Название: Микроконтроллеры семейства ХС166. Вводный курс разработчика
Издательство: Додэка XXI
Автор: Майкл Бич, Дэвид Гринхилл
ISBN: 978-5-94120-139-6
Год: 2007
Страниц: 200
Формат: pdf, djvu
Размер: 114 Мб
Серия или Выпуск: Мировая электроника
Язык: русский
О книге:
Книга Микроконтроллеры семейства ХС166. Вводный курс разработчика посвящена быстродействующим функциональным и современным устройствам, в которых используется процессорное ядро на базе RISC-архитектуры - микроконтроллерам семейства ХС16х компании Infineon. Книга является справочным руководством по применению этих микроконтроллеров и проектированию аппаратуры на их базе. В ней рассказывается об архитектуре и функционировании отдельных узлов и микроконтроллеров в целом.
Предисловие
Глава 1. RISC-архитектура для встроенных приложений
1.1. Введение
1.2. RISC-подобное ядро C166S V2: предпосылки создания
1.3. Использование RISC-архитектуры во встроенных системах управления
1.3.1. Шинный интерфейс
1.3.2. Реакция на прерывание RISC-процессора
1.3.3. Регистры и многозадачность
1.3.4. Использование сокращенного набора команд RISC-процессора
1.4. Связь RISC-процессора с внешними устройствами
1.5. Преимущества использования RISC-процессоров во встроенных приложениях
1.6. Сравнение новых и традиционных RISC-процессоров
Глава 2. Начинаем работу с микроконтроллерами ХС166
2.1. Ключевые вопросы
2.1.1. Обзор семейства микроконтроллеров
2.1.2. Основные принципы проектирования
2.1.3. Установка опций аппаратной конфигурации микроконтроллера
2.2. Расчёт номиналов конфигурирующих резисторов
2.3. Стартовая конфигурация микроконтроллера
2.3.1. Конфигурация для внутреннего старта
2.3.2. Конфигурация для внешнего запуска
2.4. Управление сбросом
2.5. Тактовые сигналы и их источники
2.5.1. Запуск системы ФАПЧ (PLL)
2.5.2. Запуск от внешней шины
2.5.3. Внутренний старт от встроенного ПЗУ
2.5.4. Выбор тактовой частоты
2.5.5. Выбор значений регистра PLLCON
2.6. Генерация тактовых импульсов
2.6.1. Типы источников тактовых импульсов
2.6.2. Расчёт схемы кварцевого генератора
2.6.3. Процедура тестирования компонентов кварцевого генератора
2.6.4. Разводка цепей тактового генератора на печатной плате
2.6.5. Признаки неверного расчёта схемы тактового генератора
2.6.6. Тактовый генератор часов реального времени
2.6.7. Дополнительная информация по проектированию тактового генератора
Глава 3. Режимы работы и синхронизация шины
3.1. Гибкий шинный интерфейс
3.1.1 Использование линий выбора микросхем (CS)
3.1.2. Перекрытие сигналов выбора (CS)
3.2. Настройка режима работы шины
3.2.1. Внутрисхемная загрузка
3.2.2. Внешняя загрузка
3.3. Оптимизация системы адресации
3.3.1. Время доступа к внешней памяти
3.3.2. Расчёт временных соотношений для мультиплексированной шины
3.3.3. Расчёт временных соотношений для немультиплексированной шины
3.3.4. Программные средства для расчёта временных параметров синхронизации шины
Глава 4. Сопряжение с внешними устройствами памяти
4.1. Использование 16-битных микросхем памяти
4.2. Использование 8-битных микросхем памяти в 16-битных системах на базе ХС166
4.3. Использование сигнала /ВНЕ при работе с 8-битной памятью
4.4. Сопряжение микросхем DRAM с микроконтроллерами семейства ХС166
4.5. Использование карт флэш-памяти совместно с ХС166
4.5.1. Недорогая гигабайтная память
4.5.2. Использование карт Compact Flash для обновления программ микроконтроллеров ХС166
4.5.3. Интерфейс для подключения карт SD/Multimedia Card
4.5.4. Интерфейс для подключения карт Compact Flash
4.5.5. Управление флэш-картами с большим объёмом памяти
