前言 嵌入式计算机系统简称嵌入式系统，其概念最初源于传统测控系统对计算机的需求。随着以微处理器（MPU）为内核的微控制器（MCU）制造技术的不断进步，计算机领域在通用计算机系统与嵌入式计算机系统这两大分支分别得以发展。 通用计算机已经在科学计算、事物管理、通信、日常生活等各个领域产生重要影响。在后 PC 时代，嵌入式系统的广阔应用将是计算机发展的重要特征。一般来说，嵌入式系统的应用范围可以粗略分为两大类：一类是电子系统的智能化（工业控制、现代农业、家用电器、汽车电子、测控系统、数据采集等） ；另一类是计算机应用的延伸（MP4、手机、通信、网络、计算机外围设备等） 。不论如何分类，嵌入式系统的技术基础是不变的，即要完成一个以 MCU 为核心的嵌入式系统应用产品设计，需要有硬件、软件及行业领域相关知识。但是，随着嵌入式系统中软件规模日益增大，对嵌入式底层驱动软件的封装提出了更高的要求，可复用性与可移植性受到特别关注，嵌入式软件构件化开发方法逐步被业界所重视。 本书以嵌入式硬件构件与底层软件构件设计为主线，按照嵌入式软件工程的要求，以飞思卡尔半导体公司的 32 位 ColdFire 系列微控制器中带以太网接口的MCF52233、带 CAN 总线接口的MCF52235、带 USB2.0 接口的 MCF52223 三个型号为蓝本，按照“通用知识—芯片编程结构概要—基本编程方法—底层驱动构件封装—应用方法与举例”的线条，逐步阐述电子系统智能化嵌入式应用的软件与硬件设计。 关于飞思卡尔 ColdFire 系列微控制器： 飞思卡尔半导体是全球最大半导体公司之一，在微控制器领域长期居全球市场领先地位，以高可靠性获得业界一致赞誉。该公司的微控制器产品系列齐全，由不同位数（8位、16位、32位等），不同封装形式（DIP、SOIC、QFP等） ，不同温度范围，所含模块不同等构成了庞大的飞思卡尔微控制器产品系列， 广泛应用于汽车电子、 消费电子、 工业控制、网络和无线市场等嵌入式系统各个领域。该公司每年的研发投入超过12亿美元。飞思卡尔公司的 ColdFire 系列单芯片微控制器解决方案主要面向工业/家庭自动化、远程数据采集与控制、医疗仪表、照明控制节点、以太网应用、USB 应用、ZigBeeTM 控制节点等领域。该公司自 2006 年开始提供 32 微控制器 MCF5223x、MCF5222x 部分样片以来，已经逐步形成了不同的功能、价格、集成度和调试能力的 32 位单芯片嵌入式应用的解决方案，使得用户可以各取所需。也就是说，面向电子系统智能化嵌入式应用的设计，无论需要怎样的系统功能和集成度， 总能从 ColdFire 庞大产品系列中选取一款合适的芯片进行应用开发。这正是嵌入式系统产品设计者所期望的。本书是第一本以完整实例方式阐述飞思卡尔MCF5223x与 MCF5222x 应用设计的著作。 本书特点 （1）把握通用知识与芯片相关知识之间的平衡。书中对于嵌入式“通用知识”的基本原理，以应用为立足点，进行语言简洁、逻辑清晰的阐述，同时注意与芯片相关知识之间的衔接，使读者在更好地理解基本原理的基础上，理解芯片应用的设计，同时反过来，加深对通用知识的理解。 （2）把握硬件与软件的关系。嵌入式系统是软件与硬件的综合体，嵌入式系统设计是一个软件、硬件协同设计的工程，不能像通用计算机那样，软件、硬件完全分开来看。特别是对电子系统智能化嵌入式应用来说，没有对硬件的理解就不可能写好嵌入式软件，同样没有对软件的理解也不可能设计好嵌入式硬件。因此，本书注重把握硬件知识与软件知识之间的关系。 （3）对底层驱动进行构件化封装。书中对每个模块均给出根据嵌入式软件工程基本原则并按照构件化封装要求编制底层驱动程序，同时给出详细规范的注释及对外接口，为实际应用提供底层构件，方便移植与复用，可以为读者进行实际项目开发节省大量时间。 （4）设计合理的测试用例。书中所有源程序均经测试通过，并保留测试用例在随书所附的网上光盘中，避免了因例程的书写或固有错误给读者带来烦恼。这些测试用例，也为读者验证与理解带来方便。 （5）网上光盘提供了所有模块完整的底层驱动构件化封装程序、文档与测试用例，同时网上光盘中还包含芯片参考手册、写入器安装与使用方法、工具软件（开发环境、程序写入与读出软件、串口调试工具、USB 工具、以太网工具） 、有关硬件原理图及其他技术资料。 （6）提供硬件评估板、写入调试器，并给出单独进行程序写入与读出的软件工具，方便读者进行实践与应用。 主要内容 全书共 16 章，其中第 1 章为概述，阐述嵌入式系统的知识体系、学习误区、学习建议。2-3 章概述 ColdFire系列微处理器特点，给出 MCF52233 的引脚功能与硬件最小系统电路，给出第一个样例程序及 ColdFire 工程组织，完成第一个 ColdFire工程的入门。4-10章分别给出 UART、键盘、LED 与 LCD、AD、定时器、QSPI、I2C 与 Flash 存储器在线编程等。11-15 分别给出 MCF52235的 CAN 总线、基于 MCF52233 嵌入式以太网、MCF52233的其他模块、 MCF52223的 USB 2.0 编程、µC/OS-Ⅱ在 ColdFire 上的移植与应用，第 16 章给出基于硬件构件的嵌入式系统开发方法。附录 A 给出了本书使用的ColdFire 系列 MCU芯片封装；附录给出了写入器、评估板及购买方法；附录 C 给出了常见实践问题解答。 致谢 本书除封面署名作者外， 还有苏州大学计算机科学与技术学院嵌入式应用方向研究生王玉丽、屯娜、姚键东、王凤林、钱仇圣、舒胜强、钟海林等协助书稿整理及程序调试工作， 他们卓有成效的工作， 使本书更加实用。 飞思卡尔半导体有限公司的 Andy Mastronardi先生、马莉女士一直关心支持苏州大学飞思卡尔嵌入式系统研发中心的建设，为本书的撰写提供了硬件及软件资料，并提出了许多宝贵建议。飞思卡尔半导体有限公司的许多技术人员提供了技术支持。电子工业出版社的田宏峰先生为本书的出版付出了大量细致工作。在此一并表示诚挚的谢意。 鉴于作者水平有限，书中难免存在不足和错误之处，恳望读者提出宝贵意见和建议，以便再版时改进。
王宜怀 2009年 7 月于苏州大学 | 
