微控制器原理及应用——基于TI C2000实时微控制器_蔡逢煌王武江加辉_9787111714828

本书以TI公司C2000系列TMS320F28027PT微控制器为载体，介绍微控制器的基本原理和应用方法。本书以学生认知过程为导向组织内容，从简单到复杂，从模块到系统，按照项目驱动的思路展开教学，着重培养学生的实践应用能力。
全书共14章，分为3部分：第1部分（第1～4章）为系统平台模块，介绍嵌入式系统定义、开发板硬件平台、嵌入式C语言、软件架构和CCS集成开发环境；第2部分（第5～13章）为基本外设模块，分别介绍TMS320F28027PT的*常用外设模块，包括GPIO、中断、定时器、eCAP、ePWM、ADC、SCI、SPI、I2C等，每个模块先介绍通用知识，再介绍TMS320F28027PT相应模块的工作原理、寄存器驱动函数、软件思维导图和应用实例；第3部分（第14章）为综合案例，介绍C2000系列微控制器在电力电子控制系统中的应用，为后续从事微控制器系统的复杂工程设计奠定基础。
本书可作为普通高校电气工程、自动化等专业本科生或研究生的教材，也可供从事电力电子、机电一体化、自动控制等系统开发的工程技术人员参考。

从大学学生时期接触MCS51单片机开始，在学习单片机、使用单片机进行科研工作期间，编者研读了不少优秀的单片机教材和芯片参考手册。近十几年来一直从事单片机的教学工作，时常参加单片机大学计划教学研讨会，聆听了同行们的新教学理念和新想法，因此就有了撰写本书的最初计划。
单片机芯片种类繁多，包括MCS51、摩托罗拉、英飞凌、瑞萨、德州仪器等厂家的单片机，以及最近的ARM系列。编程语言从汇编语言到现在的C语言，芯片内部存储资源不断丰富，C语言的结构化，表明单片机已进入工具化的时代。从2014年起，编者在福州大学自动化专业进行试点，弱化硬件寄存器的讲授，引入软件工程理念，重新构建软件架构，从原理转向应用。理论上任何一种型号的单片机都可以作为案例来讲授这种新观念。
本书选用TI公司的TMS320F28027为研究对象，原因有以下两方面：其一，2002年编者涉足电力电子系统的数字化研究工作，对TI公司不同时期的C2000系列MCU芯片，诸如240、2407、2812、28335、28377D等，都有较好的项目应用经验；其二，得益于TI公司中国大学计划，基于他们无偿提供的几百套LaunchPad开发板，我们建立了移动的单片机实验室。本书选择F28027为脚本，借助它来阐述外设模块的工作原理，读者要跳出这个局限，真正去读懂并领会软件的架构，才是本书真正的“用”意。
简单回忆一下以F28027为脚本的教学历程。2012年，编者开始在电气工程及其自动化专业针对大四学生开设F28027的选修课，参考教材是英文版芯片手册，为学生提供LaunchPad 28027作为实验器材。2014年，“嵌入式系统原理”课程，成为自动化专业学生的专业基础课，2017年该课程更名为“单片机原理及应用”，授课的内容没有变化。为了配合课程建设，课题组在福州大学课程中心建立了“嵌入式系统原理”网络课程，课程的讲稿发布于网络课程上。2014年，编者把课程教案整理汇编成为“嵌入式系统技术基础与实践”，各种原因导致未正式出版。2019年，我们在中国大学MOOC平台上开设了“嵌入式系统原理”课程，自编内容作为线上课程的文本资源。本书成稿时增补了不少内容，如软件思维导图和综合案例介绍等。需要特别说明的是，本书中不管是单片机系统还是嵌入式系统，都是指微控制器（MCU）。
本书提出了一种统一的软件和硬件架构。现有的嵌入式系统课程大多数在外设模块教学时是孤立的，只注重外设模块的功能。该架构设置软件接口实现对外设模块的平行化，不管是功能复杂还是功能简单的外设模块，都是一样的模式。在软件架构上，基于编者多年的教学实践，本书提出了四层架构模型，即主程序层、应用模块层、用户模块层、MCU驱动模块层。该软件架构的特点是上层可以调用下层的模块函数，同一层模块不能互相调用，从而利用分层技术实现软件的“高内聚，低耦合”这一软件工程思想，实现了软件开发和维护的高度灵活性，以及功能模块的复用度。
使用本书时，可以选用德州仪器公司开发的LaunchPad口袋实验室。该口袋实验室集成了编程器、仿真器、28027运行系统、按键和LED显示，功能简单够用，具有小型化和低成本化的特点，可以很好地解决嵌入式类课程的实践问题。借助口袋实验室，学生不需要进入实验室就可以进行实验，打破了传统实验室使用的空间限制，为泛在学习的实践活动提供技术保障。
福州大学科华恒盛电力电子研究中心的研究生陈伟东、雷文浩、石安邦、詹铭松、谢鸿彪、林俊腾、杨富阳、廖淑滢、梁鑫钊、张家翔、龚兴阳和沈明杰等参与了本书的资料整理、硬件设计和代码验证等工作。本书编写过程中，还得到了TI中国大学计划的鼎力支持，在此向他们表示衷心的感谢！
由于时间仓促和水平有限，虽尽力完善，但书中难免有疏漏和不足之处，恳请读者批评指正，以便持续改进。
编者

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