4.5.6. Программный интерфейс приложения (API) файловой системы для встроенных программ на языке С
4.5.7. Ресурсы, необходимые для реализации файловой системы для микроконтроллера ХС 166
Глава 5. Встроенная программируемая флэш-память
5.1. Введение
5.2. Организация внутренней флэш-памяти
5.3. Обеспечение надёжности флэш-памяти
5.3.1. Динамическая коррекция ошибок
5.3.2. Долговечность флэш-памяти
5.3.3. Обеспечение работоспособности флэш-памяти в особых условиях
5.3.4. Прогнозирование будущих отказов флэш-памяти
5.4. Программаторы флэш-памяти
5.4.1. Программирование флэш-памяти микроконтроллера ХС166 при массовом производстве
5.4.2. Краткие сведения о программах начальной загрузки
5.4.3. Тестирование программаторов флэш-памяти на соответствие IEC61508 и другим стандартам
5.5. Отладка режима начальной загрузки
5.5.1. Проблемы, возникающие при отладке режима начальной загрузки в случае использования модуля JTAG
5.5.2. Отладка режима начальной загрузки с использованием внутрисхемного эмулятора
5.6. Аппаратные аспекты программирования внутрисхемной флэш-памяти
5.7. Программирование флэш-памяти через интерфейс CAN
5.8. Программирование флэш-памяти через интерфейс SPI
5.9. Программирование флэш-памяти in-situ («на месте»)
Глава 6. Схема распределения памяти
6.1. Регистры-указатели страниц данных (Data Page Pointer — DPP)
6.1.1. Быстрый доступ к данным с использованием DPP
6.1.2. Доступ к большим объёмам данных
6.1.3. Влияние способа адресации данных на компиляторы C/C++
6.2. Выбор схемы распределения памяти и конфигурирации внешней шины
6.2.1. Использование регистров-указателей страницы данных (DPP)
6.2.2. Использование памяти PSRAM
6.2.3. Влияние внешней шины на производительность
6.2.4. Внутренняя флэш-память
6.2.5. Внешнее ПЗУ (ROM)
6.3. Увеличение количества линий ввода/вывода
Глава 7. Оптимизация потребляемой мощности
7.1. Уменьшение потребляемой мощности путём оптимизации тактовой частоты
7.2. Сравнение токов потребления разных микроконтроллеров
7.3. Напряжение питания
Глава 8. Системное программирование
8.1. Передача данных через последовательные порты
8.1.1. Синхронные последовательные порты
8.1.2. Модуль I2C
8.2. Подключение USB-устройств к микроконтроллерам семейства ХС166
8.2.1. Подключение микроконтроллера ХС166 к шине USB с помощью микросхем FT245B
8.2.2. Программное обеспечение для реализации USB-интерфейса
8.2.3. Начало работы с USB-интерфейсом
8.3. Обслуживание запросов на прерывание
8.3.1. Задержки при обработке прерываний
8.3.2. Программные прерывания
8.3.3. Аппаратные прерывания
8.3.4. Структура прерываний
8.3.5. Замечания по использованию системы прерываний
8.4. Пересылка данных с использованием периферийного контроллера событий (РЕС)
8.5. Организация стеков в микроконтроллерах семейства ХС166
8.6. DSP-сопроцессор для микроконтроллеров семейства ХС166
8.6.1. Реализация функций DSP в микроконтроллерах
8.6.2. Работа компилятора с модулем MAC
8.6.3. DSP-библиотеки фирмы Infineon
8.7.1. Синхро-временной режим CAN, запускаемый с помощью модуля TwinCAN
8.7.2. Режим замкнутой передачи CAN
Глава 9. Назначение выводов и портов в пользовательском приложении
9.1. Общие замечания о параллельных портах ввода/вывода
9.2. Назначение линий портов микроконтроллера
9.2.1. Порт 0
9.2.2. Порт 1
9.2.3. Порт 2
9.2.4. Модули САРСОМ
9.2.5. Порт 3
9.2.6. Порт 4
9.2.7. Порт 5
9.2.8. Порт 6
9.2.9. Порт 7
9.2.10. Порт 9
9.2.11. Порт 20
9.3. Прерывания по линиям порта
Глава 10. АЦП микроконтроллера ХС166
10.1. Расширенные режимы аналого-цифрового преобразования
10.2. Базовая частота преобразования АЦП
10.3. Калибровка АЦП
10.4. Защита аналоговых входов от повышенного напряжения
