耗结构71
　5.1　时钟系统结构与原理71
　5.2　低功耗结构及应用88
　5.3　本章小结96
　5.4　思考题与习题96
第6章　MSP432微控制器输入输出模块97
　6.1　通用I/O端口97
　6.2　模/数转换模块ADC14103
　6.3　比较器E135
　6.4　定时器147
　6.5　本章小结181
　6.6　思考题与习题182
第7章　MSP432微控制器片内通信模块184
　7.1　eUSCI的异步模式——UART184
　7.2　eUSCI的同步模式212
　7.3　eUSCI的I2C模式225
　7.4　本章小结246
　7.5　思考题与习题246
第8章　MSP432微控制器片内控制模块247
　8.1　Flash存储器247
　8.2　DMA控制器261
　8.3　本章小结271
　8.4　思考题与习题272
第9章　MSP432微控制器应用设计实例——口袋实验套件273
　9.1　口袋实验套件概述274
　9.2　测量类实验275
　9.3　综合类实验292
　9.4　本章小结303
　9.5　思考题与习题303
第10章　基于MSP432微控制器的参考设计304
　10.1　IWR1443 77GHz级发射机的功率优化参考设计304
　10.2　电容式触摸MCU和LCD的参考设计307
　10.3　近场通信（NFC）读/写器参考设计309
　10.4　本章小结311
　10.5　思考题与习题311
参考文献312

前言/序言

前　言微控制器(俗称单片机)的应用日趋广泛，这对处理器的综合性能提出了更高的要求。美国德州仪器(TI)公司推出的MSP432微控制器是具有极低功耗的基于ARM Cortex-M4F内核的32位微控制器(MCU），其主频为48MHz，有效功耗只有95μA/MHz，实现了功耗与性能的完美兼得。MSP432微控制器性能优良，将在过程控制、便携仪表、无线通信、能源收集、消费类电子产品和公共事业计量等方面得到广泛的应用。MSP432P401r微控制器是MSP432系列中的第一款。本书以此微控制器为代表，全面介绍MSP432微控制器的原理及应用。全书共分10章，具体内容包括：
第1章介绍MSP432微控制器的发展历史、应用领域和技术特点。
第2章介绍MSP432微控制器软件工程的开发基础，主要讲解MSP432微控制器C语言编程基础、MSP432微控制器的软件编程方法，以及软件开发集成环境CCS的基本操作。
第3章以MSP432P401r微控制器为例，简单介绍MSP432微控制器的结构和特性；同时，介绍Cortex-M4架构、内核及其主要功能，重点介绍MSP432微控制器的CPU和存储器。
第4章介绍中断的一些基本概念，讲解MSP432微控制器具有的中断源及中断处理过程，叙述MSP432微控制器的中断嵌套，并以两个例程介绍MSP432微控制器中断的应用。
第5章重点讲述MSP432微控制器的时钟系统及其低功耗结构。
第6章重点讲述各典型输入输出模块的结构、原理及功能，并给出各个模块的简单应用例程。
第7章详细讲述片内通信模块的结构、原理及功能，包括URAT、SPI和I2C，并给出了简单的数据通信例程。
第8章重点介绍Flash控制器和DMA控制器的结构、原理及功能。
第9章介绍编者实验室自行研制的基于MSP432P401r微控制器的口袋实验套件。实验套件由MSP432P401r LaunchPad(zui小系统)和口袋实验板组成，可完成检测、综合和互动三大类实验。
第10章介绍基于MSP432微控制器的参考设计。
本书由徐科军统筹，由叶国阳、刘铮和徐科军编写。其中，叶国阳编写了前言、第1~8章和第10章，刘铮编写第9章，徐科军审阅了全书。美国德州仪器(TI)公司大学计划的王沁工程师和蒋荣慰工程师对于本书的编写给予了极大的支持，就本书框架的确定和目录的编写提出了许多宝贵的意见。在此，表示衷心的感谢。
本书所附的程序代码来源于TI官网或由编者编写。对于TI官网的程序，读者可登录TI官方网站进行下载，编者编写的程序可登录华章图书（www.hzbook.com）官网下载。
由于水平有限，书中可能存在不妥之处，敬请广大读者批评指正。
编者2017年10月

