基於ARM Cortex-M4F內核的MSP432 MCU開發實踐 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

葉國陽 劉錚 徐科軍 著

圖書標籤:

• MSP432
• ARM Cortex-M4F
• 嵌入式係統
• 單片機
• 開發實踐
• C語言
• 硬件開發
• 物聯網
• 嵌入式開發
• 實踐教程

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111587798

版次：1

商品編碼：12279215

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 電子電氣工程師技術叢書

開本：16開

齣版時間：2018-01-01

用紙：膠版紙

頁數：312

內容簡介

本書以基於ARMCortex-M4F內核的MSP432P401r微控製器為例，全麵介紹瞭MSP432微控製器的結構原理、外設模塊、示例程序及應用。全書共分為10章。第1章概述MSP432微控製器；第2章介紹MSP432微控製器軟件工程開發基礎；第3章介紹MSP432微控製器CPU與存儲器；第4章討論MSP432微控製器中斷係統；第5章討論MSP432微控製器時鍾係統與低功耗結構；第6章講述MSP432微控製器輸入輸齣模塊；第7章介紹MSP432微控製器片內通信模塊；第8章討論MSP432微控製器片內控製模塊；第9章展示MSP432微控製器應用設計實例——口袋實驗套件；第10章討論基於MSP432微控製器的參考設計。

目錄

Contents目　錄
前言
第1章　MSP432微控製器概述1
　1.1　MSP432微控製器的誕生及應用1
　1.2　MSP432微控製器的特點4
　1.3　MSP432微控製器應用選型6
　1.4　本章小結6
　1.5　思考題與習題7
第2章　MSP432微控製器軟件工程開發基礎8
　2.1　MSP432微控製器C語言基礎8
　2.2　MSP432微控製器軟件工程基礎23
　2.3　MSP432微控製器軟件開發集成環境CCSv6.126
　2.4　本章小結41
　2.5　思考題與習題42
第3章　MSP432微控製器CPU與存儲器43
　3.1　MSP432P4xx係列微控製器結構概述43
　3.2　MSP432P401r微控製器特性、結構和外部引腳46
　3.3　MSP432P401r微控製器CPU的寄存器資源53
　3.4　MSP432微控製器的存儲器57
　3.5　本章小結59
　3.6　思考題與習題60
第4章　MSP432微控製器中斷係統61
　4.1　中斷的基本概念61
　4.2　可嵌套的嚮量中斷控製器NVIC62
　4.3　MSP432微控製器中斷源62
　4.4　中斷響應過程67
　4.5　中斷返迴過程67
　4.6　中斷應用68
　4.7　本章小結69
　4.8　思考題與習題70
第5章　MSP432微控製器時鍾係統與低功耗結構71
　5.1　時鍾係統結構與原理71
　5.2　低功耗結構及應用88
　5.3　本章小結96
　5.4　思考題與習題96
第6章　MSP432微控製器輸入輸齣模塊97
　6.1　通用I/O端口97
　6.2　模/數轉換模塊ADC14103
　6.3　比較器E135
　6.4　定時器147
　6.5　本章小結181
　6.6　思考題與習題182
第7章　MSP432微控製器片內通信模塊184
　7.1　eUSCI的異步模式——UART184
　7.2　eUSCI的同步模式212
　7.3　eUSCI的I2C模式225
　7.4　本章小結246
　7.5　思考題與習題246
第8章　MSP432微控製器片內控製模塊247
　8.1　Flash存儲器247
　8.2　DMA控製器261
　8.3　本章小結271
　8.4　思考題與習題272
第9章　MSP432微控製器應用設計實例——口袋實驗套件273
　9.1　口袋實驗套件概述274
　9.2　測量類實驗275
　9.3　綜閤類實驗292
　9.4　本章小結303
　9.5　思考題與習題303
第10章　基於MSP432微控製器的參考設計304
　10.1　IWR1443 77GHz級發射機的功率優化參考設計304
　10.2　電容式觸摸MCU和LCD的參考設計307
　10.3　近場通信（NFC）讀/寫器參考設計309
　10.4　本章小結311
　10.5　思考題與習題311
參考文獻312

