ARM嵌入式系统设计与实践PDF电子书下载

第1章 嵌入式系统概述 1

1.1 身边的嵌入式系统 1

1.2 嵌入式系统概述 2

1.2.1 嵌入式系统的定义 2

1.2.2 嵌入式系统的特点 2

1.2.3 嵌入式系统与通用计算机系统的区别 3

1.3 嵌入式系统的基本结构 4

1.3.1 嵌入式系统的硬件组成 4

1.3.2 嵌入式系统的软件 7

1.3.3 嵌入式软件系统的设计方法 8

1.3.4 嵌入式系统的开发模式 11

1.3.5 嵌入式项目开发流程 11

1.4 嵌入式系统的发展 12

1.4.1 嵌入式系统的历史 12

1.4.2 嵌入式系统的发展现状 13

1.4.3 嵌入式系统的发展趋势 13

1.5 小结 14

第2章 ARM微处理器内核分类及开发流程 15

2.1 ARM处理器简介 15

2.1.1 ARM处理器概述 15

2.1.2 ARM微处理器的应用领域 15

2.1.3 ARM微处理器的特点 16

2.2 ARM内核分类 17

2.2.1 ARM7 18

2.2.2 ARM9 20

2.2.3 Secur Core微处理器系列 21

2.2.4 ARM10 22

2.2.5 ARM 11 22

2.2.6 StrongARM微处理器系列 23

2.2.7 Xscale处理器 23

2.2.8 ARM Cortex 23

2.2.9 ARM流水线 28

2.3 ARM微处理器的应用选型 30

2.3.1 ARM微处理器内核的选择 31

2.3.2 系统的工作频率 31

2.3.3 芯片内存储器的容量 31

2.3.4 片内外围电路的选择 31

2.3.5 多芯核ARM系列的选择 31

2.3.6 根据应用选型 31

2.4 ARM程序设计基础 32

2.4.1 系统的初始化过程 32

2.4.2 定义程序入口点 33

2.4.3 设置异常向量 33

2.4.4 初始化存储器系统 33

2.4.5 初始化堆栈指针寄存器 34

2.4.6 初始化临界I/O设备 36

2.4.7 初始化C代码的运行环境 36

2.4.8 改变处理器的运行模式和状态 36

2.4.9 使能中断 36

2.4.10 进入C代码运行 37

2.5 RealView MDK简介 37

2.5.1 RealView MDK概述 37

2.5.2 产品模块介绍 38

2.5.3 ULINK2仿真器 40

2.6 LPC2000系列ARM芯片GPIO简介 42

2.6.1 GPIO（通用I/O口）简介 42

2.6.2 I/O口连接模块简介 43

2.6.3 GPIO基本控制寄存器 44

2.6.4 GPIO应用示例 45

2.6.5 Proteus原理图 46

2.6.6 如何控制LED 46

2.6.7 如何编程 47

2.7 RealView MDK开发流程 47

2.8 其他常见的ARM开发环境及工具 49

2.9 小结 50

第3章 ARM嵌入式微处理器体系结构及最小系统开发 51

3.1 ARM微处理器体系结构 51

3.1.1 RISC体系结构 51

3.1.2 ARM微处理器工作模式 53

3.1.3 ARM微处理器的寄存器结构 53

3.1.4 ARM微处理器工作状态 58

3.1.5 ARM微处理器的异常处理 58

3.1.6 ARM处理器存储结构 59

3.1.7 ARM处理器的存储映射I/O 61

3.1.8 ARM处理器的内部总线 61

3.2 LPC214X系列ARM芯片应用开发 62

3.2.1 LPC214X系列ARM芯片简介 62

3.2.2 LPC2148管脚描述 64

3.2.3 LPC2148最小系统设计 69

3.2.4 LPC2148内置Flash的烧写 73

3.3 小结 77

第4章 LPC21XX系列ARM芯片GPIO及其应用 78

4.1 LPC21XX管脚功能设置 78

4.2 LPC21XX GPIO相关寄存器 80

4.3 LPC21XX GPIO基本应用 82

4.3.1 GPIO控制LED闪烁 82

4.3.2 通过GPIO由按键控制LED 84

4.3.3 软件译码点亮单个7段数码管 85

4.3.4 硬件译码点亮单个7段数码管 87

4.3.5 LPC控制多个7段数码管 88

4.4 小结 91

第5章 LPC213X系列ARM芯片中断及应用 92

