汽车嵌入式微控制器原理及应用英飞凌XC2000家族MCU

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交通运输

作者：程夕明编着
出版社：北京：电子工业出版社
出版年份：2013
ISBN：9787121214158
页数：476 页

图书介绍：本书结合实际开发经验，在英飞凌科技公司有关数据手册基础上，详细介绍16位/32位微控制器XC2000家族的工作原理及其使用方法。以XC2200N系列微控制器为例设计了满足实际工程开发的最小硬件系统，并给出了永磁无刷直流电机的应用例程。同时，从工程开发的角度，介绍了汽车嵌入式实时控制系统的开发方法、流程和工具，帮助读者快速进入实际的设计流程和开发实践。查看图书目录点击购买PDF全本电子书上一篇：汽车车身制造技术基础下一篇：新手驾驶速成第2版 《汽车嵌入式微控制器原理及应用英飞凌XC2000家族MCU》目录 标签：式微编着控制器嵌入原理

第1章绪论1

1.1英飞凌嵌入式微控制器的类型1

1.2英飞凌XC2000家族汽车嵌入式微控制器的主要特点及应用领域2

1.2.1基本特性2

1.2.2功能延展性4

1.2.3开发工具6

1.2.4应用领域7

1.3英飞凌TriCoreTM系列汽车嵌入式微控制器的特性简介12

1.3.1 TriCoreTM TC1.6内核13

1.3.2外设控制处理器（PCP2）14

1.3.3存储器及其保护14

1.3.4一般外设模块14

1.3.5新型外设模块15

第2章系统架构和中央处理单元17

2.1体系结构17

2.1.1系统架构17

2.1.2系统内核18

2.1.3资源接口18

2.2中央处理单元（CPU）19

2.2.2标准特殊功能寄存器（CSFR）21

2.2.3通用寄存器（GPR）及其使用30

2.2.4指令读取与流水线处理32

2.2.5标准数据处理33

2.3 DSP数据处理单元MAC36

2.3.1 MAC单元概述36

2.3.2 MAC单元的功能模块37

2.3.3 MAC单元状态字MSW38

第3章存储器组织与保护40

3.1存储器概述40

3.2数据及代码的存储方式41

3.2.1寄存器区41

3.2.2 SFR区42

3.2.3全局GPR组区42

3.2.4 IMB寄存器区43

3.2.5 PEC指针43

3.3 I/O区43

3.4数据存储区44

3.4.1 DRPAM44

3.4.2 DSRAM44

3.4.3数据保持存储器44

3.4.4系统堆栈44

3.5内部程序存储器区45

3.5.1 PSRAM45

3.5.2非易失性程序存储器（Flash/ROM）46

3.5.3 Flash程序存储器46

3.6外部存储空间及其接口控制49

3.6.1外部存储器概述49

3.6.2外部总线控制器49

3.6.3外部总线访问接口50

3.6.4地址窗50

3.6.5 LxBUS访问52

3.6.6 EBC的关闭52

3.6.7存储器边界越界52

3.7存储器保护与校验53

3.7.1存储器的数据保护53

3.7.2存储器的数据校验54

3.7.3 RAM保护54

3.7.4寄存器保护55

3.8存储器寄存器55

3.8.1 IMB寄存器55

3.8.2 SBRAM寄存器61

第4章系统中断与事件控制66

4.1中断类型与结构66

4.1.1中断系统的类型66

4.1.2中断系统的结构66

4.2中断与事件寄存器67

4.2.1中断控制寄存器67

4.2.2 PEC寄存器70

4.3中断仲裁72

4.4中断控制73

4.4.1中断优先级与组优先级74

4.4.2全局中断控制功能74

4.4.3中断类管理75

4.4.4中断向量表75

4.4.5快速中断75

4.4.6 CPU状态保存76

4.4.7 CPU上下文切换76

4.4.8软件强制中断77

4.4.9硬件强制中断77

4.5 PEC79

4.5.1 PEC介绍79

4.5.2 PEC源和目的指针80

4.5.3 PEC通道控制81

4.5.4 PEC中断81

4.6外部中断及OCDS请求82

4.6.1外部中断82

4.6.2 OCDS请求82

第5章系统控制单元83

5.1 SCU寄存器83

5.1.1时钟配置寄存器83

5.1.2 PLL寄存器84

5.1.3系统时钟控制寄存器87

5.1.4 STM寄存器89

5.1.5 WUT寄存器89

5.1.6复位控制器寄存器90

5.1.7 ESR寄存器93

