32位ARM微控制器系統(tǒng)設計與實踐

前言

　　嵌入式系統(tǒng)目前正在成為高等院校電子信息工程、通信工程、自動控制、電氣自動化、計算機科學與技術(shù)等本科專業(yè)學生必修課程，而嵌入式系統(tǒng)與應用開發(fā)涉及軟、硬件及操作系統(tǒng)等復雜的知識，因此，選擇一個合適的嵌入式微控制器進行教學，建立一個完善的教學體系，尤其是建立面向?qū)嶋H開發(fā)應用的教學體系，是一項非常復雜的系統(tǒng)工程。一個完善的嵌入式系統(tǒng)課程教學體系需要基礎知識、實驗教學、應用開發(fā)多層次的教學過程配合。　　為滿足高等院校有關(guān)專業(yè)進行嵌入式系統(tǒng)的需要，針對嵌入式系統(tǒng)特點，我們以stellaris（群星）LM3S系列32位ARM微控制器為核心（LM3S系列微控制器包含運行在50 MHz頻率下的ARM Cortex-M3 MCU內(nèi)核、嵌入式Flash和SRAM、集成的掉電復位和上電復位功能、模擬比較器、10位ADC、SSI、GPIO、看門狗和通用定時器、UART、I2C、USB、運動控制PwM以及正交編碼器輸入、100 MHz以太網(wǎng)控制器、CAN控制器等，芯片內(nèi)部固化驅(qū)動庫）編寫了本書?！　”緯鴥?nèi)容豐富實用、層次清晰、敘述詳盡，方便教學與自學，目標是用較少的學時使學生掌握嵌入式系統(tǒng)的基礎知識，結(jié)合實驗教學，進入嵌入式系統(tǒng)的領(lǐng)域，為學生進一步地研究、開發(fā)和應用嵌入式系統(tǒng)打下一個良好的基礎。　　本書可以作為高等院校有關(guān)專業(yè)進行ARM微控制器系統(tǒng)教學的教材，也可以作為全國大學生電子設計競賽培訓教材，還可以作為工程技術(shù)人員進行ARM微控制器系統(tǒng)開發(fā)與應用的參考書。　　本書共分9章。第1章介紹了LM3S系列32位ARM微控制器的類型與主要技術(shù)特性，以及LM3S101、LM3S615、LM3S8962和LM3S5749的最小系統(tǒng)設計。第2章介紹了ARMcortex_M3處理器內(nèi)核的體系結(jié)構(gòu)、編程模型、存儲器映射、系統(tǒng)異常（中斷）、嵌套向量中斷控制器（NVIC）、存儲器保護單元（MPu），以及Cortex-M3跟蹤系統(tǒng)、JTAG接口電路、IAR EwARM集成開發(fā)環(huán)境和LM LINK調(diào)試器。第3章介紹了Stellaris驅(qū)動庫的功能、工具鏈和組織結(jié)構(gòu)，常用的Stellaris驅(qū)動庫API函數(shù)、引導代碼、實用函數(shù)、錯誤處理、BootLoader，編譯代碼所需要的軟件和工具鏈，以及Stellaris驅(qū)動庫編程示例。

內(nèi)容概要

　　《32位ARM微控制器系統(tǒng)設計與實踐：基于Luminary Micro LM3S系統(tǒng)工程Cortex-M3內(nèi)核》分9章，系統(tǒng)介紹了Luminary Micro LM3S系列32位ARM微控制器的體系結(jié)構(gòu)、ARM Cottex-M3內(nèi)核、Stellaris驅(qū)動庫、系統(tǒng)控制單元、存儲器、輸入／輸出設備接口、總線接口、網(wǎng)絡接口以及EasyARM開發(fā)板與外圍模塊的連接與編程。每章都附有思考題與習題，提供免費電子課件?！　　?2位ARM微控制器系統(tǒng)設計與實踐：基于Luminary Micro LM3S系統(tǒng)工程Cortex-M3內(nèi)核》內(nèi)容豐富實用、層次清晰、敘述詳盡，方便教學與自學，可以作為高等院校電子信息工程、通信工程、自動控制、電氣自動化、計算機科學與技術(shù)等專業(yè)進行ARM微控制器系統(tǒng)教學的教材；也可以作為全國大學生電子設計競賽培訓教材；同時，還可以作為工程技術(shù)人員進行ARM微控制器系統(tǒng)開發(fā)與應用的參考書。