5.1 什么是中断 92

5.2 为什么需要中断 92

5.3 与中断有关的几个概念 93

5.4 从一个中断例子讲起 94

5.4.1 管脚功能设置 94

5.4.2 中断初始化 95

5.4.3 主程序 95

5.4.4 中断服务程序 95

5.5 LPC213X中断及相关寄存器 96

5.5.1 中断结构 96

5.5.2 中断源及其VIC中断号 96

5.5.3 外部中断相关寄存器 98

5.5.4 中断处理流程 105

5.5.5 中断使用注意事项 107

5.6 中断基本应用 107

5.6.1 实例一：两个外部中断控制两个LED闪烁 107

5.6.2 实例二：3个外部中断控制数码管加减、复位 109

5.7 小结 110

第6章 LPC21XX控制1602液晶应用初步 111

6.1 液晶显示器概述 111

6.2 1602液晶显示模块概述 112

6.3 1602液晶显示模块管脚定义 114

6.4 1602液晶显示模块和LPC接口 115

6.5 LPC对1602的4种操作模式 116

6.5.1 读操作时序 116

6.5.2 写操作时序 119

6.6 1602液晶内部显示存储器 122

6.7 1602液晶指令 123

6.7.1 显示功能设置 124

6.7.2 显示开关及光标设置 124

6.7.3 清屏 125

6.7.4 设定显示屏或光标移动方向指令 126

6.7.5 AC值控制及屏幕移动设置 127

6.7.6 光标归位指令 128

6.7.7 指令小结及编程技巧 128

6.8 1602液晶的初始化 128

6.9 1602液晶综合应用 129

6.9.1 LCD显示字符串 129

6.9.2 按键控制显示内容 131

6.10 小结 132

第7章 LPC21XX控制12864液晶应用初步 133

7.1 12864液晶模块概述 133

7.1.1 HD61202的特点 134

7.1.2 HD61202的引脚功能 135

7.1.3 HD61202显示RAM地址 136

7.2 12864液晶模块管脚定义 137

7.3 LPC对12864液晶模块的操作时序 138

7.3.1 写操作时序 138

7.3.2 读操作时序 139

7.4 12864液晶模块的指令 140

7.4.1 读状态指令 140

7.4.2 行设置指令 141

7.4.3 页设置指令 142

7.4.4 列地址设置指令 142

7.4.5 示开／关指令 145

7.5 12864液晶模块的初始化 145

7.6 12864液晶模块综合应用 145

7.6.1 字模软件 145

7.6.2 12864液晶模块显示数字 146

7.6.3 12864液晶模块显示汉字 148

7.6.4 12864显示图片 148

7.6.5 12864液晶模块的绘图 149

7.7 小结 152

第8章 μC/GUI及其在LPC21XX上的基本应用 153

8.1 μC/GUI基础知识 153

8.1.1 μC/GUI简介 153

8.1.2 μC/GUI目标硬件 153

8.1.3 开发环境（编译程序） 154

8.1.4 μC/GUI的特点 154

8.1.5 屏幕和坐标 156

8.1.6 数据类型 156

8.2 μC/GUI入门指南 156

8.2.1 μC/GUI文件结构 156

8.2.2 向目标程序加入μC/GUI 157

8.2.3 将μC/GUI的“C”文件加入工程中 157

8.2.4 配置μC/GUI 157

8.2.5 初始化μC/GUI 158

8.2.6 在目标硬件上使用μC/GUI 158

8.2.7 “Hello World”范例程序 159

8.3 μC/GUI在LPC单片机上的应用 160

8.3.1 获取μC/GUI3.9 8源码 160

8.3.2 新建工程 160

8.3.3 修改配置文件 160

8.3.4 复制操作系统支持文件 161

8.3.5 代码移植 161

8.3.6 设置include路径 168

8.3.7 其他修改 169

8.3.8 Proteus仿真 170

8.3.9 显示其他内容 171

8.3.10 文本显示相关函数 171

8.3.11 数值显示函数 175

8.3.12 绘图函数 177

8.3.13 字体相关函数 180

