ARM嵌入式接口技術(shù)應(yīng)用

前言

1.ARM嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在經(jīng)歷了近20年的發(fā)展歷程后，又進(jìn)入了一個(gè)新的歷史發(fā)展階段，即從一個(gè)普通的低端應(yīng)用進(jìn)入到一個(gè)高、低端并行發(fā)展，并且不斷提升低端應(yīng)用技術(shù)水平的時(shí)代。網(wǎng)絡(luò)、通信、多媒體和信息家電時(shí)代的到來(lái)，無(wú)疑為32位嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用提供了空前巨大的發(fā)展空間。在眾多嵌入式系統(tǒng)廠商的參與下，基于ARM系列處理器的應(yīng)用技術(shù)已在眾多領(lǐng)域取得了突破性的進(jìn)展。英特爾、三星、飛利浦等公司都相繼推出各種型號(hào)的ARM芯片。因此，在32位嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用中，ARM系列已經(jīng)形成了32位嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的主流。面對(duì)這種形勢(shì)，目前國(guó)內(nèi)掀起了ARM嵌入式系統(tǒng)理論廣泛學(xué)習(xí)及應(yīng)用開發(fā)的熱潮，相關(guān)的出版物和培訓(xùn)班如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)。無(wú)論是已有經(jīng)驗(yàn)的業(yè)界人士，還是想進(jìn)入該領(lǐng)域的人們，都渴望了解ARM嵌入式系統(tǒng)理論，掌握ARM嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)。高等院校面對(duì)這種形勢(shì)，也迫切需要開設(shè)相應(yīng)的課程。雖然很多讀者都想自己動(dòng)手開發(fā)ARM應(yīng)用程序，但卻不知從哪里入手。為了滿足高等院校嵌入式教學(xué)以及社會(huì)上初學(xué)者學(xué)習(xí)的需要，作者總結(jié)了自己近幾年在ARM嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的教學(xué)和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，歷時(shí)兩年之久，編寫了本系列教程一ARM嵌入式快速入門系列，旨在幫助初學(xué)者輕松、快樂地學(xué)習(xí)ARM嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)。2.本套教程的組成本套教程由ARM嵌入式系統(tǒng)的“應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)”、“接口原理和驅(qū)動(dòng)開發(fā)”和“嵌入式技術(shù)綜合應(yīng)用”3大部分組成。為了驗(yàn)證所講技術(shù)的正確性，我們與元享電子科技有限公司（www.yxarm.com）合作開發(fā)了配套的硬件平臺(tái)。整套教程采用“入門篇”一“提高篇”一“實(shí)戰(zhàn)篇”的結(jié)構(gòu)體系，引導(dǎo)ARM初學(xué)者一步一步地登入ARM嵌入式的應(yīng)用殿堂。·入門篇——《ARM嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)》·提高篇——《ARM嵌入式接口技術(shù)應(yīng)用》·實(shí)戰(zhàn)篇——《ARM嵌入式應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)》

內(nèi)容概要

　　本書從應(yīng)用角度出發(fā)，在《ARM嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)》一書中對(duì)嵌入式概念、ARM的體系結(jié)構(gòu)、開發(fā)環(huán)境、LPC2220處理器等知識(shí)進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，講述了一些常見接口模塊的設(shè)計(jì)。為了配合初學(xué)者學(xué)習(xí)，本書配套了相應(yīng)的學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)板和教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱，有關(guān)更復(fù)雜的接口設(shè)計(jì)參見后續(xù)書籍。　　本書結(jié)合嵌入式技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域、無(wú)線通信領(lǐng)域、智能儀器儀表開發(fā)等相關(guān)場(chǎng)合的應(yīng)用，在其中選取了六大常見應(yīng)用，以LPC2220（ARM7）處理器為基礎(chǔ)，構(gòu)造其接口電路，實(shí)現(xiàn)其驅(qū)動(dòng)程序。這六大應(yīng)用包括：串行通信、存儲(chǔ)器操作、時(shí)鐘模塊應(yīng)用、人機(jī)輸入/輸出接口、A/D與D/A轉(zhuǎn)換、電機(jī)控制，這些知識(shí)在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用得相當(dāng)普遍。本書通過多個(gè)范例對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了有針對(duì)性的深入分析和詳細(xì)解說(shuō)，并構(gòu)建了相應(yīng)的模塊，使得讀者在深刻理解的同時(shí)又掌握了實(shí)際動(dòng)手能力和相關(guān)技巧。本書的第8章就嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II作了重點(diǎn)闡述，并對(duì)獨(dú)自開發(fā)的操作系統(tǒng)移植代碼作了重點(diǎn)剖析。　　本書內(nèi)容豐富，深入淺出，實(shí)用性強(qiáng)，適合作為高等院校嵌入式系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)的培訓(xùn)教材和教學(xué)參考用書。另外，本書對(duì)嵌入式有關(guān)技術(shù)作了比較全面的歸納和個(gè)人總結(jié)，也適合有一定嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)工作經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員使用。

