高性能混合信號ARM

前言

　　ARM（AdvancedRISCMachines）在微處理器與嵌入式行業(yè)內(nèi)為人們所熟知，這是由于ARM相比于其他微處理器（或單片機(jī)）具有高性能、低成本和功耗低等一系列特點。而ARM本身的生產(chǎn)又獨具特色，ARM作為微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，該企業(yè)只設(shè)計了多個系列高性能、廉價、耗能低的BISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件，而生產(chǎn)卻由其他公司完成，ARM將其技術(shù)授權(quán)給世界上許多著名的半導(dǎo)體、軟件和OEM廠商，每個廠商得到的都是獨一無二的ARM相關(guān)技術(shù)及服務(wù)，利用這種合作關(guān)系，ARM很快成為許多全球性RISC標(biāo)準(zhǔn)的締造者。　　ADI（AnalogDevices，Inc）作為業(yè)界廣泛認(rèn)可的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和信號調(diào)理技術(shù)全球領(lǐng)先的供應(yīng)商，擁有遍布世界各地的60000客戶，他們事實上代表了全部類型的電子設(shè)備制造商。ADI公司作為高性能模擬集成電路（IC）制造商慶祝公司在此行業(yè)全球領(lǐng)先40多年，其產(chǎn)品廣泛用于模擬信號和數(shù)字信號處理領(lǐng)域?！　?0年前，ADI公司將高精度ADC和DAC等模擬接口電路與89C52內(nèi)核集成到一個芯片上，誕生了一個嶄新的器件系列——ADuC8xx，并冠名為“微轉(zhuǎn)換器”（MicroConverter）。在同時具備89C52和ADI所擅長的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和信號調(diào)理技術(shù)優(yōu)勢的同時，ADuC8xx系列還獨具在線編程、調(diào)試等特點，在工業(yè)測控、儀器儀表和各種嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用?！　‖F(xiàn)在，ADI公司又被授權(quán)生產(chǎn)ARM微處理器，研制出性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出ADuC8xx的又一個嶄新系列微處理器——ADuC7xxx系列。青出于藍(lán)而勝于藍(lán)，在具備ADuC8xx眾多突出優(yōu)點的同時，ADuC7xxx系列在速度、功耗、ADC的精度與速度等更勝一籌。還增加了可編程門陣列等新外設(shè)和功能，在測控、機(jī)電一體化等領(lǐng)域必將大展宏圖，因此，ADuC7xxx系列又被稱為“精密模擬微控制器”。作者從事單片機(jī)與微處理器的教學(xué)和科研有20多年，對ADuC7xxx系列微處理器情有獨鐘，把它作為主流器件介紹給學(xué)生們和在科研中應(yīng)用，取得了很好的效果。　　好的東西總是希望與大家分享，因此，我們把自己近年來的一些體會，再搜集了一些資料，編寫出本書，希望能夠給大家一些幫助，在科研和新產(chǎn)品開發(fā)上多一個利器。　　參加本書編寫的有：劉玉良、盧宗武、高劍明、王慧敏、王慧泉、趙喆、張麗君、李娜等。此外，本書的編寫還參考了大量的資料，對這些資料的作者表示衷心的感謝。在本書的編寫過程中得到ADI公司、IAR公司的大力支持，電子工業(yè)出版社的張榕同志也給予了熱情的支持與幫助，作者借此機(jī)會向他們表示感謝。　　由于作者水平有限，書中難免有這樣或那樣的錯誤，希望能夠得到讀者的指教，以便我們共同做好ADuC7XXX系列ARM的開發(fā)和應(yīng)用。

內(nèi)容概要

　　《高性能混合信號ARM：ADuC7xxx原理與應(yīng)用開發(fā)》介紹了美國ADI公司出品的高性能混合信號ARM——ADuC7xxx系列精密模擬微控制器。ADuC7xxx兼有ARM微處理器的特長和ADI公司數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與信號調(diào)理技術(shù)優(yōu)勢，在測控系統(tǒng)、儀器儀表和機(jī)電一體化等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，其優(yōu)勢是其他微處理器望塵莫及的?！陡咝阅芑旌闲盘朅RM：ADuC7xxx原理與應(yīng)用開發(fā)》可以作為機(jī)電類和電子技術(shù)類本科生和研究生的教材和參考書，也可以作為電子工程師自學(xué)ARM的用書。

