图书前言

随着计算机网络技术和芯片技术的进步,控制芯片的性能大幅提高,成本不断降低,网络几乎深入到人们生活的每一个角落,谁是最节能,最擅长把好钢用在刀刃上的人?要让我说,我一定得表一表单片机的开发者。他们使出浑身解数,写出精妙玲珑的代码,把单片机点点滴滴的力量汇集起来,让它如同涌泉一般尽情地迸发,灌溉滋养着各行各业。是什么灵丹妙药赐予了他们这么神奇的力量?除了好的处理器之外,还要配合好的开发环境和工具链。也正出于此,在设计ARM7TDMI处理器时,ARM的工具链工程师们和CPU设计师们强强联手,为了让它的内部结构更优化、更精练、更到位而并肩奋战了很多日日夜夜,终于有了ARM7TDMI的无限辉煌,并且久经岁月的洗礼依旧光芒绽放。

珠联璧合的最新果实,是破茧而出的ARM CortexM3处理器。这个小尤物,处处闪耀着ARM体系结构激动人心的新突破。它基于最新最好的32位ARMv7架构——这个架构支持高度成功的Thumb2指令集,还有很多时尚、前卫甚至崭新的特性,充满了新生代的气息。它在很好、很强大的同时,编程模型却变得更加清新爽洁了。不管你是祖国的花朵、是人民教师、还是精明的商人,也无所谓是新手还是骨灰级玩家,CortexM3都将尽情展现它的秀外慧中,带给你喜出望外的收获和“激活”!

本书特点

(1) 起点低,实验例程分析透彻。

(2) 既注重基础理论,更面向应用。

(3) 实例可操作性强。

本书的组织结构

第1章为基础部分,重点介绍了CortexM3内核的寄存器组、中断向量表、存储器映射、存储器保护单元。本章主要是帮助读者对CortexM3内核有一个整体的印象把握,从而引导读者进入嵌入式系统开发的大门。

第2章介绍了嵌入式开发的集成开发环境及驱动库安装。介绍了本书主要使用的开发工具链IAR,主要包括IAR EWARM的安装、驱动库的安装、EWARM 中新建新项目、编译运行程序,以及将IAR的工程移植到Keil工程的方法。本章为后面章节中程序的编译、测试提供了必要的基础、环境、工具支持。

第3章主要介绍了以LM3S8962处理器为核心的实验平台的硬件电路,包括: 滤波电路、复位电路、晶振时钟、以太网接口、RS232、RS485、CAN总线、电源模块、ADC采样、LED及按键、蜂鸣器、IIC扩展开关量输入、IIC扩展开关量输出、继电器输出等电路设计。硬件电路是整个嵌入系统的躯体骨架。

第4章为处理器主要接口实验,包括硬件类型的定义位带操作、系统控制接口、系统节拍定时器、通用输入输出接口、Flash内部总线读写、通用定时器控制、看门狗操作、中断控制、脉宽调制器的应用以及电压比较器的实验。其中,CortexM3内核的系统节拍定时器、中断控制、位带操作是其处理器与其他处理器很大的不同点,读者应认真体会分析,掌握其应用。软件是嵌入式系统的灵魂,只有软件牢牢地依附于硬件躯体,才会有其精气神。

第5章为嵌入式技术中模拟量的采集变换实验,主要包括ADC单通道触发采样、多通道采样、内部温度传感器采样、定时器触发采样、外部触发采样等实验,最后介绍了ADC的硬件过采样和软件过采样实验。

第6章为UART异步串口通信实验,主要包括: 简单收发、发送FIFO工作原理、发送FIFO中断原理、以FIFO中断方式发送、以FIFO中断方式接收等实验。通过本章实验的学习,读者可以实现异步通信。

第7章为互连IC总线实验,主要包括: IIC的I/O扩展芯片PCF8574T、I/O扩展芯片PCA9554、IIC存储器器件CAT24C02的读取等应用实验。

第8章为同步串行通信的实验,主要为SSI驱动静态LED和SSI驱动动态LED实验的例程。

第9章为CAN总线接口实验,包括CAN总线数据简单发送数据、CAN总线发送FIFO数据、CAN总线发送ADC采样数据、CAN总线接收数据实验。

第10章为物联网的基础——以太网接口通信实验,包括UDP服务器通信、UDP客户端通信、Web服务器、TCP客户端通信等实验。

第11章为μC/OSⅡ实时多任务操作系统在处理器上的移植及应用实验,包括任务操作实验、信号量及邮箱通信实验。

第12章为BootLoader实验,帮助读者从处理器内部的原理上学习BootLoader的驱动操作过程。

第13章为综合应用实验,包括TFTLCD驱动、传感器DS1820测温、数字传感器 LM75A测量温度、直流电机控制、综合显示等实验。

本书为每个例程都配有部分思考题,从而帮助读者更好地熟悉嵌入式系统接口开发方法。

读者对象

本书是嵌入式系统开发与应用——基于CortexM3内核的Stellaris处理器的配套实验指导书,当然本书也可以自成一本参考书。目标读者包括: 一线程序员,嵌入式产品设计师,片上系统(SoC)工程师,嵌入式系统发烧友,学院研究员,还包括所有涉猎过单片机和微处理器领域,慧眼识珍看中了CortexM3的读者。同时也适合下列人员阅读。

(1) 想学习或刚刚进入CortexM3内核Stellaris处理器的开发人员。

(2) 想学习嵌入式技术的开发人员。

(3) 对嵌入式技术开发感兴趣的人员。

(4) 使用CortexM3进行快速开发产品的开发人员。

尽管本书面向初级CortexM3内核Stellaris处理器的开发人员,但读者需要熟悉相关的硬件知识以及C语言,至少能读懂书中提到的代码。

致谢

在本书的编写过程中,得到了很多人的支持和热心关注,在这里表示衷心的感谢。

其次感谢周立功单片机发展有限公司,为本书的完成提供了非常完美的测试环境,并提供了相应的硬件测试平台,同时本书部分内容及代码是由该公司提供。

因作者水平和编写书稿时间的限制,书中难免有疏漏和不妥之处,恳请广大读者批评指正。作者联系方式为icesoar@163.com。

王黎明2013年6月7日晚于武汉