王宜怀，博士，苏州大学计算机科学与技术学院教授、软件工程系主任、博士生导师；苏州大学嵌入式系统与物联网研究所所长；苏州大学-沁恒RISC-V协同创新中心主任，江苏省计算机学会嵌入式系统与物联网专业委员会主任，中国软件行业协会嵌入式系统分会理事。曾获福建省八五期间电子信息应用先进个人、全国高等学校计算机教学成果奖一等奖、一流本科课程、江苏省高等教育教学成果一等奖、苏州大学五四青年特别感谢奖、苏州大学高尚师德奖等。致力于嵌入式系统与物联网、嵌入式人工智能、嵌入式软件工程等方向研究与教学工作，撰写嵌入式系统方面著作十余部，获得发明专利三十余项。

本书以沁恒微电子公司（WCH）的RSIC-V内核的CH32V307系列微控制器为监本，以知识要素为核心，以构件化为基础，阐述嵌入式技术基础与实践。本书介绍的AHL-CH32V307硬件系统可以满足基础实践的需要。 全书共13章，第1章简要阐述嵌入式系统的知识体系、学习误区与学习建议；第2章为RSIC-V架构微处理器简介；第3章介绍MCU存储器映像、中断源与硬件最小系统；第4章以GPIO为例给出规范的工程组织框架，阐述底层驱动应用与设计方法；第5章介绍嵌入式硬件构件与底层驱动构件的基本规范；第6章阐述串行通信接口UART，并给出第一个带中断的实例，第1～6章囊括了学习一个微控制器入门环节的完整要素，第7～12章分别介绍了SysTick、Timer、RTC、Flash在线编程、ADC、DAC、SPI、I2C、TSC、DMA、CAN、USB、以太网模块及其他模块。第13章给出了外接部件，RTOS、嵌入式人工智能等应用案例。 本书适用于高等学校嵌入式系统的教学或技术培训，也可供嵌入式系统与物联网应用技术人员研发时参考。

第1章 概述
1.1 初识嵌入式系统
1.1.1 运行硬件系统
1.1.2 实践体系简介
1.1.3 编译、下载与运行第一个嵌入式程序
1.2 嵌入式系统的定义、发展简史、分类及特点
1.2.1 嵌入式系统的定义
1.2.2 嵌入式系统的由来及发展简史
1.2.3 嵌入式系统的分类
1.2.4 嵌入式系统的特点
1.3 嵌入式系统的学习困惑、知识体系及学习建议
1.3.1 嵌入式系统的学习困惑
1.3.2 嵌入式系统的知识体系
1.3.3 基础阶段的学习建议
1.4 微控制器与应用处理器简介
1.4.1 MCU简介
1.4.2 以MCU为核心的嵌入式测控产品的基本组成
1.4.3 MAP简介
1.5 嵌入式系统常用术语
1.5.1 与硬件相关的术语
1.5.2 与通信相关的术语
1.5.3 与功能模块相关的术语
本章小结
习题

第2章 RISC-V架构微处理器
2.1 RISC-V概述与青稞V4F微处理器简介
2.1.1 RISC-V概述
2.1.2 青稞V4F微处理器内部结构概要
2.1.3 寄存器通用基础知识及相关基本概念
2.1.4 青稞V4F微处理器的内部寄存器
2.2 寻址方式与机器码的获取方法
2.2.1 指令保留字简表与寻址方式
2.2.2 机器码的获取方法
2.3 RISC-V基本指令分类解析
2.3.1 数据传送类指令
2.3.2 数据操作类指令
2.3.3 跳转类指令
2.3.4 CSR类指令
2.3.5 其他指令
2.4 汇编语言的基本语法
2.4.1 汇编语言的格式
2.4.2 常用伪指令简介
本章小结
习题

第3章 存储器映像、中断源与硬件最小系统
3.1 CH32V307系列MCU概述
3.1.1 CH32V307系列MCU命名规则
3.1.2 CH32V307存储器映像
3.1.3 CH32V307中断源
3.2 CH32V307的引脚图与硬件最小系统
3.2.1 CH32V307的引脚图
3.2.2 CH32V307硬件最小系统原理图
3.3 由MCU构建通用嵌入式计算机
3.3.1 嵌入式终端开发方式存在的问题与解决办法
3.3.2 提出GEC概念的时机、GEC的定义与特点
3.3.3 由CH32V307VCT6构成的GEC
本章小结
习题

第4章 GPIO及程序框架
4.1 GPIO通用基础知识
4.1.1 GPIO概念
4.1.2 输出引脚的基本接法
4.1.3 上拉下拉电阻与输入引脚的基本接法
4.2 软件干预硬件的方法
4.2.1 GPIO构件API
4.2.2 第一个C语言工程：控制小灯闪烁
4.3 认识工程框架
4.3.1 工程框架及所含文件简介
4.3.2 了解机器码文件及芯片执行流程
4.4 GPIO构件的制作过程
4.4.1 端口与GPIO模块——对外引脚与内部寄存器
4.4.2 GPIO基本编程步骤并点亮一盏小灯
4.4.3 GPIO构件的设计
4.5 第一个汇编语言工程：控制小灯闪烁
4.5.1 汇编工程文件的组织
4.5.2 汇编语言小灯测试工程主程序
4.6 实验一熟悉实验开发环境及GPIO编程
本章小结
习题