書籍目錄

第1章　概述?1.1　計算機(jī)的歷史?1.2　計算機(jī)的應(yīng)用?1.3　計算機(jī)的發(fā)展?1.4　單片微型計算機(jī)概述?1.5　ARM簡介?1.5.1　ARM的產(chǎn)品系列?1.5.2　ARM微處理器的應(yīng)用選型?1.5.3　ADUC702X的主要特點?第2章　計算機(jī)的組成與數(shù)據(jù)格式?2.1　計算機(jī)的硬件系統(tǒng)?2.2　計算機(jī)的軟件系統(tǒng)?2.3　計算機(jī)的相關(guān)術(shù)語?2.4　計算機(jī)的性能評測?2.5　數(shù)制與運算?2.5.1　數(shù)制的基本概念?2.5.2　數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換?2.5.3　各種信息在計算機(jī)內(nèi)的表示?2.5.4　計算機(jī)的運算基礎(chǔ)?第3章　ARM7TDMI內(nèi)核?3.1　結(jié)構(gòu)、功能與信號?3.2　編程模式?3.3　操作模式選擇?3.4　寄存器?3.5　異常?3.5.1　FIQ?3.5.2　IRQ?3.5.3　異常中斷?3.5.4　軟件中斷?3.5.5　無定義的指令陷阱?3.5.6　向量總結(jié)?3.5.7　異常優(yōu)先級?3.5.8　中斷響應(yīng)時間?3.6　復(fù)位?第4章　ADUC702X系列的概況與存儲器結(jié)構(gòu)?4.1　ADUC702X系列的主要型號?4.2　ADUC702X系列的封裝與引腳?4.3　存儲器結(jié)構(gòu)?4.3.1　FLASH/EE存儲器?4.3.2　SRAM?4.3.3　存儲器映像寄存器?4.4　非易失性FLASH/EE存儲器?4.4.1　FLASH/EE存儲器的可靠性?4.4.2　FLASH/EE存儲器的編程?4.5　從SRAM和FLASH/EE存儲器中執(zhí)行程序的耗時?4.6　復(fù)位與存儲器重新映射?4.7　外部儲存器接口?第5章　數(shù)字外設(shè)與接口?5.1　PWM?5.1.1　40根引腳封裝器件?5.1.2　PWM模塊的說明?5.1.3　輸出控制單元?5.1.4　門控驅(qū)動單元?5.1.5　關(guān)閉PWM系統(tǒng)?5.1.6　PWM系統(tǒng)的存儲器映像寄存器?5.2　GPIO（通用I/O口）?5.3　串口多路器?5.3.1　UART串口?5.3.2　可網(wǎng)絡(luò)尋址的UART模式?5.4　SPI串口?5.5　I?2C兼容接口?5.5.1　I?2C串口時鐘的產(chǎn)生?5.5.2　從機(jī)地址?5.5.3　I?2C串口寄存器?5.6　可編程邏輯門陣列（PLA）?第6章　模擬外設(shè)與接口?6.1　ADC（模-數(shù)轉(zhuǎn)換器）?6.1.1　轉(zhuǎn)移函數(shù)?6.1.2　典型操作?6.1.3　MMR接口?6.1.4　轉(zhuǎn)換操作?6.1.5　驅(qū)動模擬輸入端?6.1.6　校準(zhǔn)?6.1.7　溫度傳感器?6.1.8　能隙參考電源?6.2　DAC（數(shù)-模轉(zhuǎn)換器）?6.3　電源監(jiān)視器（PSM）?6.4　比較器?6.4.1　遲滯性?6.4.2　比較器接口?第7章　定時、中斷及其他控制邏輯?7.1　時鐘系統(tǒng)?7.1.1　外部石英晶體振蕩器?7.1.2　外部時鐘的選擇?7.2　功耗控制?7.3　定時器?7.3.1　定時器0（RTOS定時器）?7.3.2　定時器1（通用定時器）?7.3.3　定時器2（鬧鐘定時器）?7.3.4　定時器3（看門狗定時器）?7.4　外部內(nèi)存接口?7.5　中斷系統(tǒng)?7.5.1　IRQ?7.5.2　FIQ?7.5.3　可編程中斷?第8章　硬件系統(tǒng)設(shè)計?8.1　電源?8.1.1　IOV??DD?供電電源的靈敏度?8.1.2　線性穩(wěn)壓電源?8.1.3　接地和PCB各層的布置?8.2　時鐘振蕩器?8.3　上電復(fù)位操作?8.4　硬件系統(tǒng)的典型設(shè)計?