10.5. Согласование входов АЦП с источниками сигналов
10.6. Аналоговое опорное напряжение
10.7. Вопросы разработки печатной платы
10.7.1. Размещение компонентов
10.7.2. Источник питания
10.7.3. Шины заземления
10.8. Подключение АЦП к источникам сигналов
10.8.1. Метод измерения отношения
10.8.2. Источник опорного напряжения с фиксированной точностью
10.8.3. Режим с коррекцией преобразования
10.8.4. Измерение аналоговых напряжений, превышающих уровень 5 В
Глава 11. Типовые применения микроконтроллеров семейства ХС166
11.1. Применение в автомобильной электронике
11.2. Применение в промышленных системах управления
11.3. Применение в системах телекоммуникации
11.4. Применение на транспорте
11.5. Применение в потребительской радиоэлектронике
11.6. Применение в измерительных приборах
11.7. Медицинское и аэрокосмическое оборудование
Глава 12. Совместимость ХС166 с микроконтроллерами другой архитектуры
Глава 13. Монтаж микроконтроллеров семейства ХС166 на печатной плате
13.1. Типы корпусов
13.2. Подключение эмуляторов к микроконтроллерам семейства ХС166
13.2.1. Типы разъёмов для корпусов микроконтроллеров
13.2.2. Отладка устройств на основе микроконтроллера семейства ХС
13.3. Подключение внутрисхемного эмулятора
13.3.1. Схема QuadConnect
13.3.2. Разъём фирмы Yamaichi
13.3.3. Припаиваемая сборка
13.3.4. Припаиваемые эмулирующие микроконтроллеры
13.3.5. Адаптеры «PressOn» для эмулятора
13.4. Разводка печатных плат для микроконтроллеров семейства ХС166
Глава 14. Включение и настройка новых плат
14.1. Оборудование для настройки
14.2. Прежде, чем включить питание
14.3. Тестирование платы
14.3.1. Приложения с внешним запуском
14.3.2. Использование режима последовательной загрузки и утилиты MINIMON дг тестирования новых плат
14.3.3. Использование JTAG для тестирования новых плат
14.3.4. Типичные проблемы при работе с внешней шиной
14.3.5. Тестирование устройств с внутренним запуском
14.3.6. Тестирование системы
Заключение
Дополнительная литература
Приложение 1. Система обозначений микроконтроллеров семейства ХС 166
Приложение 2. Цоколёвка основных модификаций микроконтроллеров ХС166
Глава 1. RISC-архитектура для встроенных приложений
1.1. Введение
1.2. RISC-подобное ядро C166S V2: предпосылки создания
1.3. Использование RISC-архитектуры во встроенных системах управления
1.3.1. Шинный интерфейс
1.3.2. Реакция на прерывание RISC-процессора
1.3.3. Регистры и многозадачность
1.3.4. Использование сокращенного набора команд RISC-процессора
1.4. Связь RISC-процессора с внешними устройствами
1.5. Преимущества использования RISC-процессоров во встроенных приложениях
1.6. Сравнение новых и традиционных RISC-процессоров
Глава 2. Начинаем работу с микроконтроллерами ХС166
2.1. Ключевые вопросы
2.1.1. Обзор семейства микроконтроллеров
2.1.2. Основные принципы проектирования
2.1.3. Установка опций аппаратной конфигурации микроконтроллера
2.2. Расчёт номиналов конфигурирующих резисторов
2.3. Стартовая конфигурация микроконтроллера
2.3.1. Конфигурация для внутреннего старта
2.3.2. Конфигурация для внешнего запуска
2.4. Управление сбросом
2.5. Тактовые сигналы и их источники
2.5.1. Запуск системы ФАПЧ (PLL)
2.5.2. Запуск от внешней шины
2.5.3. Внутренний старт от встроенного ПЗУ
2.5.4. Выбор тактовой частоты
2.5.5. Выбор значений регистра PLLCON
2.6. Генерация тактовых импульсов
2.6.1. Типы источников тактовых импульсов
2.6.2. Расчёт схемы кварцевого генератора
2.6.3. Процедура тестирования компонентов кварцевого генератора
2.6.4. Разводка цепей тактового генератора на печатной плате