第5章 嵌入式硬件构件与底层驱动构件基本规范
5.1 嵌入式硬件构件
5.1.1 嵌人式硬件构件概念与嵌人式硬件构件分类
5.1.2 基于嵌人式硬件构件的电路原理图设计简明规则
5.2 嵌入式底层驱动构件的概念与层次模型
5.2.1 嵌入式底层驱动构件的概念
5.2.2 嵌入式硬件构件与软件构件结合的层次模型
5.2.3 嵌入式软件构件分类
5.3 底层驱动构件的封装规范
5.3.1 构件设计的基本思想与基本原则
5.3.2 编码风格基本规范
5.3.3 头文件的设计规范
5.3.4 源程序文件的设计规范
5.4 硬件构件及其驱动构件的复用与移植方法
5.4.1 硬件构件的复用与移植
5.4.2 驱动构件的移植
本章小结
习题

第6章 串行通信模块及第一个中断程序结构
6.1 异步串行通信的通用基础知识
6.1.1 串行通信的基本概念
6.1.2 RS232和RS485总线标准
6.1.3 TTL-USB串口
6.1.4 串行通信编程模型
6.2 基于构件的串行通信编程方法
6.2.1 CH32V307VCT6芯片的UART对外引脚
6.2.2 UART构件API
6.2.3 UART构件API的发送测试方法
6.2.4 printf的设置方法与使用
6.3 UART构件的制作过程
6.3.1 UART寄存器概述
6.3.2 利用直接地址操作的串口发送打通程序
6.3.3 UART构件设计
6.4 中断机制及中断编程步骤
6.4.1 关于中断的通用基础知识
6.4.2 RISC-V非内核模块中断编程结构
6.4.3 CH32V307VCT6中断编程步骤——以串口接收中断为例
6.5 实验二 串口通信及中断实验
本章小结
习题

第7章 定时器相关模块
7.1 定时器的通用基础知识
7.2 CH32V307VCT6中的定时器
7.2.1 青稞V4F内核中的系统定时器SysTick
7.2.2 实时时钟RTC模块
7.2.3 Timer模块的基本定时功能
7.3 脉宽调制
7.3.1 脉宽调制PWM的通用基础知识
7.3.2 基于构件的PWM编程方法
7.3.3 脉宽调制构件的制作过程
7.4 输入捕获与输出比较
7.4.1 输入捕获与输出比较的通用基础知识
7.4.2 基于构件的输入捕获和输出比较编程方法
7.5 实验三 定时器及PWM实验
本章小结
习题

第8章 Flash在线编程、ADC与DAC
8.1 Flash在线编程
8.1.1 Flash在线编程的通用基础知识
8.1.2 基于构件的Flash在线编程方法
8.1.3 Flash构件的制作过程
8.2 ADC
8.2.1 ADC的通用基础知识
8.2.2 基于构件的ADC编程方法
8.2.3 ADC构件的制作过程
8.3 DAC
8.3.1 DAC的通用基础知识
8.3.2 基于构件的DAC编程方法
8.4 实验四 ADC实验
本章小结
习题

第9章 SPI、I2C与TSC模块
9.1 串行外设接口SPI模块
9.1.1 SPI的通用基础知识
9.1.2 基于构件的SPI通信编程方法
9.2 集成电路互联总线I2C模块
9.2.1 I2C的通用基础知识
9.2.2 基于构件的I2C通信编程方法
9.3 触摸感应控制器TSC模块
9.3.1 TSC的基本原理
9.3.2 基于构件的TSC编程方法
9.4 实验五 SPI通信实验
本章小结
习题

第10章 DMA与CAN总线编程
10.1 CAN总线
10.1.1 CAN总线的通用基础知识
10.1.2 基于构件的CAN编程方法
10.2 DMA
10.2.1 DMA的通用基础知识
10.2.2 基于构件的DMA编程方法
本章小结
习题

第11章 USB与嵌入式以太网模块
11.1 USB的通用基础知识
11.1.1 USB概述
11.1.2 与USB相关的基本概念
11.1.3 USB通信协议
11.1.4 从设备的枚举看USB数据传输
11.2 CH32V307的USB模块应用编程方法
11.2.1 CH32V307的USB模块简介
11.2.2 CH32V307作为USB从机的编程方法
11.2.3 CH32V307作为USB主机的编程方法
11.3 嵌入式以太网的通用基础知识
11.3.1 以太网的由来与协议模型
11.3.2 以太网中的主要物理设备
11.3.3 相关名词解释
11.4 CH32V307的以太网模块应用编程方法
11.4.1 CH32V307的以太网模块简介
11.4.2 以太网底层驱动构件
11.4.3 以太网测试实例
11.5 本章小结
习题

第12章 时钟系统与其他功能模块
12.1 时钟系统
12.1.1 时钟系统概述
12.1.2 时钟模块寄存器概要
12.1.3 时钟模块编程实例
12.2 电源模块与复位模块
12.2.1 电源模块
12.2.2 复位模块
12.3 看门狗
12.3.1 独立看门狗
12.3.2 系统窗口看门狗
12.4 数字视频接口与安全数字输入/输出
12.4.1 数字视频接口
12.4.2 安全数字输入/输出
本章小结
习题

第13章 应用案例
13.1 嵌人式系统稳定性问题
13.2 外接传感器及执行部件的编程方法
13.2.1 开关量输出类驱动构件
13.2.2 开关量输入类驱动构件
13.2.3 声音与加速度传感器驱动构件
13.3 实时操作系统的简明实例
13.3.1 无操作系统与实时操作系统
13.3.2 RTOS中常用的基本概念
13.3.3 线程的三要素、四种状态及三种基本形式
13.3.4 RTOS下的编程实例
13.4 嵌人式人工智能的简明实例
13.4.1 AHL-EORS简介
13.4.2 AHL-EORS的数据采集与训练过程
13.4.3 在通用嵌入式计算机GEC上进行的推理过程
13.5 沁恒MCU的其他嵌入式实践资源简介
13.5.1 AHL-CH573
13.5.2 AHL-CH573-NB-IoT
13.5.3 AHL-CH573-CAT1
参考文献