前言/序言

前　言微控製器(俗稱單片機)的應用日趨廣泛，這對處理器的綜閤性能提齣瞭更高的要求。美國德州儀器(TI)公司推齣的MSP432微控製器是具有極低功耗的基於ARM Cortex-M4F內核的32位微控製器(MCU），其主頻為48MHz，有效功耗隻有95μA/MHz，實現瞭功耗與性能的完美兼得。MSP432微控製器性能優良，將在過程控製、便攜儀錶、無綫通信、能源收集、消費類電子産品和公共事業計量等方麵得到廣泛的應用。MSP432P401r微控製器是MSP432係列中的第一款。本書以此微控製器為代錶，全麵介紹MSP432微控製器的原理及應用。全書共分10章，具體內容包括：
第1章介紹MSP432微控製器的發展曆史、應用領域和技術特點。
第2章介紹MSP432微控製器軟件工程的開發基礎，主要講解MSP432微控製器C語言編程基礎、MSP432微控製器的軟件編程方法，以及軟件開發集成環境CCS的基本操作。
第3章以MSP432P401r微控製器為例，簡單介紹MSP432微控製器的結構和特性；同時，介紹Cortex-M4架構、內核及其主要功能，重點介紹MSP432微控製器的CPU和存儲器。
第4章介紹中斷的一些基本概念，講解MSP432微控製器具有的中斷源及中斷處理過程，敘述MSP432微控製器的中斷嵌套，並以兩個例程介紹MSP432微控製器中斷的應用。
第5章重點講述MSP432微控製器的時鍾係統及其低功耗結構。
第6章重點講述各典型輸入輸齣模塊的結構、原理及功能，並給齣各個模塊的簡單應用例程。
第7章詳細講述片內通信模塊的結構、原理及功能，包括URAT、SPI和I2C，並給齣瞭簡單的數據通信例程。
第8章重點介紹Flash控製器和DMA控製器的結構、原理及功能。
第9章介紹編者實驗室自行研製的基於MSP432P401r微控製器的口袋實驗套件。實驗套件由MSP432P401r LaunchPad(zui小係統)和口袋實驗闆組成，可完成檢測、綜閤和互動三大類實驗。
第10章介紹基於MSP432微控製器的參考設計。
本書由徐科軍統籌，由葉國陽、劉錚和徐科軍編寫。其中，葉國陽編寫瞭前言、第1~8章和第10章，劉錚編寫第9章，徐科軍審閱瞭全書。美國德州儀器(TI)公司大學計劃的王沁工程師和蔣榮慰工程師對於本書的編寫給予瞭極大的支持，就本書框架的確定和目錄的編寫提齣瞭許多寶貴的意見。在此，錶示衷心的感謝。
本書所附的程序代碼來源於TI官網或由編者編寫。對於TI官網的程序，讀者可登錄TI官方網站進行下載，編者編寫的程序可登錄華章圖書（www.hzbook.com）官網下載。
由於水平有限，書中可能存在不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。
編者2017年10月

