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RISC-V嵌入式開發(fā)實踐——基于CH32V307微控制器

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出版社:北京航空航天大學出版社出版時間:2022-04-01
開本: 其他 頁數(shù): 332
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RISC-V嵌入式開發(fā)實踐——基于CH32V307微控制器 版權信息

RISC-V嵌入式開發(fā)實踐——基于CH32V307微控制器 本書特色

① 作者資深。主編王宜懷教授為蘇州大學嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)研究所所長,蘇州大學-沁恒RISC-V協(xié)同創(chuàng)新中心主任,江蘇省計算機學會嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)委員會主任,中國軟件行業(yè)協(xié)會嵌入式系統(tǒng)分會理事,教學、科研成果顯著,撰寫嵌入式系統(tǒng)方面著作十余部,獲得發(fā)明專利三十余項。 ② 結構科學。書中以嵌入式硬件構件及底層軟件構件設計為主線,基于嵌入式軟件工程的思想,按照“通用知識—驅動構件使用方法—測試實例—構件制作過程”的線條,逐步闡述電子系統(tǒng)智能化嵌入式應用的軟件與硬件設計。 ③ 內容新穎。本書在蘇州大學嵌入式團隊幾十年教學積累的基礎上,基于沁恒微電子的RISC-V架構CH32V307微控制器構建通用嵌入式計算機GEC生態(tài)系統(tǒng),形成了相對完備的教學及實踐系統(tǒng)。 ④ 實例化教學。書中設計了大量的測試用例,也提供了所有模板完整的底層驅動構件化封裝程序。 ⑤ 本書設計了可直接進行實踐的硬件系統(tǒng)AHL- CH32V307,該系統(tǒng)簡捷、便利,可邊學邊實踐,詳情見書中介紹。

RISC-V嵌入式開發(fā)實踐——基于CH32V307微控制器 內容簡介

本書以南京沁恒微電子的RISC-V內核的CH32系列微控制器為藍本、以知識要素為核心、以構件化為基礎闡述嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實踐,同時本書隨附實踐硬件系統(tǒng)。全書共13章,其中第1章在運行一個嵌入式系統(tǒng)實例基礎上簡要闡述嵌入式系統(tǒng)的知識體系、學習誤區(qū)與學習建議;第2章給出RISC-V處理器簡介;第3章給出MCU存儲映像、中斷源與硬件*小系統(tǒng)。第4章以GPIO為例給出規(guī)范的工程組織框架,闡述底層驅動應用方法;第5章闡述嵌入式硬件構件與底層驅動構件基本規(guī)范。第6章給出串行通信接口UART及個帶中斷的實例。~6章囊括了學習一個微控制器入

RISC-V嵌入式開發(fā)實踐——基于CH32V307微控制器 目錄

第1章 概述
1.1 初識嵌入式系統(tǒng)
1.1.1 運行硬件系統(tǒng)
1.1.2 實踐體系簡介
1.1.3 編譯、下載與運行**個嵌入式程序
1.2 嵌入式系統(tǒng)的定義、發(fā)展簡史、分類及特點
1.2.1 嵌入式系統(tǒng)的定義
1.2.2 嵌入式系統(tǒng)的由來及發(fā)展簡史
1.2.3 嵌入式系統(tǒng)的分類
1.2.4 嵌入式系統(tǒng)的特點
1.3 嵌入式系統(tǒng)的學習困惑、知識體系及學習建議
1.3.1 嵌入式系統(tǒng)的學習困惑
1.3.2 嵌入式系統(tǒng)的知識體系
1.3.3 基礎階段的學習建議
1.4 微控制器與應用處理器簡介
1.4.1 MCU簡介
1.4.2 以MCU為核心的嵌入式測控產(chǎn)品的基本組成
1.4.3 MAP簡介
1.5 嵌入式系統(tǒng)常用術語
1.5.1 與硬件相關的術語
1.5.2 與通信相關的術語
1.5.3 與功能模塊相關的術語
本章小結
習題

第2章 RISC-V架構微處理器
2.1 RISC-V概述與青稞V4F微處理器簡介
2.1.1 RISC-V概述
2.1.2 青稞V4F微處理器內部結構概要
2.1.3 寄存器通用基礎知識及相關基本概念
2.1.4 青稞V4F微處理器的內部寄存器
2.2 尋址方式與機器碼的獲取方法
2.2.1 指令保留字簡表與尋址方式
2.2.2 機器碼的獲取方法
2.3 RISC-V基本指令分類解析
2.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令
2.3.2 數(shù)據(jù)操作類指令
2.3.3 跳轉類指令
2.3.4 CSR類指令
2.3.5 其他指令
2.4 匯編語言的基本語法
2.4.1 匯編語言的格式
2.4.2 常用偽指令簡介
本章小結
習題