2.6.5. Признаки неверного расчёта схемы тактового генератора
2.6.6. Тактовый генератор часов реального времени
2.6.7. Дополнительная информация по проектированию тактового генератора
Глава 3. Режимы работы и синхронизация шины
3.1. Гибкий шинный интерфейс
3.1.1 Использование линий выбора микросхем (CS)
3.1.2. Перекрытие сигналов выбора (CS)
3.2. Настройка режима работы шины
3.2.1. Внутрисхемная загрузка
3.2.2. Внешняя загрузка
3.3. Оптимизация системы адресации
3.3.1. Время доступа к внешней памяти
3.3.2. Расчёт временных соотношений для мультиплексированной шины
3.3.3. Расчёт временных соотношений для немультиплексированной шины
3.3.4. Программные средства для расчёта временных параметров синхронизации шины
Глава 4. Сопряжение с внешними устройствами памяти
4.1. Использование 16-битных микросхем памяти
4.2. Использование 8-битных микросхем памяти в 16-битных системах на базе ХС166
4.3. Использование сигнала /ВНЕ при работе с 8-битной памятью
4.4. Сопряжение микросхем DRAM с микроконтроллерами семейства ХС166
4.5. Использование карт флэш-памяти совместно с ХС166
4.5.1. Недорогая гигабайтная память
4.5.2. Использование карт Compact Flash для обновления программ микроконтроллеров ХС166
4.5.3. Интерфейс для подключения карт SD/Multimedia Card
4.5.4. Интерфейс для подключения карт Compact Flash
4.5.5. Управление флэш-картами с большим объёмом памяти
4.5.6. Программный интерфейс приложения (API) файловой системы для встроенных программ на языке С
4.5.7. Ресурсы, необходимые для реализации файловой системы для микроконтроллера ХС 166
Глава 5. Встроенная программируемая флэш-память
5.1. Введение
5.2. Организация внутренней флэш-памяти
5.3. Обеспечение надёжности флэш-памяти
5.3.1. Динамическая коррекция ошибок
5.3.2. Долговечность флэш-памяти
5.3.3. Обеспечение работоспособности флэш-памяти в особых условиях
5.3.4. Прогнозирование будущих отказов флэш-памяти
5.4. Программаторы флэш-памяти
5.4.1. Программирование флэш-памяти микроконтроллера ХС166 при массовом производстве
5.4.2. Краткие сведения о программах начальной загрузки
5.4.3. Тестирование программаторов флэш-памяти на соответствие IEC61508 и другим стандартам
5.5. Отладка режима начальной загрузки
5.5.1. Проблемы, возникающие при отладке режима начальной загрузки в случае использования модуля JTAG
5.5.2. Отладка режима начальной загрузки с использованием внутрисхемного эмулятора
5.6. Аппаратные аспекты программирования внутрисхемной флэш-памяти
5.7. Программирование флэш-памяти через интерфейс CAN
5.8. Программирование флэш-памяти через интерфейс SPI
5.9. Программирование флэш-памяти in-situ («на месте»)
Глава 6. Схема распределения памяти
6.1. Регистры-указатели страниц данных (Data Page Pointer — DPP)
6.1.1. Быстрый доступ к данным с использованием DPP
6.1.2. Доступ к большим объёмам данных
6.1.3. Влияние способа адресации данных на компиляторы C/C++
6.2. Выбор схемы распределения памяти и конфигурирации внешней шины
6.2.1. Использование регистров-указателей страницы данных (DPP)
6.2.2. Использование памяти PSRAM
6.2.3. Влияние внешней шины на производительность
6.2.4. Внутренняя флэш-память
6.2.5. Внешнее ПЗУ (ROM)
6.3. Увеличение количества линий ввода/вывода
Глава 7. Оптимизация потребляемой мощности
7.1. Уменьшение потребляемой мощности путём оптимизации тактовой частоты
7.2. Сравнение токов потребления разных микроконтроллеров
7.3. Напряжение питания
Глава 8. Системное программирование
8.1. Передача данных через последовательные порты
8.1.1. Синхронные последовательные порты
8.1.2. Модуль I2C
8.2. Подключение USB-устройств к микроконтроллерам семейства ХС166