第9章　ADUC702X的開發(fā)工具?9.1　概述?9.2　EWARM集成開發(fā)環(huán)境及其配套仿真器?9.2.1　EWARM簡介?9.2.2　在EWARM 中生成一個新項目?9.2.3　程序的編譯和連接?9.2.4　用C-SPY 調(diào)試應(yīng)用程序?9.2.5　EWARM FLASH LOADER開發(fā)指南?9.3　ARM ADS集成開發(fā)環(huán)境?9.3.1　命令行開發(fā)工具?9.3.2　ARM運行時庫 ?9.3.3　GUI開發(fā)環(huán)境（CODEWARRIOR和AXD） ?9.3.4　實用程序 ?9.3.5　ADS支持的軟件?9.3.6　使用ADS創(chuàng)建工程 ?9.3.7　使用命令行工具編譯應(yīng)用程序 ?9.3.8　用AXD進(jìn)行代碼調(diào)試 ?第10章　ADUC702X的應(yīng)用實例?10.1　微型12導(dǎo)心電圖機(jī)?10.1.1　硬件設(shè)計?10.1.2　心電圖機(jī)嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)?10.1.3　心電圖機(jī)PC輔助軟件的開發(fā)?10.1.4　心電信號的數(shù)據(jù)處理?10.2　ΜC／OS-Ⅱ的移植?10.2.1　ΜC／OS-Ⅱ到ARM7內(nèi)核的移植?10.2.2　ADUC7026針對移植的特殊設(shè)計?10.2.3　移植的測試和實現(xiàn)?10.3　基于ADUC7026與RTI8019AS的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?10.3.1　系統(tǒng)硬件設(shè)計?10.3.2　軟件設(shè)計?10.3.3　驗證方法及結(jié)論?10.4　多通道IP電參數(shù)測量儀?10.4.1　硬件部分?10.4.2　軟件部分?10.4.3　實驗數(shù)據(jù)?10.4.4　小結(jié)?附錄A　ARM7TDMI（-S）指令集及編程?A.1　ARM 處理器尋址方式?A.1.1　寄存器尋址?A.1.2　立即尋址?A.1.3　寄存器偏移尋址?A.1.4　寄存器間接尋址?A.1.5　基址尋址?A.1.6　多寄存器尋址?A.1.7　堆棧尋址?A.1.8　塊復(fù)制尋址?A.1.9　相對尋址?A.2　ARM指令集?A.2.1　指令格式?A.2.2　ARM 存儲器訪問指令?A.2.3　ARM 數(shù)據(jù)處理指令?A.2.4　ARM 跳轉(zhuǎn)指令?A.2.5　ARM 協(xié)處理器指令?A.2.6　ARM 雜項指令?A.2.7　ARM 偽指令?A.3　THUMB 指令集?A.3.1　THUMB 指令集與ARM 指令集的區(qū)別?A.3.2　THUMB 存儲器訪問指令?A.3.3　THUMB 數(shù)據(jù)處理指令?A.4　偽指令?A.4.1　符號定義偽指令?A.4.2　數(shù)據(jù)定義偽指令?A.4.3　報告?zhèn)沃噶?A.4.4　匯編控制偽指令?A.4.5　雜項偽指令?A.4.6　ARM 偽指令?A.4.7　THUMB 偽指令?A.5　ARM 匯編程序設(shè)計?A.5.1　文件格式?A.5.2　ARM 匯編的一些規(guī)范?A.5.3　子程序的調(diào)用?A.5.4　數(shù)據(jù)比較跳轉(zhuǎn)?A.5.5　循環(huán)?A.5.6　數(shù)據(jù)塊復(fù)制?A.5.7　棧操作?A.5.8　特殊寄存器定義及應(yīng)用?A.5.9　查表操作?A.5.10　長跳轉(zhuǎn)?A.5.11　對信號量的支持?A.5.12　偽指令使用?A.5.13　一個完整的例子?A.5.14　外設(shè)控制?A.5.15　三級流水線介紹?A.6　C與匯編混合編程?A.6.1　內(nèi)嵌匯編?A.6.2　內(nèi)嵌匯編的指令用法?A.6.3　內(nèi)嵌匯編器與ARMASM 匯編器的差異?A.6.4　內(nèi)嵌匯編注意事項?A.6.5　訪問全局變量?A.6.6　C程序與匯編程序相互調(diào)用?A.6.7　C 程序調(diào)用匯編程序?A.6.8　匯編程序調(diào)用C程序?A.7　ARM指令集列表?A.8　THUMB 指令集列表?A.9　匯編預(yù)定義變量及偽指令?A.9.1　預(yù)定義的寄存器和協(xié)處理器名?A.9.2　內(nèi)置變量列表?A.9.3　CPSR 和SPSR 分配圖?參考文獻(xiàn)?