第3章 存儲器映像、中斷源與硬件*小系統(tǒng)
3.1 CH32V307系列MCU概述
3.1.1 CH32V307系列MCU命名規(guī)則
3.1.2 CH32V307存儲器映像
3.1.3 CH32V307中斷源
3.2 CH32V307的引腳圖與硬件*小系統(tǒng)
3.2.1 CH32V307的引腳圖
3.2.2 CH32V307硬件*小系統(tǒng)原理圖
3.3 由MCU構建通用嵌入式計算機
3.3.1 嵌入式終端開發(fā)方式存在的問題與解決辦法
3.3.2 提出GEC概念的時機、GEC的定義與特點
3.3.3 由CH32V307VCT6構成的GEC
本章小結
習題

第4章 GPIO及程序框架
4.1 GPIO通用基礎知識
4.1.1 GPIO概念
4.1.2 輸出引腳的基本接法
4.1.3 上拉下拉電阻與輸入引腳的基本接法
4.2 軟件干預硬件的方法
4.2.1 GPIO構件API
4.2.2 **個C語言工程:控制小燈閃爍
4.3 認識工程框架
4.3.1 工程框架及所含文件簡介
4.3.2 了解機器碼文件及芯片執(zhí)行流程
4.4 GPIO構件的制作過程
4.4.1 端口與GPIO模塊——對外引腳與內部寄存器
4.4.2 GPIO基本編程步驟并點亮一盞小燈
4.4.3 GPIO構件的設計
4.5 **個匯編語言工程:控制小燈閃爍
4.5.1 匯編工程文件的組織
4.5.2 匯編語言小燈測試工程主程序
4.6 實驗一熟悉實驗開發(fā)環(huán)境及GPIO編程
本章小結
習題

第5章 嵌入式硬件構件與底層驅動構件基本規(guī)范
5.1 嵌入式硬件構件
5.1.1 嵌人式硬件構件概念與嵌人式硬件構件分類
5.1.2 基于嵌人式硬件構件的電路原理圖設計簡明規(guī)則
5.2 嵌入式底層驅動構件的概念與層次模型
5.2.1 嵌入式底層驅動構件的概念
5.2.2 嵌入式硬件構件與軟件構件結合的層次模型
5.2.3 嵌入式軟件構件分類
5.3 底層驅動構件的封裝規(guī)范
5.3.1 構件設計的基本思想與基本原則
5.3.2 編碼風格基本規(guī)范
5.3.3 頭文件的設計規(guī)范
5.3.4 源程序文件的設計規(guī)范
5.4 硬件構件及其驅動構件的復用與移植方法
5.4.1 硬件構件的復用與移植
5.4.2 驅動構件的移植
本章小結
習題

第6章 串行通信模塊及**個中斷程序結構
6.1 異步串行通信的通用基礎知識
6.1.1 串行通信的基本概念
6.1.2 RS232和RS485總線標準
6.1.3 TTL-USB串口
6.1.4 串行通信編程模型
6.2 基于構件的串行通信編程方法
6.2.1 CH32V307VCT6芯片的UART對外引腳
6.2.2 UART構件API
6.2.3 UART構件API的發(fā)送測試方法
6.2.4 printf的設置方法與使用
6.3 UART構件的制作過程
6.3.1 UART寄存器概述
6.3.2 利用直接地址操作的串口發(fā)送打通程序
6.3.3 UART構件設計
6.4 中斷機制及中斷編程步驟
6.4.1 關于中斷的通用基礎知識
6.4.2 RISC-V非內核模塊中斷編程結構
6.4.3 CH32V307VCT6中斷編程步驟——以串口接收中斷為例
6.5 實驗二 串口通信及中斷實驗
本章小結
習題

第7章 定時器相關模塊
7.1 定時器的通用基礎知識
7.2 CH32V307VCT6中的定時器
7.2.1 青稞V4F內核中的系統(tǒng)定時器SysTick
7.2.2 實時時鐘RTC模塊
7.2.3 Timer模塊的基本定時功能
7.3 脈寬調制
7.3.1 脈寬調制PWM的通用基礎知識
7.3.2 基于構件的PWM編程方法
7.3.3 脈寬調制構件的制作過程
7.4 輸入捕獲與輸出比較
7.4.1 輸入捕獲與輸出比較的通用基礎知識
7.4.2 基于構件的輸入捕獲和輸出比較編程方法
7.5 實驗三 定時器及PWM實驗
本章小結
習題

第8章 Flash在線編程、ADC與DAC
8.1 Flash在線編程
8.1.1 Flash在線編程的通用基礎知識
8.1.2 基于構件的Flash在線編程方法
8.1.3 Flash構件的制作過程
8.2 ADC
8.2.1 ADC的通用基礎知識
8.2.2 基于構件的ADC編程方法
8.2.3 ADC構件的制作過程
8.3 DAC
8.3.1 DAC的通用基礎知識
8.3.2 基于構件的DAC編程方法
8.4 實驗四 ADC實驗
本章小結
習題