《嵌入式係統設計與實踐：基於Cortex-M係列處理器的通用方法》 圖書簡介 在飛速發展的嵌入式係統領域，如何高效、可靠地設計和開發麵嚮廣泛應用的解決方案，是每一位工程師所麵臨的核心挑戰。本書旨在為廣大嵌入式係統開發者提供一套係統而實用的設計方法論，重點關注當前市場主流的ARM Cortex-M係列處理器，通過深入剖析其架構特性、指令集以及相關的開發工具鏈，幫助讀者掌握構建高性能、低功耗嵌入式係統的關鍵技術。 本書並非聚焦於某一特定型號的微控製器，而是著眼於Cortex-M係列處理器所代錶的一類通用計算平颱。我們將從最基礎的微控製器概念入手，逐步深入到Cortex-M內核的內部機製，包括其流水綫設計、中斷處理機製、內存管理單元（MMU）或內存保護單元（MPU）的使用，以及浮點單元（FPU）的應用。這些基礎知識的掌握，將使讀者能夠理解不同Cortex-M型號（如M0, M3, M4, M7等）之間的差異與聯係，並能夠根據項目需求選擇最閤適的處理器。 本書內容覆蓋瞭嵌入式係統開發的完整生命周期。在硬件層麵，我們將討論常見的嵌入式硬件接口，如GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC、PWM等，並結閤Cortex-M係列處理器的通用總綫架構，講解如何高效地與這些外設進行交互。讀者將學習到如何利用處理器的寄存器級操作來直接控製硬件，同時也會介紹更高級的抽象層，如標準外設庫（Standard Peripheral Library）或HAL（Hardware Abstraction Layer）庫，以提高代碼的可移植性和開發效率。 在軟件開發方麵，本書將強調使用C語言作為主要的開發語言，並探討C++在嵌入式開發中的應用。我們將詳細講解嵌入式C語言編程的特有技巧，包括指針的使用、內存管理、位操作以及如何編寫高效、緊湊的代碼。同時，本書也將介紹實時操作係統（RTOS）的概念和基本原理，如任務調度、進程間通信（IPC）、信號量、互斥鎖等。我們將通過實例演示，說明如何選擇和集成一個輕量級的RTOS，以解決多任務並發、資源共享等復雜問題。即使不使用RTOS，讀者也將學習到如何通過有限狀態機（FSM）等方式來管理程序的邏輯流程。 調試是嵌入式開發中至關重要的一環。本書將投入大量篇幅介紹各種調試技術和工具。從基本的串口打印調試，到使用JTAG/SWD接口的硬件調試器（如OpenOCD, ST-Link, J-Link等），再到調試器提供的斷點、單步執行、觀察變量、內存查看等高級功能，讀者將全麵掌握定位和解決軟件錯誤的技巧。此外，我們還會介紹靜態代碼分析工具和代碼覆蓋率工具，以幫助開發者提升代碼質量和可靠性。 對於追求高性能和低功耗的應用，本書將提供相關的優化策略。在性能優化方麵，我們將討論指令集的使用、編譯器優化選項的設置、 Cache 的利用以及流水綫效率的提升。在功耗優化方麵，我們將深入研究處理器的低功耗模式（如Sleep, Stop, Standby模式），學習如何通過閤理的軟件設計和硬件配置來最大限度地降低功耗，滿足電池供電或節能要求的應用場景。 本書的另一大亮點在於其通用性。我們不會局限於任何特定的開發闆或集成開發環境（IDE）。相反，本書將提供適用於多種主流IDE（如Keil MDK, IAR Embedded Workbench, STM32CubeIDE, VS Code with PlatformIO等）的通用示例代碼和開發流程。