書籍目錄

第1章 32位LM3S系列微控制器1.1 LM3S系列微控制器簡介1.2 LM3S系列微控制器最小系統(tǒng)設計1.2.1 LM3S101最小系統(tǒng)1.2.2 LM3S615最小系統(tǒng)1.2.3 LM3S8962最小系統(tǒng)1.2.4 LM3S5749最小系統(tǒng)思考題與習題第2章 .ARMCortex-M3體系結(jié)構(gòu)2.1 ARMCortex-M3處理器內(nèi)核2.1.1 Correx-M3內(nèi)核的主要特點2.1.2 功能描述2.1.3 Cortex-M3與ARM7的性能比較2.2 編程模型2.2.1 編程模型2.2.2 特權(quán)訪問和用戶訪問2.2.3 寄存器2.2.4 數(shù)據(jù)類型2.2.5 存儲器格式2.2.6 Cortex-M3指令集2.3 存儲器映射2.3.1 存儲器映射、接口和存儲范圍2.3.2 位操作2.3.3 ROM存儲器表2.4 系統(tǒng)異常2.4.1 異常模式2.4.2 異常類型2.4.3 異常優(yōu)先級2.4.4 異常占先2.4.5 末尾連鎖2.4.6 異常遲來2.4.7 異常退出2.4.8 復位2.4.9 其他系統(tǒng)中斷2.5 嵌套向量中斷控制器2.5.1 NVIC的中斷與異?？刂频慕Y(jié)構(gòu)2.5.2 NVIC寄存器映射2.5.3 外部中斷2.5.4 系統(tǒng)異常2.5.5 系統(tǒng)定時器2.5.6 系統(tǒng)故障2.6 存儲器保護單元2.6.1 MPU概述2.6.2 MPU編程器模型2.6.3 MPU訪問權(quán)限2.6.4 MPU異常中止2.6.5 更新MPU區(qū)域2.6.6 中斷和更新MPU2.7 調(diào)試和跟蹤2.7.1 Cortex-M3跟蹤系統(tǒng)2.7.2 JTAG接口電路2.7.3 IAREWARM集成開發(fā)環(huán)境和LMLINK調(diào)試器2.8 總線矩陣和接口思考題與習題第3章 Stellaris驅(qū)動庫3.1 Stellaris驅(qū)動庫簡介3.1.1 驅(qū)動程序的功能3.1.2 驅(qū)動程序庫支持的工具鏈3.1.3 驅(qū)動程序庫源代碼的組織結(jié)構(gòu)3.2 引導代碼3.3 常用的Stellaris驅(qū)動庫API函數(shù)3.4 實用函數(shù)3.5 錯誤處理3.6 BootLoader3.7 編譯代碼3.7.1 需要的軟件3.7.2 用KeilUVision編譯3.7.3 用IAREmbedded Workbench編譯3.7.4 從命令行編譯3.8 工具鏈3.8.1 編譯器3.8.2 調(diào)試器3.9 Stellaris驅(qū)動庫編程示例3.9.1 硬件類型定義3.9.2 通用輸入／輸出端口思考題與習題第4章 L.M3S系列微控制器的系統(tǒng)控制單元4.1 系統(tǒng)控制寄存器4.1.1 系統(tǒng)控制寄存器映射4.1.2 器件標識和功能寄存器4.2 復位控制4.2.1 復位源4.2.2 RST引腳復位4.2.3 上電復位4.2.4 掉電復位4.2.5 軟件復位4.2.6 看門狗定時器復位4.3 片內(nèi)輸出電壓調(diào)整4.4 時鐘控制4.4.1 基礎時鐘源4.4.2 PLL的頻率設置與編程4.5 電源管理4.5.1 處理器的4種模式4.5.2 處理器的睡眠機制4.5.3 與睡眠模式相關(guān)的寄存器4.5.4 睡眠模式和深度睡眠模式的設置4.6 系統(tǒng)控制模塊的中斷4.7 休眠模塊4.7.1 休眠模塊的特性與結(jié)構(gòu)4.7.2 休眠模塊寄存器映射與訪問時序4.7.3 休眠模塊時鐘源4.7.4 休眠模塊電池管理4.7.5 休眠模塊實時時鐘4.7.6 休眠模塊電源控制4.7.7 休眠模塊中斷和狀態(tài)4.7.8 休眠模塊非易失性存儲器4.7.9 休眠模塊的配置4.7.10 休眠模塊的示例程序4.8 通用定時器4.8.1 GPTM工作模式與結(jié)構(gòu)4.8.2 GPTM寄存器映射4.8.3 功能描述4.8.4 GPTM復位條件4.8.5 32位定時器操作模式4.8.6 16位定時器操作模式……第5章 存貯器第6章 輸入/輸出設備接口第7章 總線接口第8章 網(wǎng)絡接口第9章 EasyARM開發(fā)板與常用外圍模塊的連接與編程參考文獻