《嵌入式系统设计与实践：基于Cortex-M系列处理器的通用方法》 图书简介 在飞速发展的嵌入式系统领域，如何高效、可靠地设计和开发面向广泛应用的解决方案，是每一位工程师所面临的核心挑战。本书旨在为广大嵌入式系统开发者提供一套系统而实用的设计方法论，重点关注当前市场主流的ARM Cortex-M系列处理器，通过深入剖析其架构特性、指令集以及相关的开发工具链，帮助读者掌握构建高性能、低功耗嵌入式系统的关键技术。 本书并非聚焦于某一特定型号的微控制器，而是着眼于Cortex-M系列处理器所代表的一类通用计算平台。我们将从最基础的微控制器概念入手，逐步深入到Cortex-M内核的内部机制，包括其流水线设计、中断处理机制、内存管理单元（MMU）或内存保护单元（MPU）的使用，以及浮点单元（FPU）的应用。这些基础知识的掌握，将使读者能够理解不同Cortex-M型号（如M0, M3, M4, M7等）之间的差异与联系，并能够根据项目需求选择最合适的处理器。 本书内容覆盖了嵌入式系统开发的完整生命周期。在硬件层面，我们将讨论常见的嵌入式硬件接口，如GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC、PWM等，并结合Cortex-M系列处理器的通用总线架构，讲解如何高效地与这些外设进行交互。读者将学习到如何利用处理器的寄存器级操作来直接控制硬件，同时也会介绍更高级的抽象层，如标准外设库（Standard Peripheral Library）或HAL（Hardware Abstraction Layer）库，以提高代码的可移植性和开发效率。 在软件开发方面，本书将强调使用C语言作为主要的开发语言，并探讨C++在嵌入式开发中的应用。我们将详细讲解嵌入式C语言编程的特有技巧，包括指针的使用、内存管理、位操作以及如何编写高效、紧凑的代码。同时，本书也将介绍实时操作系统（RTOS）的概念和基本原理，如任务调度、进程间通信（IPC）、信号量、互斥锁等。我们将通过实例演示，说明如何选择和集成一个轻量级的RTOS，以解决多任务并发、资源共享等复杂问题。即使不使用RTOS，读者也将学习到如何通过有限状态机（FSM）等方式来管理程序的逻辑流程。 调试是嵌入式开发中至关重要的一环。本书将投入大量篇幅介绍各种调试技术和工具。从基本的串口打印调试，到使用JTAG/SWD接口的硬件调试器（如OpenOCD, ST-Link, J-Link等），再到调试器提供的断点、单步执行、观察变量、内存查看等高级功能，读者将全面掌握定位和解决软件错误的技巧。此外，我们还会介绍静态代码分析工具和代码覆盖率工具，以帮助开发者提升代码质量和可靠性。 对于追求高性能和低功耗的应用，本书将提供相关的优化策略。在性能优化方面，我们将讨论指令集的使用、编译器优化选项的设置、 Cache 的利用以及流水线效率的提升。在功耗优化方面，我们将深入研究处理器的低功耗模式（如Sleep, Stop, Standby模式），学习如何通过合理的软件设计和硬件配置来最大限度地降低功耗，满足电池供电或节能要求的应用场景。 本书的另一大亮点在于其通用性。我们不会局限于任何特定的开发板或集成开发环境（IDE）。相反，本书将提供适用于多种主流IDE（如Keil MDK, IAR Embedded Workbench, STM32CubeIDE, VS Code with PlatformIO等）的通用示例代码和开发流程。