5.1.8电源电压寄存器96

5.1.9 GSC寄存器100

5.1.10启动寄存器103

5.1.11 ERU寄存器103

5.1.12中断及强制中断控制寄存器105

5.1.13 WDT内核寄存器114

5.1.14存储器保护寄存器115

5.1.15寄存器保护寄存器119

5.1.16其他寄存器119

5.2时钟产生122

5.2.1结构与功能122

5.2.2振荡器输入123

5.2.3锁相环124

5.2.4时钟输出控制127

5.2.5系统时钟紧急处理128

5.3定时控制128

5.3.1系统定时器128

5.3.2唤醒定时器128

5.3.3看门狗定时器129

5.4电源管理131

5.4.1电源域131

5.4.2电源电压及控制功能131

5.4.3电压看门狗131

5.4.4省电机制132

5.5系统复位132

5.5.1复位架构132

5.5.2复位类型132

5.5.3一般复位操作133

5.5.4复位寄存器134

5.5.5复位请求触发源134

5.5.6 ESR引脚的复位功能134

5.6外设模式控制134

5.6.1 GSC控制流135

5.6.2请求源仲裁135

5.6.3命令的使用135

5.6.4挂起控制流135

5.7外部请求控制136

5.7.1概述136

5.7.2输入连接137

5.7.3功能模块137

5.7.4触发组合及其中断产生138

5.7.5序列检测及其中断产生139

5.8 SCU中断139

5.8.1一般中断139

5.8.2强制中断140

第6章输入/输出端口、系统调试与启动配置141

6.1通用输入/输出端口141

6.1.1 GPIO概述141

6.1.2 GPIO的寄存器141

6.1.3端口描述144

6.2片上调试系统145

6.2.1 OCDS概述145

6.2.2调试接口146

6.3启动配置和引导程序加载148

6.3.1启动模式配置与选择148

6.3.2存储器启动模式150

6.3.3引导程序加载150

第7章实时时钟152

7.1 RTC功能描述152

7.2 RTC寄存器152

7.2.1 RTC控制寄存器152

7.2.2 RTC中断寄存器154

7.2.3 RTC计数寄存器及其重载寄存器154

7.3 RTC工作原理156

7.3.1概述156

7.3.2时钟模式156

7.3.3复位状态156

7.3.4运行控制157

7.3.5 RTC中断157

7.3.6 48位定时器157

7.3.7 RTC定时器校准157

7.3.8 RTC寄存器读写访问158

第8章通用定时器159

8.1 GPT的基本功能159

8.2 GPT的寄存器159

8.2.1 GPT控制寄存器159

8.3定时器模块GPT1的工作原理164

8.3.1 GPT1定时器模块结构与功能描述164

8.3.2运行控制165

8.3.3计数方向控制165

8.3.4定时器T3输出翻转锁存166

8.3.5工作模式166

8.4定时器模块GPT2的工作原理170

8.4.1 GPT2的结构与功能描述170

8.4.2寄存器CAPREL的工作模式171

8.4.3组合捕获模式173

8.4.4 GPT12的中断控制173

8.5 GPT12的时钟信号控制173

8.5.1 GPT1定时器模块的时钟信号控制173

8.5.2 GPT2定时器模块的时钟信号控制174

第9章模数转换器175

9.1 ADC的结构与功能175

9.1.1 ADC结构175

9.1.2基本功能176

9.2 ADC寄存器177

9.2.1 ADC的一般寄存器177

9.2.2 ADC的仲裁器寄存器179

9.2.3 ADC的通道寄存器180

9.2.4 ADC的结果寄存器182

9.2.5 ADC的请求源寄存器185

9.2.6队列寄存器186

9.2.7 ADC的附加特性寄存器189

9.3 ADC的工作原理191

9.3.1模式控制191

9.3.2模块激活和省电模式192

9.3.3 ADC模块时钟193

9.3.4请求源193

9.3.5请求源仲裁器194

9.3.6扫描请求源处理196

9.3.7通道转换控制199

9.3.8转换结果处理201

9.3.9 ADC事件中断205

9.3.10外部复用器控制208

9.3.11同步转换209

9.3.12等间隔采样210

9.3.13断线检测211

第10章捕获与比较单元2212