第9章 SPI、I2C與TSC模塊
9.1 串行外設接口SPI模塊
9.1.1 SPI的通用基礎知識
9.1.2 基于構件的SPI通信編程方法
9.2 集成電路互聯(lián)總線I2C模塊
9.2.1 I2C的通用基礎知識
9.2.2 基于構件的I2C通信編程方法
9.3 觸摸感應控制器TSC模塊
9.3.1 TSC的基本原理
9.3.2 基于構件的TSC編程方法
9.4 實驗五 SPI通信實驗
本章小結
習題

第10章 DMA與CAN總線編程
10.1 CAN總線
10.1.1 CAN總線的通用基礎知識
10.1.2 基于構件的CAN編程方法
10.2 DMA
10.2.1 DMA的通用基礎知識
10.2.2 基于構件的DMA編程方法
本章小結
習題

第11章 USB與嵌入式以太網(wǎng)模塊
11.1 USB的通用基礎知識
11.1.1 USB概述
11.1.2 與USB相關的基本概念
11.1.3 USB通信協(xié)議
11.1.4 從設備的枚舉看USB數(shù)據(jù)傳輸
11.2 CH32V307的USB模塊應用編程方法
11.2.1 CH32V307的USB模塊簡介
11.2.2 CH32V307作為USB從機的編程方法
11.2.3 CH32V307作為USB主機的編程方法
11.3 嵌入式以太網(wǎng)的通用基礎知識
11.3.1 以太網(wǎng)的由來與協(xié)議模型
11.3.2 以太網(wǎng)中的主要物理設備
11.3.3 相關名詞解釋
11.4 CH32V307的以太網(wǎng)模塊應用編程方法
11.4.1 CH32V307的以太網(wǎng)模塊簡介
11.4.2 以太網(wǎng)底層驅動構件
11.4.3 以太網(wǎng)測試實例
11.5 本章小結
習題

第12章 時鐘系統(tǒng)與其他功能模塊
12.1 時鐘系統(tǒng)
12.1.1 時鐘系統(tǒng)概述
12.1.2 時鐘模塊寄存器概要
12.1.3 時鐘模塊編程實例
12.2 電源模塊與復位模塊
12.2.1 電源模塊
12.2.2 復位模塊
12.3 看門狗
12.3.1 獨立看門狗
12.3.2 系統(tǒng)窗口看門狗
12.4 數(shù)字視頻接口與安全數(shù)字輸入/輸出
12.4.1 數(shù)字視頻接口
12.4.2 安全數(shù)字輸入/輸出
本章小結
習題

第13章 應用案例
13.1 嵌人式系統(tǒng)穩(wěn)定性問題
13.2 外接傳感器及執(zhí)行部件的編程方法
13.2.1 開關量輸出類驅動構件
13.2.2 開關量輸入類驅動構件
13.2.3 聲音與加速度傳感器驅動構件
13.3 實時操作系統(tǒng)的簡明實例
13.3.1 無操作系統(tǒng)與實時操作系統(tǒng)
13.3.2 RTOS中常用的基本概念
13.3.3 線程的三要素、四種狀態(tài)及三種基本形式
13.3.4 RTOS下的編程實例
13.4 嵌人式人工智能的簡明實例
13.4.1 AHL-EORS簡介
13.4.2 AHL-EORS的數(shù)據(jù)采集與訓練過程
13.4.3 在通用嵌入式計算機GEC上進行的推理過程
13.5 沁恒MCU的其他嵌入式實踐資源簡介
13.5.1 AHL-CH573
13.5.2 AHL-CH573-NB-IoT
13.5.3 AHL-CH573-CAT1
參考文獻
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RISC-V嵌入式開發(fā)實踐——基于CH32V307微控制器 作者簡介

王宜懷,博士,蘇州大學計算機科學與技術學院教授、軟件工程系主任、博士生導師;蘇州大學嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)研究所所長;蘇州大學-沁恒RISC-V協(xié)同創(chuàng)新中心主任,江蘇省計算機學會嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)委員會主任,中國軟件行業(yè)協(xié)會嵌入式系統(tǒng)分會理事。曾獲福建省八五期間電子信息應用先進個人、全國高等學校計算機教學成果獎一等獎、一流本科課程、江蘇省高等教育教學成果一等獎、蘇州大學五四青年特別感謝獎、蘇州大學高尚師德獎等。致力于嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式人工智能、嵌入式軟件工程等方向研究與教學工作,撰寫嵌入式系統(tǒng)方面著作十余部,獲得發(fā)明專利三十余項。

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