前 言
当代生活的每一个角落都有嵌入式设备的存在,如数码相机、移动电话、TV机顶盒和掌上电脑等,这些设备多采用32位RISC嵌入式处理器作为核心部件,其中基于ARM核的嵌入式处理器独占鳌头,在32位RISC处理器中占据超过75%的市场份额。
在传统的嵌入式系统学习中,嵌入式开发平台是必不可少的,而资源少的开发平台价格便宜,但功能较少;资源多的开发平台,价格又不菲。英国Labcenter公司推出了适合嵌入式设计仿真与开发平台的软件Proteus,在该软件中可以根据需要搭建开发平台,将编译好的目标代码加载到芯片中。使用Proteus软件可以完全脱离硬件平台来学习嵌入式系统,可以说是嵌入式系统学习的一次革命。
本书以Philips公司的LPC2138微控制器为例,结合Keil for ARM和IAR开发工具,以大量实例介绍如何在Proteus中搭建硬件开发平台进行源代码级调试。全书共分6章,在内容安排上依照循序渐进的原则。
第1章是概述篇。读者可以初步了解嵌入式系统的概况,从不同的角度认识ARM嵌入式处理器,包括嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器和嵌入式片上系统等。
第2章重点介绍ARM体系结构,从不同方面介绍ARM微处理器体系结构,详细阐述了存储器、处理器、内部寄存器和程序状态寄存器的内容,对异常、中断延迟、复位、存储器映射及存储器映射I/O做了深入讲解。以直观的方法介绍了寻址方式、ARM7指令集等,并针对不同的接口——协处理器接口、调试接口、ETM接口进行了说明。
第3章讲解了LPC2138的硬件结构,阐述了系统控制模块、存储器加速模块的相关功能,介绍了微处理器引脚配置以及引脚连接典型模块——GPIO、UART、I2C接口、SPI、定时器、脉宽调制PWM、A/D转换器、实时时钟RTC和看门狗定时器(WDT)。以方便、直观、形象的方式进行了清晰而详尽的讲解。
第4章集中介绍了动态仿真软件Proteus,通过一个简单的案例阐述了该软件的使用方法,突出了该软件对复杂电路仿真的应用,Proteus基于界面友好且功能齐全的Windows操作平台,为用户提供了一个嵌入式微处理器LPC2138的设计和开发环境。
第5章以一个实际的例子详细阐述了Keil for ARM软件的使用方法,针对LPC2138不同模块的相关功能,运用大量案例直观说明ARM控制系统的设计和仿真,并在每个案例后结合Proteus仿真软件进行仿真,将理论和实际紧密结合在一起,更加深入理解设计的应用。
第6章着重讲解了IAR Embedded Workbench for ARM version软件的使用方法,同第4章一样通过一个实际案例讲解了软件的使用方法,包括相关参数的配置及程序的下载,并结合LPC2138不同模块的相关功能,运用大量实例介绍了LPC2138控制系统的设计和仿真,并在每个案例后结合Proteus仿真软件进行仿真。
在编写过程中参考了许多书籍、文章和标准等,这些参考文献使作者深受启发,在此向各位作者表示感谢。
本书共分6章,刘梦男编写了第1章,其余由周润景编写,全书由周润景定稿。
由于作者水平有限,书中错误与不妥之处在所难免,敬请广大读者批评指正。
作者
2011.8