10.1 CAPCOM2的结构与功能212

10.1.1 CAPCOM2的结构212

10.1.2 CAPCOM2的基本功能213

10.2 CAPCOM2的寄存器213

10.2.1 CAPCOM2的控制寄存器213

10.2.2 CAPCOM2的中断控制寄存器216

10.2.3 CAPCOM2的数据寄存器216

10.3 CAPCOM2的工作原理217

10.3.1比较输出的时序工作模式217

10.3.2定时器的工作模式217

10.3.3捕获/比较通道218

10.3.4捕获模式操作219

10.3.5比较模式操作219

10.3.6双寄存器比较模式操作223

10.3.7比较输出信号的产生225

10.3.8单次事件操作225

10.3.9对外部输入信号的要求226

10.3.10 CAPCOM2模块的中断226

第11章捕获与比较单元6227

11.1 CCU6的结构与功能227

11.1.1 CCU6的结构227

11.1.2 CCU6的基本功能228

11.1.3模式控制228

11.2 CCU6的寄存器230

11.2.1通用控制寄存器230

11.2.2捕获/比较控制寄存器231

11.2.3调制功能寄存器235

11.2.4多通道模式输出映射寄存器237

11.2.5中断控制/状态寄存器238

11.2.6 T12数据寄存器243

11.2.7 T13数据寄存器244

11.3定时器T12的工作原理245

11.3.1结构和功能245

11.3.2工作模式247

11.3.3比较模式输出路径253

11.3.4捕获模式256

11.3.5映射寄存器传送258

11.4定时器T13的工作原理259

11.4.1结构与功能259

11.4.2计数操作261

11.4.3比较模式262

11.4.4比较模式输出路径264

11.4.5映射寄存器传送265

11.5霍尔传感器模式265

11.5.1功能描述266

11.5.2霍尔序列评估266

11.5.3霍尔序列比较逻辑267

11.5.4霍尔模式标志位268

11.5.5实现无刷直流电机控制的霍尔模式268

11.6中断处理269

11.6.1中断结构269

11.6.2中断请求源和中断事件270

第12章通用串行接口271

12.1结构与功能271

12.1.1 USIC功能271

12.1.2 USIC结构272

12.2 USIC的寄存器276

12.2.1模块寄存器276

12.2.2通道寄存器277

12.2.3波特率发生器寄存器279

12.2.4输入控制寄存器280

12.2.5传送控制和状态寄存器281

12.2.6协议相关寄存器284

12.2.7数据缓存寄存器285

12.2.8 FIFO缓存寄存器288

12.3 USIC的工作原理295

12.3.1 USIC通道的操作295

12.3.2通道事件和中断296

12.3.3 USIC的输入级298

12.3.4波特率发生器299

12.3.5发送数据通路302

12.3.6接收数据通路305

12.3.7 FIFO数据缓存305

12.3.8 FIFO缓存事件和中断309

12.4异步串行通道（UART）及其USIC操作310

12.4.1信号描述310

12.4.2 UART帧格式311

12.4.3 UART协议寄存器313

12.4.4 UART协议的USIC操作315

12.4.5 LIN的硬件支持319

12.5同步串行通道（SPI/SSC）及其USIC操作320

12.5.1信号描述320

12.5.2 SPI/SSC协议寄存器323

12.5.3 SPI/SSC协议的USIC操作325

12.5.4 SPI/SSC的主控模式327

12.5.5 SPI/SSC的从控模式330

12.5.6 SPI/SSC协议事件中断330

12.6 I2C总线协议及其USIC操作331

12.6.1信号描述331

12.6.2帧格式及符号时序332

12.6.3 I2C协议寄存器335

12.6.4 I2C协议的USIC操作337

12.6.5数据流处理340

12.6.6 I2C协议中断事件342

第13章局域网控制器（MultiCAN）343

13.1结构与功能343

13.1.1 MultiCAN特性343

13.1.2模块结构与频率控制344

13.1.3模式控制346

13.1.4中断结构348

13.2 MultiCAN的寄存器348

