英飞凌XE166/XC2000单片机开发与应用实例(含CD光盘1张)

内容简介

本书以XE164FN为例介绍了英飞凌XE166系列单片机的基本特点、硬件结构、外设功能模块等的基本原理与工作方式，并结合DAvE软件，通过实例详细阐述了各个功能模块的配置与应用方法。全书共16章，从系统设计、相关软件操作到功能模块开发，再到综合实例应用，循序渐进，层次分明，帮助读者真正掌握英飞凌公司XE166系列单片机的工程开发方法。同时针对电机控制领域的应用，本书还详细介绍了无刷直流电机及永磁同步电机驱动控制的原理与实现。另外，附带的配套光盘给出了书中的示例文件及相关代码，方便读者动手实践与设计参考。

目录

第1章 绪论 1
1.1 英飞凌微控制器家族概述 1
1.2 英飞凌16位单片机 1
1.2.1 历史 1
1.2.2 XE164FN系列性能特点 2
1.2.3 产品子系列及区别 5
1.2.4 XE164FN系列产品介绍 6
1.3 英飞凌XE164FN系列单片机
开发环境 8
1.4 本书附注 8
1.4.1 缩写注释 8
1.4.2 外设单元命名规则 9
第2章 XE164FN的体系架构 10
2.1 架构概况 10
2.2 特性总结 11
2.3 系统内核单元 11
2.3.1 中央处理单元（CPU） 12
2.3.2 存储器保护单元（MPU） 13
2.3.3 可编程多优先级中断系统 13
2.3.4 系统资源接口 14
2.4 片上系统资源 14
2.4.1 存储器区域 14
2.4.2 外部总线接口 15
2.5 片上外设模块 16
2.5.1 外设接口 16
2.5.2 外设时序 16
2.5.3 捕获/比较单元CAPCOM
（CC2） 16
2.5.4 捕获/比较单元CCU6
（CCU6） 17
2.5.5 通用定时器单元（GPT） 18
2.5.6 实时时钟（RTC） 19
2.5.7 模数转换器（ADC） 19
2.5.8 通用串行接口通道模块
（USIC） 20
2.5.9 MultiCAN模块（MultiCAN） 21
2.5.10 系统定时器 22
2.5.11 看门狗定时器 22
2.5.12 存储器检查器模块 23
2.5.13 并行端口 23
2.6 时钟产生 23
2.7 功率管理 23
2.8 片上调试支持 24
第3章 开发工具与编程环境 25
3.1 开发流程 25
3.2 寄存器配置环境（DAvE） 25
3.2.1 DAvE软件功能 25
3.2.2 DAvE安装 25
3.2.3 DAvE操作介绍 26
3.3 编程与调试环境（Tasking） 31
3.3.1 Tasking版本介绍 32
3.3.2 Tasking下载与安装 32
3.3.3 Tasking License申请 34
3.3.4 界面布局 36
3.3.5 使用Tasking完成例程 37
3.4 编程与调试环境 42
3.4.1 导入程序 43
3.4.2 编译 43
3.4.3 在线调试设置 43
3.4.4 下载 45
3.5 仿真器的安装与使用 46
3.5.1 DAP Mini Wiggler 46
3.5.2 DAS 47
3.5.3 使用Memtool工具下载代码 48
第4章 中央处理器 51
4.1 内核简介 51
4.2 CPU组成 52
4.3 流水线 53
4.4 代码寻址 54
4.5 数据寻址 54
4.5.1 短寻址模式 54
4.5.2 长寻址模式 55
4.5.3 间接寻址模式 57
4.5.4 DSP寻址模式 58
4.5.5 系统堆栈 59
4.6 标准数据处理 60
4.7 DSP数据处理 61
4.7.1 MAC的体系架构 62
4.7.2 CoREG寻址模式 63
4.7.3 CoMAC单元 65
4.7.4 其他MAC指令 68
4.7.5 MAC单元的使用方法 69
4.8 DSP功能的开发方法 70
4.8.1 全汇编开发DSP功能 70
4.8.2 C与汇编混合编程 71
4.8.3 内联函数编程 73
4.8.4 用库编写DSP函数 74
4.8.5 用C语言编程 75
4.8.6 建议 76
4.9 通用寄存器与常数寄存器 77
第5章 存储器结构 79
5.1 地址映射 79
5.2 程序存储器 81
5.2.1 程序/数据SRAM（PSRAM） 81
5.2.2 非易失程序存储器（Flash） 82
5.3 数据存储器 83
5.3.1 双端口RAM（DPRAM） 83
5.3.2 数据SRAM（DSRAM） 84
5.3.3 备用RAM（SBRAM） 84
5.3.4 标记存储器（MKMEM） 84
5.4 特殊功能寄存器/寄存器区 84
5.4.1 特殊功能寄存器 85
5.4.2 通用寄存器 85
5.4.3 PEC源指针和目的指针 86
5.5 IO区 86
5.6 外部存储空间 87
5.7 保护机制 87
5.7.1 位保护 87
5.7.2 存储器保护单元（MPU） 88
5.8 外部存储器控制 88
5.8.1 特性归纳 89
5.8.2 概述 89
5.8.3 命名规则 89
5