读者可以通过本书学习到的方法，将其迁移到自己选择的硬件平台和开发工具链上。我们将介绍跨平台编译、构建系统（如CMake）的使用，以及如何利用现有的开源库来加速开发进程。 本书还将探讨一些嵌入式系统设计的高级主题，例如： 传感器接口与数据采集： 详细讲解如何连接和读取各种传感器（温度、湿度、加速度、陀螺等）的数据，并通过ADC进行数字化，进行数据预处理和滤波。 通信协议栈： 介绍常用的嵌入式通信协议，如TCP/IP（对于支持网络接口的Cortex-M处理器）、MQTT（用于物联网通信），以及低功耗蓝牙（BLE）等，并提供相关的开发指导。 嵌入式GUI设计： 对于需要用户界面的应用，我们将介绍如何使用轻量级的GUI库，设计和实现简单的图形界面，包括按键、文本框、图表等元素的绘制和交互。 固件更新（OTA）机制： 探讨远程固件更新的实现原理和关键技术，包括安全性和可靠性的考虑。 嵌入式安全基础： 介绍嵌入式系统面临的安全威胁，以及一些基本的安全防护措施，如代码签名、加密存储等。 本书的编写风格力求严谨、清晰、易于理解。每个章节都包含丰富的理论讲解、原理剖析和实际代码示例。我们提倡“动手实践”的学习方式，并鼓励读者在阅读过程中进行大量的实验和验证。通过循序渐进的引导，读者将能够逐步建立起坚实的嵌入式系统开发能力，并能够独立解决实际工程项目中的各种挑战。 本书适合于： 计算机科学、电子工程、自动化等相关专业的在校学生。 希望进入嵌入式开发领域的初学者。 有一定嵌入式开发经验，但希望系统性学习Cortex-M系列处理器和通用嵌入式开发方法的工程师。 需要为项目选择和使用Cortex-M系列微控制器进行开发的研发人员。 对物联网、智能硬件、工业控制等领域感兴趣的开发者。 无论您是刚刚踏入嵌入式开发的殿堂，还是希望提升自身技术水平，本书都将是您不可多得的参考指南。我们相信，通过深入学习本书内容，并结合实际项目经验，您将能够成为一名出色的嵌入式系统开发者，为创造更智能、更互联的未来贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题给我留下了深刻的印象，"基于ARM Cortex-M4F内核的MSP432 MCU开发实践"——光是这几个字就充满了吸引力。我最近一直在寻找一本能够真正深入讲解MSP432微控制器实际应用的教材，而这本书的定位似乎非常契合我的需求。Cortex-M4F内核本身就代表着强大的性能和丰富的浮点运算能力，这对于我正在进行的一些信号处理和控制算法开发来说至关重要。MSP432作为TI推出的这款集成了M4F内核的MCU，我相信它在功耗、外设集成以及生态系统方面都有其独到之处。我尤其期待书中能够详细阐述MSP432的各种外设，比如ADC、DAC、定时器、PWM，甚至是一些更高级的通信接口如SPI、I2C、UART，以及可能存在的CAN或USB。我希望这本书不仅仅是罗列这些硬件的功能，而是能够通过大量的实际开发案例，展示如何巧妙地运用这些外设来解决工程中的实际问题。例如，我希望能够看到如何用定时器精确控制PWM信号，如何利用ADC采集高精度模拟量并进行滤波处理，如何在不同功耗模式下优化MSP432的能耗表现，以及如何高效地移植或开发RTOS来管理复杂任务。这本书能否提供清晰的代码示例、详细的电路连接图和深入的原理分析，将是我评价其价值的关键。如果它能带领读者从最基础的GPIO操作，逐步过渡到复杂的外设组合应用，最终实现一些具有代表性的项目，那将是极具价值的。