13.2.1寄存器类型及其相对地址348

13.2.2通用模块控制寄存器350

13.2.3面板命令控制寄存器352

13.2.4模块设置寄存器353

13.2.5节点寄存器356

13.2.6报文对象寄存器361

13.3 MultiCAN模块的操作368

13.3.1 CAN节点控制368

13.3.2报文对象列表结构370

13.3.3 CAN节点分析模式373

13.3.4报文后处理接口375

13.3.5报文对象数据处理376

13.3.6报文对象功能380

第14章汇编指令系统385

14.1寻址模式385

14.1.1寻址模式概述385

14.1.2操作数类型385

14.2指令的数据类型及条件码385

14.2.1数据类型385

14.2.2数字的表示和舍入386

14.2.3条件码386

14.3汇编指令386

14.3.1指令格式386

14.3.2算术运算指令387

14.3.3逻辑运算指令388

14.3.4比较和循环控制指令388

14.3.5布尔位操作指令388

14.3.6移位指令389

14.3.7数据传送指令389

14.3.8系统堆栈指令389

14.3.9跳转指令390

14.3.10子程序调用指令390

14.3.11子程序返回指令390

14.3.12系统控制指令391

14.3.13优化指令391

第15章最小系统的硬件设计392

15.1 XC2238N微控制器概述392

15.1.1基本特性392

15.1.2 XC2238N的芯片引脚393

15.1.3电气特性394

15.2电源、复位与时钟电路设计396

15.2.1电源电路396

15.2.2复位电路397

15.2.3外部振荡器电路397

15.3调试系统电路接口与配置398

15.3.1 JTAG调试接口398

15.3.2 DAP调试接口399

15.3.3启动模式接口电路配置400

15.4 SCH和PCB设计概要401

15.4.1 XC2238N最小系统原理图401

15.4.2空引脚处理401

15.4.3电源和晶振PCB布置403

第16章嵌入式C程序开发方法404

16.1开发流程404

16.2数字应用虚拟工程师（DAvE）405

16.2.1 DAvE的安装405

16.2.2 DAvE的应用简介406

16.2.3目标系统扫描409

16.3集成开发环境（IDE）410

16.3.1 TASKING编译器简介410

16.3.2 TASKING VX-toolset的安装与应用简介411

16.3.3 KEIL编译器414

16.4调试器/仿真器414

16.4.1 iSYSTEM415

16.4.2 LAUTERBACH424

16.4.3其他调试开发工具426

16.5编程工具427

16.5.1 Memtool427

16.5.2 SMH427

16.5.3 Xeltek427

16.5.4 HiLo428

第17章嵌入式C语言代码设计429

17.1数据类型与变量429

17.1.1数据类型429

17.1.2常量与变量430

17.2存储器的使用规则431

17.2.1存储器类型修饰符431

17.2.2带存储器类型修饰符的指针432

17.2.3存储器模式432

17.2.4绝对地址的分配433

17.2.5位访问433

17.3函数的使用规则435

17.3.1函数的调用声明435

17.3.2函数的返回地址声明435

17.3.3函数的参数传递规则435

17.3.4函数的返回值规则436

17.3.5堆栈的使用436

17.3.6通用寄存器的使用437

17.3.7中断函数438

17.4修饰符及pragma预处理命令438

17.4.1 auto修饰符438

17.4.2 static修饰符439

17.4.3 register修饰符439

17.4.4 extern修饰符439

17.4.5 void修饰符440

17.4.6 volatile修饰符440

17.4.7 pragma预处理命令441

17.5工程442

17.5.1 DAvE创建的工程文件结构442

17.5.2 TASKING VX-toolset中生成的工程文件443

17.6汽车嵌入式系统C语言设计的MISRA规则444

17.6.1环境444

17.6.2编程语言扩展444

17.6.3文件444

17.6.4字符集445

17.6.5标识符445

17.6.6类型445