章節(jié)摘錄

　　第1章　概述　　1.1　計算機(jī)的歷史　　電子數(shù)字計算機(jī)是20世紀(jì)最重大的科技成就之一。1946年由美國賓夕法尼亞大學(xué)設(shè)計制造的ENIAC電子計算機(jī)問世，同年，貝爾實驗室的Schockley博士發(fā)明了被譽為“20世紀(jì)最偉大發(fā)明”的晶體管。在這場改變?nèi)祟惿娣绞降淖兏镏?，CPU以其作為計算機(jī)“大腦”和“心臟”這一核心地位而始終處于變革風(fēng)暴的前沿，計算機(jī)得到迅速發(fā)展，并已廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、國防及人們?nèi)粘９ぷ骱蜕畹母鱾€領(lǐng)域。伴隨著人類進(jìn)入21世紀(jì)，以高科技為支撐的信息化社會已經(jīng)到來，以“信息”為主導(dǎo)的新興產(chǎn)業(yè)正在全球經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域掀起一場空前的革命。信息高速公路初見端倪，信息技術(shù)在近半個世紀(jì)內(nèi)以令人炫目的速度繁衍、演化著?！爸R”是這場革命的直接推動力，而計算機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)則是知識經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，掌握計算機(jī)知識和應(yīng)用能力的多少，已成為衡量現(xiàn)代人文化水平高低的一個重要標(biāo)志。隨著信息化時代的到來，計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用必將對社會發(fā)展和人類文明產(chǎn)生更大的促進(jìn)作用，對社會政治、經(jīng)濟(jì)、文化和人類生活的各個方面產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響。　　1946年，美籍匈牙利科學(xué)家馮·諾依曼就提出了計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的一些思想，包含3個基本要點：　?。?）采用二進(jìn)制數(shù)的形式表示指令和數(shù)據(jù)；　?。?）將指令序列和數(shù)據(jù)預(yù)先存人計算機(jī)的存儲器中；程序執(zhí)行時，能自動、連續(xù)地從存儲器中逐一地取出指令并執(zhí)行；　?。?）計算機(jī)硬件由5部分組成?！　“凑者@種思想設(shè)計的計算機(jī)稱為馮·諾依曼型計算機(jī)，其工作原理的核心是“存儲程序”和“程序控制”，即“集中順序控制”。現(xiàn)代電子計算機(jī)的構(gòu)造均為馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，即由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大部分組成；數(shù)據(jù)和程序以二進(jìn)制代碼的形式不加區(qū)別地存放在存儲器中，存放位置由地址指定，地址碼也是二進(jìn)制形式；控制器根據(jù)存放在存儲器中的指令序列（即程序）工作，并由一個程序計數(shù)器（PC）控制指令的執(zhí)行?？刂破骶哂信袛嗄芰?，能夠根據(jù)計算結(jié)果選擇不同的動作流程。

編輯推薦

　　《高性能混合信號ARM：ADuC7xxx原理與應(yīng)用開發(fā)》可以作為機(jī)電類和電子技術(shù)類本科生和研究生的教材和參考書，也可以作為電子工程師自學(xué)ARM的用書。

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