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本書以TI公司C2000系列TMS320F28027PT微控制器為載體，介紹微控制器的基本原理和應用方法。本書以學生認知過程為導向組織內容，從簡單到復雜，從模塊到系統(tǒng)，按照項目驅動的思路展開教學，著重培養(yǎng)學生的實踐應用能力。
全書共14章，分為3部分：第1部分（第1～4章）為系統(tǒng)平臺模塊，介紹嵌入式系統(tǒng)定義、開發(fā)板硬件平臺、嵌入式C語言、軟件架構和CCS集成開發(fā)環(huán)境；第2部分（第5～13章）為基本外設模塊，分別介紹TMS320F28027PT的*常用外設模塊，包括GPIO、中斷、定時器、eCAP、ePWM、ADC、SCI、SPI、I2C等，每個模塊先介紹通用知識，再介紹TMS320F28027PT相應模塊的工作原理、寄存器驅動函數、軟件思維導圖和應用實例；第3部分（第14章）為綜合案例，介紹C2000系列微控制器在電力電子控制系統(tǒng)中的應用，為后續(xù)從事微控制器系統(tǒng)的復雜工程設計奠定基礎。
本書可作為普通高校電氣工程、自動化等專業(yè)本科生或研究生的教材，也可供從事電力電子、機電一體化、自動控制等系統(tǒng)開發(fā)的工程技術人員參考。

從大學學生時期接觸MCS51單片機開始，在學習單片機、使用單片機進行科研工作期間，編者研讀了不少優(yōu)秀的單片機教材和芯片參考手冊。近十幾年來一直從事單片機的教學工作，時常參加單片機大學計劃教學研討會，聆聽了同行們的新教學理念和新想法，因此就有了撰寫本書的最初計劃。
單片機芯片種類繁多，包括MCS51、摩托羅拉、英飛凌、瑞薩、德州儀器等廠家的單片機，以及最近的ARM系列。編程語言從匯編語言到現(xiàn)在的C語言，芯片內部存儲資源不斷豐富，C語言的結構化，表明單片機已進入工具化的時代。從2014年起，編者在福州大學自動化專業(yè)進行試點，弱化硬件寄存器的講授，引入軟件工程理念，重新構建軟件架構，從原理轉向應用。理論上任何一種型號的單片機都可以作為案例來講授這種新觀念。
本書選用TI公司的TMS320F28027為研究對象，原因有以下兩方面：其一，2002年編者涉足電力電子系統(tǒng)的數字化研究工作，對TI公司不同時期的C2000系列MCU芯片，諸如240、2407、2812、28335、28377D等，都有較好的項目應用經驗；其二，得益于TI公司中國大學計劃，基于他們無償提供的幾百套LaunchPad開發(fā)板，我們建立了移動的單片機實驗室。本書選擇F28027為腳本，借助它來闡述外設模塊的工作原理，讀者要跳出這個局限，真正去讀懂并領會軟件的架構，才是本書真正的“用”意。
簡單回憶一下以F28027為腳本的教學歷程。2012年，編者開始在電氣工程及其自動化專業(yè)針對大四學生開設F28027的選修課，參考教材是英文版芯片手冊，為學生提供LaunchPad 28027作為實驗器材。2014年，“嵌入式系統(tǒng)原理”課程，成為自動化專業(yè)學生的專業(yè)基礎課，2017年該課程更名為“單片機原理及應用”，授課的內容沒有變化。為了配合課程建設，課題組在福州大學課程中心建立了“嵌入式系統(tǒng)原理”網絡課程，課程的講稿發(fā)布于網絡課程上。2014年，編者把課程教案整理匯編成為“嵌入式系統(tǒng)技術基礎與實踐”，各種原因導致未正式出版。2019年，我們在中國大學MOOC平臺上開設了“嵌入式系統(tǒng)原理”課程，自編內容作為線上課程的文本資源。本書成稿時增補了不少內容，如軟件思維導圖和綜合案例介紹等。需要特別說明的是，本書中不管是單片機系統(tǒng)還是嵌入式系統(tǒng)，都是指微控制器（MCU）。
本書提出了一種統(tǒng)一的軟件和硬件架構。現(xiàn)有的嵌入式系統(tǒng)課程大多數在外設模塊教學時是孤立的，只注重外設模塊的功能。該架構設置軟件接口實現(xiàn)對外設模塊的平行化，不管是功能復雜還是功能簡單的外設模塊，都是一樣的模式。在軟件架構上，基于編者多年的教學實踐，本書提出了四層架構模型，即主程序層、應用模塊層、用戶模塊層、MCU驅動模塊層。該軟件架構的特點是上層可以調用下層的模塊函數，同一層模塊不能互相調用，從而利用分層技術實現(xiàn)軟件的“高內聚，低耦合”這一軟件工程思想，實現(xiàn)了軟件開發(fā)和維護的高度靈活性，以及功能模塊的復用度。
使用本書時，可以選用德州儀器公司開發(fā)的LaunchPad口袋實驗室。該口袋實驗室集成了編程器、仿真器、28027運行系統(tǒng)、按鍵和LED顯示，功能簡單夠用，具有小型化和低成本化的特點，可以很好地解決嵌入式類課程的實踐問題。借助口袋實驗室，學生不需要進入實驗室就可以進行實驗，打破了傳統(tǒng)實驗室使用的空間限制，為泛在學習的實踐活動提供技術保障。
福州大學科華恒盛電力電子研究中心的研究生陳偉東、雷文浩、石安邦、詹銘松、謝鴻彪、林俊騰、楊富陽、廖淑瀅、梁鑫釗、張家翔、龔興陽和沈明杰等參與了本書的資料整理、硬件設計和代碼驗證等工作。本書編寫過程中，還得到了TI中國大學計劃的鼎力支持，在此向他們表示衷心的感謝！
由于時間倉促和水平有限，雖盡力完善，但書中難免有疏漏和不足之處，懇請讀者批評指正，以便持續(xù)改進。
編者

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