8.3.14 颜色相关函数 183

8.4 Keil编译库的使用方法 183

8.4.1 去掉主函数文件 184

8.4.2 Lib文件的使用 184

8.5 小结 185

第9章 LPC21XX系列ARM芯片时钟管理与定时器应用 186

9.1 LPC21XX系列ARM处理器外部时钟连接 186

9.1.1 ARM处理器内部时钟结构 186

9.1.2 ARM处理器内部时钟及相互关系 187

9.1.3 外设时钟相关寄存器 188

9.1.4 PLL相关寄存器 188

9.1.5 PLL设置过程 190

9.1.6 PLL操作方法 191

9.1.7 PLL使用注意事项 191

9.1.8 PLL设定实例 191

9.2 LPC21XX ARM定时器 192

9.2.1 定时器／计数器概述 192

9.2.2 相关寄存器 194

9.2.3 定时器工作流程 199

9.2.4 定时器操作方法 200

9.3 定时器综合应用 200

9.3.1 使用查询方式使LED闪烁 200

9.3.2 使用中断方式使LED闪烁 202

9.3.3 使用中断方式使数码管显示时间 203

9.3.4 使用中断刷新方式使数码管显示时间 206

9.4 小结 207

第10章 LPC串行口通信及应用 208

10.1 串行通信基本概念 208

10.1.1 同步通信方式 208

10.1.2 异步通信方式 209

10.1.3 串行通信的数据传送方式 209

10.1.4 串行通信的奇偶校验 210

10.1.5 异步串行通信的波特率 210

10.1.6 串行接口标准 210

10.2 RS-232C接口 210

10.2.1 接口信号 210

10.2.2 技术指标 212

10.2.3 RS-232的帧结构 212

10.2.4 RS-232的编程和使用 213

10.3 　LPCARM串口的编程与应用 213

10.3.1 LPC21XX的串口管脚 213

10.3.2 串口基本结构 213

10.3.3 相关的寄存器及其作用 215

10.4 LPC串口通信应用举例 219

10.4.1 实例一：串口向PC发送字符串 219

10.4.2 实例二：串口将接收到的数据发送给PC（查询方式） 223

10.5 LPC21XXARM处理器串口通信（中断方式） 225

10.5.1 相关向量中断控制寄存器设置 225

10.5.2 串口相关寄存器 225

10.5.3 串口通信中断方式示例 229

10.5.4 实例三：串口将接收到的数据发给PC（中断方式） 229

10.6 小结 230

第11章 RTX-51实时多任务操作系统 231

11.1 操作系统基础知识 231

11.1.1 什么是计算机操作系统 231

11.1.2 操作系统的功能 231

11.1.3 进程和线程的基本概念 232

11.2 实时操作系统基础知识 235

11.2.1 实时系统及其特点 235

11.2.2 计算机实时操作系统 236

11.2.3 嵌入式实时操作系统 240

11.2.4 常见的嵌入式实时操作系统 244

11.3 RL-ARM嵌入式实时操作系统及基本应用 246

11.3.1 多任务系统简介 246

11.3.2 RL-ARM实时多任务系统任务状态及任务间通信 248

11.3.3 如何使用RTX内核 249

11.3.4 RTX的配置 249

11.3.5 RTX应用入门 250

11.4 小结 254

第12章 μC/OS-II嵌入式实时操作系统及基本应用仿真 255

12.1 μC/OS-II文件结构 255

12.2 μC/OS-II任务状态及其转换关系 257

12.3 μC/OS-II任务控制块 258

12.4 任务调度器 259

12.4.1 任务切换 259

12.4.2 就绪表 260

12.4.3 中断服务 260

12.4.4 时钟节拍 260

12.5 μC/OS-II的初始化和启动 260

12.6 任务管理 261

12.7 μC/OS-II任务间通信方式 263

12.7.1 信号量 263

12.7.2 互斥型信号量 264

12.7.3 事件标志组 265

12.7.4 消息邮箱 265

12.7.5 消息队列 266

12.8 μC/OS-II在LPC上的移植 267

12.9 小结 271

参考文献 272