章節(jié)摘錄

　　激活位表示如果任意系統(tǒng)處理器被激活，則會立即運行或者由于占先而被壓伐。這可以用于調(diào)試和應用處理器中。掛起位僅在以后不會再發(fā)生的故障，出現(xiàn)更高優(yōu)先級的遲來中斷而被延遲的情況下才置位。　　4.向量表偏移寄存器　　向量表偏移寄存器（NVIC-VTABLE，OxE000ED08）用來決定：　　向量表是位于RAM還是程序存儲器中；　　向量表的偏移量?！　∠蛄勘砥萍拇嫫鞯奈环峙淙缦拢骸　∥籟31：30]；[6：0]：保留?！　∥籟29]：TBLBASE，向量表基址位于Code（0）或RAM（1）處?！　∥籟28：7]：TBLOFF，向量表的基址偏移域。包括向量表的基址與SRAM或CODE空間的底部的偏移量?！　∠蛄勘砥萍拇嫫鲗⑾蛄勘矶ㄎ辉贑ODE或SRAM中。默認情況下復位時為O（CODE空間）。定位時，偏移量必須根據(jù)表中異常的數(shù)目來對齊，即最小的對齊是32字對齊，可供1 6個外部中斷使用。但當N個中斷大于16個外部中斷時，向量表對齊必須調(diào)整為：　　向量表對齊=[（N+16）／32]湊整×32?。▎挝唬鹤郑　±?，如果需要21個中斷，而由于表的大小是37（加上16個系統(tǒng)異常）個字，向量表對齊值為：[（21+16）／32]凄整×32-64字，所以其可設置的向量表地址為：TBLOFF×64（TBLOFF≥0）。

編輯推薦

　　本書共分九章，主要介紹了ARM Cortex-M3體系結(jié)構(gòu)，LM3S系列微控制器的系統(tǒng)控制單元，EasyARM開發(fā)板與常用外圍模塊的連接與編程等內(nèi)容。全書內(nèi)容豐富實用、層次清晰、敘述詳盡，方便教學與自學，目標是用較少的學時使學生掌握嵌入式系統(tǒng)的基礎知識，結(jié)合實驗教學，進入嵌入式系統(tǒng)的領(lǐng)域，為學生進一步地研究、開發(fā)和應用嵌入式系統(tǒng)打下一個良好的基礎。

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