评分☆☆☆☆☆

我最近对MSP432系列微控制器非常感兴趣，尤其关注其在低功耗和高性能方面的平衡。ARM Cortex-M4F内核提供的浮点运算能力和DSP指令集，对于我正在研究的一些信号处理算法应用来说，具有非常大的吸引力。我希望这本书能够深入探讨MSP432的各种低功耗模式，以及如何根据应用场景选择最优的功耗管理策略。例如，如何利用唤醒源、睡眠模式、以及外设的时钟门控来最大限度地延长设备的电池寿命，这对我来说是至关重要的。此外，我也很想了解MSP432的ADC和DAC的性能特点，以及如何利用它们来实现精确的数据采集和模拟信号生成。我期待书中能够提供一些关于如何进行功耗分析和优化的实际方法，甚至是一些工具的使用技巧。如果书中能够包含一些实际的物联网应用案例，例如低功耗无线通信模块的设计，或者通过MSP432实现的数据采集节点，那就更完美了。我希望这本书能够提供清晰的电路图和代码示例，并且对其中的关键算法进行详细的解释。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对我来说简直是雪中送炭。我从事嵌入式开发多年，接触过不少不同系列的MCU，但对MSP432系列始终抱着浓厚的兴趣，主要原因在于它采用了Cortex-M4F核心，这让我在性能上有了更大的信心，同时MSP432在功耗控制方面的优秀表现也给我留下了深刻印象，特别适合我目前正在参与的那些对电池续航有极高要求的项目。我非常希望这本书能够真正做到“实践”，也就是说，它不仅仅是理论的堆砌，而是能够提供大量的、可操作的、能够直接在MSP432开发板上运行的实例代码。我期待书中能够详细介绍如何搭建开发环境，如何使用TI官方提供的CCS (Code Composer Studio) 或者其他IDE，以及如何进行调试。更重要的是，我希望能看到如何利用MSP432丰富的硬件资源来解决实际问题，比如如何实现低功耗的传感器数据采集和无线传输，如何进行音频信号的处理和输出，以及如何构建一个简单的嵌入式GUI界面。这本书如果能够详细讲解MSP432的时钟系统、中断机制、DMA控制器以及内存管理，那对我深入理解其工作原理将大有裨益。我希望能从中学到一些“巧劲”，比如如何通过代码优化来进一步提升性能和降低功耗，以及如何有效地进行外设的配置和管理。

评分☆☆☆☆☆

对于这本书的期待，主要是希望它能真正帮助我理解Cortex-M4F内核在MSP432上的具体应用。过去我接触过一些其他系列的MCU，但对于TI的MSP432，特别是其在功耗效率和性能上的表现，一直很想深入了解。我最看重的是书中能否提供清晰、易懂的开发流程和调试技巧。我希望能看到如何从零开始，在MSP432平台上实现一些经典的功能，比如如何使用定时器来生成精确的波形，如何利用SPI或I2C接口与其他传感器或设备进行通信，以及如何实现中断服务程序的编写和优化。如果书中能够详细介绍MSP432的内存架构，比如FLASH和RAM的组织方式，以及如何进行高效的内存访问，那将对我理解和优化代码非常有帮助。此外，我也非常希望能够学习到如何在MSP432上进行嵌入式系统的实时操作系统（RTOS）移植和开发，例如FreeRTOS，并且能够理解多任务调度、任务间通信和同步等核心概念。这本书能否提供不同难度的项目案例，从简单到复杂，循序渐进地引导读者掌握MSP432的开发技能，是我评价其价值的重要标准。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能够指导我充分利用MSP432微控制器强大功能的书籍。ARM Cortex-M4F内核所带来的浮点运算和DSP能力，让我对它在一些高性能计算任务中的应用充满了期待。我希望这本书能够提供详实的关于MSP432系列中不同型号的具体参数和选型指导，例如它们的FLASH大小、RAM容量、以及集成的外设种类等。我尤其关注书中关于MSP432的ADC和DAC性能的深入分析，希望能够了解到其采样率、分辨率、以及精度等关键指标，并且有实际的应用案例来展示如何利用这些特性实现精确的信号采集和处理。此外，我也对MSP432的通信接口，如UART、SPI、I2C，以及可能存在的CAN总线和USB接口的详细讲解非常感兴趣。我希望书中能够包含一些关于如何实现高效的数据传输和通信协议栈的开发技巧。如果书中还能涉及一些高级的嵌入式软件开发实践，例如如何进行单元测试、代码重构，以及如何使用版本控制工具进行项目管理，那这本书的实用价值将大大提升。