書籍目錄

第1章  實(shí)驗(yàn)板與實(shí)驗(yàn)環(huán)境　1.1  實(shí)驗(yàn)板上的功能模塊和特點(diǎn)　1.2  硬件原理與結(jié)構(gòu)　　1.2.1  電路原理圖與說(shuō)明　　1.2.2  接口電路介紹　　1.2.3  實(shí)驗(yàn)板結(jié)構(gòu)　1.3  開發(fā)環(huán)境　　1.3.1  ADS 1.2介紹　　1.3.2  第一個(gè)程序　1.4  LPC2220引腳的簡(jiǎn)要介紹　　1.4.1  LPC2220的引腳　　1.4.2  LPC2220的引腳功能的設(shè)置　　1.4.3  GPIO功能的使用第2章  串行通信　2.1  通信的基本概念　　2.1.1  串行通信方式　　2.1.2  串行通信制式　　2.1.3  串行通信分類　2.2  最簡(jiǎn)單的單工串行通信舉例　　2.2.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容　　2.2.2  實(shí)驗(yàn)原理分析　　2.2.3  參考程序　　2.2.4  實(shí)驗(yàn)步驟與結(jié)果　2.3  UART異步串行接口應(yīng)用　　2.3.1  概述　　2.3.2  LPC2220內(nèi)部UART模塊　　2.3.3  實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容　　2.3.4  實(shí)驗(yàn)1分析　　2.3.5  實(shí)驗(yàn)1步驟與結(jié)果　　2.3.6  實(shí)驗(yàn)2分析　　2.3.7  實(shí)驗(yàn)2步驟與結(jié)果　2.4  SPI串行接口應(yīng)用　　2.4.1  概述　　2.4.2  LPC2220內(nèi)部SPI模塊　　2.4.3  實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容　　2.4.4  實(shí)驗(yàn)原理分析　　2.4.5  實(shí)驗(yàn)參考程序　　2.4.6  實(shí)驗(yàn)步驟與結(jié)果　2.5  I2C串行總線應(yīng)用　　2.5.1  概述　　2.5.2  I2C信號(hào)描述與數(shù)據(jù)傳輸　　2.5.3  LPC2220內(nèi)部I2C模塊　　2.5.4  I2C模塊的使用　2.6  附錄——RS-232和RS-485標(biāo)準(zhǔn)　　2.6.1  RS-232標(biāo)準(zhǔn)　　2.6.2  RS-485標(biāo)準(zhǔn)第3章  存儲(chǔ)器件　3.1  存儲(chǔ)器件概述　　3.1.1  ROM存儲(chǔ)器　　3.1.2  RAM（隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器）　3.2  EEPROM存儲(chǔ)器件　　3.2.1  EEPROM概述　　3.2.2  CAT24WC16介紹　　3.2.3  實(shí)驗(yàn)內(nèi)容　　3.2.4  實(shí)驗(yàn)原理分析　　3.2.5  實(shí)驗(yàn)參考程序　　3.2.6  實(shí)驗(yàn)步驟與結(jié)果　3.3  SRAM存儲(chǔ)器件　　3.3.1  SRAM概述　　3.3.2  IS61LV25616AL介紹　　3.3.3  實(shí)驗(yàn)內(nèi)容　　3.3.4  實(shí)驗(yàn)原理分析　　3.3.5  實(shí)驗(yàn)參考程序　　3.3.6  實(shí)驗(yàn)步驟與結(jié)果　3.4  Nor-Flash存儲(chǔ)器件　　3.4.1  Nor-Flash概述　　3.4.2  SST39VF1601介紹　　3.4.3  實(shí)驗(yàn)內(nèi)容　　3.4.4  實(shí)驗(yàn)原理分析　　3.4.5  實(shí)驗(yàn)參考程序　　3.4.6  實(shí)驗(yàn)1步驟與結(jié)果　　