讀者可以通過本書學習到的方法，將其遷移到自己選擇的硬件平颱和開發工具鏈上。我們將介紹跨平颱編譯、構建係統（如CMake）的使用，以及如何利用現有的開源庫來加速開發進程。 本書還將探討一些嵌入式係統設計的高級主題，例如： 傳感器接口與數據采集： 詳細講解如何連接和讀取各種傳感器（溫度、濕度、加速度、陀螺等）的數據，並通過ADC進行數字化，進行數據預處理和濾波。 通信協議棧： 介紹常用的嵌入式通信協議，如TCP/IP（對於支持網絡接口的Cortex-M處理器）、MQTT（用於物聯網通信），以及低功耗藍牙（BLE）等，並提供相關的開發指導。 嵌入式GUI設計： 對於需要用戶界麵的應用，我們將介紹如何使用輕量級的GUI庫，設計和實現簡單的圖形界麵，包括按鍵、文本框、圖錶等元素的繪製和交互。 固件更新（OTA）機製： 探討遠程固件更新的實現原理和關鍵技術，包括安全性和可靠性的考慮。 嵌入式安全基礎： 介紹嵌入式係統麵臨的安全威脅，以及一些基本的安全防護措施，如代碼簽名、加密存儲等。 本書的編寫風格力求嚴謹、清晰、易於理解。每個章節都包含豐富的理論講解、原理剖析和實際代碼示例。我們提倡“動手實踐”的學習方式，並鼓勵讀者在閱讀過程中進行大量的實驗和驗證。通過循序漸進的引導，讀者將能夠逐步建立起堅實的嵌入式係統開發能力，並能夠獨立解決實際工程項目中的各種挑戰。 本書適閤於： 計算機科學、電子工程、自動化等相關專業的在校學生。 希望進入嵌入式開發領域的初學者。 有一定嵌入式開發經驗，但希望係統性學習Cortex-M係列處理器和通用嵌入式開發方法的工程師。 需要為項目選擇和使用Cortex-M係列微控製器進行開發的研發人員。 對物聯網、智能硬件、工業控製等領域感興趣的開發者。 無論您是剛剛踏入嵌入式開發的殿堂，還是希望提升自身技術水平，本書都將是您不可多得的參考指南。我們相信，通過深入學習本書內容，並結閤實際項目經驗，您將能夠成為一名齣色的嵌入式係統開發者，為創造更智能、更互聯的未來貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題給我留下瞭深刻的印象，"基於ARM Cortex-M4F內核的MSP432 MCU開發實踐"——光是這幾個字就充滿瞭吸引力。我最近一直在尋找一本能夠真正深入講解MSP432微控製器實際應用的教材，而這本書的定位似乎非常契閤我的需求。Cortex-M4F內核本身就代錶著強大的性能和豐富的浮點運算能力，這對於我正在進行的一些信號處理和控製算法開發來說至關重要。MSP432作為TI推齣的這款集成瞭M4F內核的MCU，我相信它在功耗、外設集成以及生態係統方麵都有其獨到之處。我尤其期待書中能夠詳細闡述MSP432的各種外設，比如ADC、DAC、定時器、PWM，甚至是一些更高級的通信接口如SPI、I2C、UART，以及可能存在的CAN或USB。我希望這本書不僅僅是羅列這些硬件的功能，而是能夠通過大量的實際開發案例，展示如何巧妙地運用這些外設來解決工程中的實際問題。例如，我希望能夠看到如何用定時器精確控製PWM信號，如何利用ADC采集高精度模擬量並進行濾波處理，如何在不同功耗模式下優化MSP432的能耗錶現，以及如何高效地移植或開發RTOS來管理復雜任務。這本書能否提供清晰的代碼示例、詳細的電路連接圖和深入的原理分析，將是我評價其價值的關鍵。如果它能帶領讀者從最基礎的GPIO操作，逐步過渡到復雜的外設組閤應用，最終實現一些具有代錶性的項目，那將是極具價值的。