摘要与插图

前    言
嵌入式控制应用领域的快速增长，对当今微控制器的实时性提出了更高的要求。为了实现复杂的控制算法，就必须能够处理大量的数字和模拟输入信号，并在规定的响应时间内产生正确的输出信号。同时，嵌入式控制应用通常追求小的板卡空间、较低功耗以及较低的系统成本。这就要求微控制器具备以下功能：提供高度系统集成、无需附加外设器件及相关软件开销、提供系统安全和故障保护机制、提供有效措施控制（并降低）器件功耗。为了实现这些目标，英飞凌开发了16位CMOS微控制器XE166家族产品。XE166将功能和性能扩展的C166SV2内核、功能强大的片上外设子系统和各种片上存储器实现了的结合。
XE166具有两个IO电源域，满足系统从3V到5V的供电需求；五级流水线和MAC单元；具有针对控制应用的指令集；两个可同步ADC，转换精度（10位或8位）和转换时间（低于1s）可编程设定，具有多达16路模拟输入通道；一个捕获/比较单元（CC）（具有两个独立的时间基准），可工作在不同工作模式的灵活的PWM单元/事件记录单元，共包括两个16位定时器/计数器；两个用于灵活产生PWM信号的捕获/比较单元（CCU6）；三个通用串行接口通道单元（USIC），每个单元提供2路接口通道、波特率发生器、接收/发送FIFO，数据长度和移位方向可编程，可用作UART、类SPI、IIC、IIS和LIN接口；控制器局域网络（MultiCAN）模块，支持V2.0B active，多达6个CAN节点，可独立工作或通过网关交换数据。
本书以XE164FN为模型，介绍了XE166系列单片机的硬件结构、存储器组织、中断系统及片内外设等硬件资源的运行原理与工作方式。通过对英飞凌微控制器开发环境、开发流程的介绍，并在具体章节中结合DAvE详述相关寄存器配置方法，帮助读者快速实现软件开发。本书给出了评估板的原理示例，使读者可以简便地建立起自己的硬件平台，同时本书配套光盘提供了经过试验验证的例程代码，为读者的学习提供了良好的参考支持。
本书共分16章。第1章和第2章介绍XE166家族产品特点、体系架构等；第3章介绍XE166系列单片机的开发工具与编程环境；第4～9章分别介绍中央处理器单元、存储器结构、系统控制单元、并行端口、中断与异常情况控制、通用定时器等的功能及使用；第10章和第14章结合实例分别对通用串行接口及控制器局域网络的原理与使用进行了介绍；第11章和第13章分别介绍捕获/比较单元CCU6和CAPCOM2的工作方式与使用方法；第12章对模数转换器（ADC）模块给予介绍；第15章和第16章从搭建系统硬件开发平台到编写软件代码，一步一步讲解了永磁同步电机矢量控制驱动器的设计方法。
本书的完成得益于英飞凌科技（中国）有限公司的支持和资助，单片机市场部经理王亦菁女士为编者提供了大量的技术文档和应用资料，张平化博士、刘继伟工程师、孟德昀工程师、荆晓博工程师仔细审校了本书，并提出了宝贵的意见。同时在本书的编写过程中还得到了北京乾勤科技发展有限公司在试验设备上的大力支持，乐志梅女士为本书的试验验证部分提供了硬件开发平台与软件参考样例，在此表示深深的谢意。
硕士研究生张致远作为主要参编人员全程参与了本书的资料整理、文档撰写与校对、程序调试和修改；硕士研究生侯飞参与了例程代码的测试验证与修改工作，在此向两位同志表示衷心的感谢。
限于编者水平，书中难免存在错误和不当之处，恳请读者批评指正。
编  者     
2013年5月于上海大学