3.4.7  實(shí)驗(yàn)2步驟與結(jié)果　3.5  Nand-Flash存儲(chǔ)器件　　3.5.1  Nand-Flash概述　　3.5.2  K9F6408U0C介紹　　3.5.3  實(shí)驗(yàn)內(nèi)容　　3.5.4  實(shí)驗(yàn)原理分析　　3.5.5  實(shí)驗(yàn)參考程序　　3.5.6  實(shí)驗(yàn)步驟與結(jié)果　3.6  附錄——Nor-Flash與Nand-Flash的比較第4章  時(shí)鐘控制模塊第5章  人機(jī)交互——輸出接口第6章  人機(jī)交互——輸入接口第7章  模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換第8章  μC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)第9章  電機(jī)控制參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 實(shí)驗(yàn)板與實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)于嵌入式系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)外都有很多種定義。目前在國(guó)內(nèi)一個(gè)普遍被認(rèn)同的定義是：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。從這個(gè)定義可以看出，嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，其中硬件是其載體，軟件是其靈魂，二者密切相關(guān)且不可分離，將其中任何一個(gè)剝離出來(lái)單獨(dú)討論都是沒有意義的。本書配套的實(shí)驗(yàn)板是以LPC2220芯片為基礎(chǔ)，選用了一些常用的接口電路搭建而成。軟件上以QuickStart_ARM、QuickStart_uCOS兩大軟件工程模板為基礎(chǔ)，用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了所有的接口程序。本章主要介紹實(shí)驗(yàn)板上的資源，如何搭建相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境及其他基礎(chǔ)知識(shí)。主要內(nèi)容有：實(shí)驗(yàn)板的功能模塊和整體硬件結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)板上各個(gè)硬件模塊的原理圖說(shuō)明。ADS開發(fā)環(huán)境的使用。LPC2220芯片的簡(jiǎn)單使用。1.1 實(shí)驗(yàn)板上的功能模塊和特點(diǎn)本著讓初學(xué)者容易上手的目的，本實(shí)驗(yàn)板所用的跳線極少，模塊精簡(jiǎn)，教材式講解盡量透徹且系統(tǒng)化。本實(shí)驗(yàn)板省去了一些用處不大、復(fù)雜度較高、學(xué)習(xí)難度大的接口模塊。同時(shí)為了滿足教學(xué)和學(xué)習(xí)的需要，本實(shí)驗(yàn)板也添加了一些其他實(shí)驗(yàn)板所沒有的接口模塊，如非編碼式鍵盤、數(shù)字電位計(jì)、DA電壓模擬量輸出、計(jì)數(shù)接口、RS-485等。本實(shí)驗(yàn)板不是對(duì)接口模塊的簡(jiǎn)單羅列，而是一種有目的的取舍，使讀者能夠從中掌握ARM芯片的特性和應(yīng)用方法，掌握基礎(chǔ)接口模塊的概念、設(shè)計(jì)原理和應(yīng)用方法；學(xué)習(xí)并理解常用接口電路的分析和設(shè)計(jì)方法，達(dá)到舉一反三、觸類旁通的學(xué)習(xí)效果。

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