評分☆☆☆☆☆

對於這本書的期待，主要是希望它能真正幫助我理解Cortex-M4F內核在MSP432上的具體應用。過去我接觸過一些其他係列的MCU，但對於TI的MSP432，特彆是其在功耗效率和性能上的錶現，一直很想深入瞭解。我最看重的是書中能否提供清晰、易懂的開發流程和調試技巧。我希望能看到如何從零開始，在MSP432平颱上實現一些經典的功能，比如如何使用定時器來生成精確的波形，如何利用SPI或I2C接口與其他傳感器或設備進行通信，以及如何實現中斷服務程序的編寫和優化。如果書中能夠詳細介紹MSP432的內存架構，比如FLASH和RAM的組織方式，以及如何進行高效的內存訪問，那將對我理解和優化代碼非常有幫助。此外，我也非常希望能夠學習到如何在MSP432上進行嵌入式係統的實時操作係統（RTOS）移植和開發，例如FreeRTOS，並且能夠理解多任務調度、任務間通信和同步等核心概念。這本書能否提供不同難度的項目案例，從簡單到復雜，循序漸進地引導讀者掌握MSP432的開發技能，是我評價其價值的重要標準。

評分☆☆☆☆☆

我最近對MSP432係列微控製器非常感興趣，尤其關注其在低功耗和高性能方麵的平衡。ARM Cortex-M4F內核提供的浮點運算能力和DSP指令集，對於我正在研究的一些信號處理算法應用來說，具有非常大的吸引力。我希望這本書能夠深入探討MSP432的各種低功耗模式，以及如何根據應用場景選擇最優的功耗管理策略。例如，如何利用喚醒源、睡眠模式、以及外設的時鍾門控來最大限度地延長設備的電池壽命，這對我來說是至關重要的。此外，我也很想瞭解MSP432的ADC和DAC的性能特點，以及如何利用它們來實現精確的數據采集和模擬信號生成。我期待書中能夠提供一些關於如何進行功耗分析和優化的實際方法，甚至是一些工具的使用技巧。如果書中能夠包含一些實際的物聯網應用案例，例如低功耗無綫通信模塊的設計，或者通過MSP432實現的數據采集節點，那就更完美瞭。我希望這本書能夠提供清晰的電路圖和代碼示例，並且對其中的關鍵算法進行詳細的解釋。

評分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠指導我充分利用MSP432微控製器強大功能的書籍。ARM Cortex-M4F內核所帶來的浮點運算和DSP能力，讓我對它在一些高性能計算任務中的應用充滿瞭期待。我希望這本書能夠提供詳實的關於MSP432係列中不同型號的具體參數和選型指導，例如它們的FLASH大小、RAM容量、以及集成的外設種類等。我尤其關注書中關於MSP432的ADC和DAC性能的深入分析，希望能夠瞭解到其采樣率、分辨率、以及精度等關鍵指標，並且有實際的應用案例來展示如何利用這些特性實現精確的信號采集和處理。此外，我也對MSP432的通信接口，如UART、SPI、I2C，以及可能存在的CAN總綫和USB接口的詳細講解非常感興趣。我希望書中能夠包含一些關於如何實現高效的數據傳輸和通信協議棧的開發技巧。如果書中還能涉及一些高級的嵌入式軟件開發實踐，例如如何進行單元測試、代碼重構，以及如何使用版本控製工具進行項目管理，那這本書的實用價值將大大提升。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，對我來說簡直是雪中送炭。我從事嵌入式開發多年，接觸過不少不同係列的MCU，但對MSP432係列始終抱著濃厚的興趣，主要原因在於它采用瞭Cortex-M4F核心，這讓我在性能上有瞭更大的信心，同時MSP432在功耗控製方麵的優秀錶現也給我留下瞭深刻印象，特彆適閤我目前正在參與的那些對電池續航有極高要求的項目。我非常希望這本書能夠真正做到“實踐”，也就是說，它不僅僅是理論的堆砌，而是能夠提供大量的、可操作的、能夠直接在MSP432開發闆上運行的實例代碼。我期待書中能夠詳細介紹如何搭建開發環境，如何使用TI官方提供的CCS (Code Composer Studio) 或者其他IDE，以及如何進行調試。更重要的是，我希望能看到如何利用MSP432豐富的硬件資源來解決實際問題，比如如何實現低功耗的傳感器數據采集和無綫傳輸，如何進行音頻信號的處理和輸齣，以及如何構建一個簡單的嵌入式GUI界麵。這本書如果能夠詳細講解MSP432的時鍾係統、中斷機製、DMA控製器以及內存管理，那對我深入理解其工作原理將大有裨益。我希望能從中學到一些“巧勁”，比如如何通過代碼優化來進一步提升性能和降低功耗，以及如何有效地進行外設的配置和管理。