17.6.7常数445

17.6.8声明和定义445

17.6.9初始化446

17.6.10算术类型转换446

17.6.11指针类型转换446

17.6.12表达式446

17.6.13控制语句表达式447

17.6.14控制流程447

17.6.15开关语句448

17.6.16函数448

17.6.17指针和数组448

17.6.18结构和联合448

17.6.19预处理命令449

17.6.20标准库449

17.6.21运行时间失败450

第18章汽车嵌入式实时系统应用451

18.1系统概述451

18.2功能实现452

18.2.1 GPT1/CAN/ADC/USIC模块功能452

18.2.2 CCU6模块453

18.3 DAvE配置方法454

18.3.1配置GPT1模块454

18.3.2配置MultiCAN模块456

18.3.3配置USIC模块460

18.3.4配置ADC模块462

18.3.5配置CCU60模块463

18.3.6配置中断优先级469

18.4代码编译470

18.4.1添加用户代码到GPT模块5ms中断函数470

18.4.2添加用户代码到CAN接收中断函数470

18.4.3添加用户代码到USIC0 CH0接收中断函数470

18.4.4添加用户代码到ADC0结果寄存器0中断函数471

18.4.5添加用户代码到CCU60中断函数471

附录A 缩略语473

参考文献476

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摘要：本文以《汽车嵌入式微控制器原理及应用英飞凌XC2000家族MCU.pdf电子书版文档下载》为研究对象，详细阐述了汽车嵌入式微控制器的原理、英飞凌XC2000家族MCU的特点及应用。通过对该文档的深入分析，旨在为读者提供全面、系统的汽车嵌入式微控制器知识，助力相关领域的技术研究和应用。

1、原理概述

汽车嵌入式微控制器是汽车电子系统中的核心部件，负责控制汽车的各种功能。其原理主要包括微控制器的基本结构、工作原理以及与汽车电子系统的接口。本文详细介绍了微控制器的内部结构，如中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口等，并分析了其工作原理，如指令执行、中断处理等。

此外，本文还探讨了微控制器与汽车电子系统的接口技术，包括传感器接口、执行器接口、通信接口等。这些接口技术是实现微控制器与汽车电子系统之间数据交换和指令控制的关键。

通过对汽车嵌入式微控制器原理的阐述，为读者提供了对微控制器工作原理的全面了解，为后续的应用研究奠定了基础。

2、XC2000家族MCU特点

英飞凌XC2000家族MCU是一款高性能、低功耗的汽车嵌入式微控制器，具有以下特点：

首先，XC2000家族MCU采用高性能的CPU内核，具备强大的数据处理能力，能够满足汽车电子系统对实时性和可靠性的要求。

其次，该系列MCU具有丰富的片上资源，包括大容量的存储器、丰富的输入输出接口、多种通信接口等，为汽车电子系统的设计提供了便利。

最后，XC2000家族MCU具有出色的抗干扰性能和可靠性，能够适应汽车电子系统复杂的工作环境。

3、应用领域

汽车嵌入式微控制器在汽车电子系统中具有广泛的应用，主要包括以下领域：

首先，在车身电子领域，微控制器用于控制车门、车窗、座椅、灯光等设备，提高汽车的安全性、舒适性和便利性。

其次，在动力系统领域，微控制器用于控制发动机、变速器、燃油喷射等设备，提高汽车的燃油经济性和环保性能。

最后，在信息娱乐领域，微控制器用于控制车载音响、导航系统、车载通信等设备，提升汽车的娱乐性和智能化水平。

4、总结与展望

本文通过对《汽车嵌入式微控制器原理及应用英飞凌XC2000家族MCU.pdf电子书版文档下载》的深入分析，详细阐述了汽车嵌入式微控制器的原理、英飞凌XC2000家族MCU的特点及应用。随着汽车电子技术的不断发展，汽车嵌入式微控制器在汽车电子系统中的作用越来越重要，其应用领域也将不断拓展。

未来，汽车嵌入式微控制器将朝着更高性能、更低功耗、更智能化的方向发展，为汽车电子系统的创新提供有力支持。

总结：

本文从原理、特点、应用领域等方面对汽车嵌入式微控制器进行了全面阐述，为读者提供了丰富的知识储备。随着汽车电子技术的不断发展，汽车嵌入式微控制器在汽车电子系统中的地位将更加重要，其应用前景广阔。

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