8.2.1. Подключение микроконтроллера ХС166 к шине USB с помощью микросхем FT245B
8.2.2. Программное обеспечение для реализации USB-интерфейса
8.2.3. Начало работы с USB-интерфейсом
8.3. Обслуживание запросов на прерывание
8.3.1. Задержки при обработке прерываний
8.3.2. Программные прерывания
8.3.3. Аппаратные прерывания
8.3.4. Структура прерываний
8.3.5. Замечания по использованию системы прерываний
8.4. Пересылка данных с использованием периферийного контроллера событий (РЕС)
8.5. Организация стеков в микроконтроллерах семейства ХС166
8.6. DSP-сопроцессор для микроконтроллеров семейства ХС166
8.6.1. Реализация функций DSP в микроконтроллерах
8.6.2. Работа компилятора с модулем MAC
8.6.3. DSP-библиотеки фирмы Infineon
8.7.1. Синхро-временной режим CAN, запускаемый с помощью модуля TwinCAN
8.7.2. Режим замкнутой передачи CAN
Глава 9. Назначение выводов и портов в пользовательском приложении
9.1. Общие замечания о параллельных портах ввода/вывода
9.2. Назначение линий портов микроконтроллера
9.2.1. Порт 0
9.2.2. Порт 1
9.2.3. Порт 2
9.2.4. Модули САРСОМ
9.2.5. Порт 3
9.2.6. Порт 4
9.2.7. Порт 5
9.2.8. Порт 6
9.2.9. Порт 7
9.2.10. Порт 9
9.2.11. Порт 20
9.3. Прерывания по линиям порта
Глава 10. АЦП микроконтроллера ХС166
10.1. Расширенные режимы аналого-цифрового преобразования
10.2. Базовая частота преобразования АЦП
10.3. Калибровка АЦП
10.4. Защита аналоговых входов от повышенного напряжения
10.5. Согласование входов АЦП с источниками сигналов
10.6. Аналоговое опорное напряжение
10.7. Вопросы разработки печатной платы
10.7.1. Размещение компонентов
10.7.2. Источник питания
10.7.3. Шины заземления
10.8. Подключение АЦП к источникам сигналов
10.8.1. Метод измерения отношения
10.8.2. Источник опорного напряжения с фиксированной точностью
10.8.3. Режим с коррекцией преобразования
10.8.4. Измерение аналоговых напряжений, превышающих уровень 5 В
Глава 11. Типовые применения микроконтроллеров семейства ХС166
11.1. Применение в автомобильной электронике
11.2. Применение в промышленных системах управления
11.3. Применение в системах телекоммуникации
11.4. Применение на транспорте
11.5. Применение в потребительской радиоэлектронике
11.6. Применение в измерительных приборах
11.7. Медицинское и аэрокосмическое оборудование
Глава 12. Совместимость ХС166 с микроконтроллерами другой архитектуры
Глава 13. Монтаж микроконтроллеров семейства ХС166 на печатной плате
13.1. Типы корпусов
13.2. Подключение эмуляторов к микроконтроллерам семейства ХС166
13.2.1. Типы разъёмов для корпусов микроконтроллеров
13.2.2. Отладка устройств на основе микроконтроллера семейства ХС
13.3. Подключение внутрисхемного эмулятора
13.3.1. Схема QuadConnect
13.3.2. Разъём фирмы Yamaichi
13.3.3. Припаиваемая сборка
13.3.4. Припаиваемые эмулирующие микроконтроллеры
13.3.5. Адаптеры «PressOn» для эмулятора
13.4. Разводка печатных плат для микроконтроллеров семейства ХС166
Глава 14. Включение и настройка новых плат
14.1. Оборудование для настройки
14.2. Прежде, чем включить питание
14.3. Тестирование платы
14.3.1. Приложения с внешним запуском
14.3.2. Использование режима последовательной загрузки и утилиты MINIMON дг тестирования новых плат
14.3.3. Использование JTAG для тестирования новых плат
14.3.4. Типичные проблемы при работе с внешней шиной
14.3.5. Тестирование устройств с внутренним запуском
14.3.6. Тестирование системы
Заключение
Дополнительная литература
Приложение 1. Система обозначений микроконтроллеров семейства ХС 166
Приложение 2. Цоколёвка основных модификаций микроконтроллеров ХС166
Скачать Микроконтроллеры семейства ХС166. Вводный курс разработчика
