書????名 | ARM嵌入式系統(tǒng)教程:基于Cortex-M4內(nèi)核和TM4C1294控制器 | 作????者 | 尤鋆 |
---|---|---|---|
ISBN | 9787111549833 | 定????價 | 38元 |
出版社 | 機械工業(yè)出版社 | 出版時間 | 2016年11月 |
裝????幀 | 平裝 | 開????本 | 16開 |
目錄
前言
第1章計算機系統(tǒng)基本工作原理1
1.1計算機的歷史與分類1
1.1.1計算機的發(fā)展歷程1
1.1.2計算機的分類2
1.2計算機系統(tǒng)2
1.2.1計算機基本組成部件3
1.2.2計算機常用體系結(jié)構(gòu)4
1.2.3計算機基本工作結(jié)構(gòu)4
1.2.4常用微處理器類型5
1.3存儲器7
1.3.1存儲器類型8
1.3.2半導(dǎo)體存儲器分類10
1.3.3半導(dǎo)體存儲器連接11
1.4輸入/輸出接口14
1.4.1輸入/輸出接口的功能14
1.4.2輸入/輸出接口的組成15
1.4.3輸入/輸出控制的方式16
第2章Tiva129概述20
2.1Tiva129體系結(jié)構(gòu)20
2.1.1TivaC系列概述20
2.1.2TM4C1294NCPDT微控制器概覽20
2.1.3TM4C1294NCPDT微控制器特性21
2.2Cortex-M4F處理器24
2.2.1框圖25
2.2.2概覽25
2.2.3編程模型27
2.2.4存儲器模型29
2.2.5異常模型38
2.2.6故障處理41
2.2.7電源管理43
2.3系統(tǒng)控制44
2.3.1信號描述44
2.3.2功能描述45
2.3.3初始化和配置57
第3章ARM指令體系簡介59
[TPMY.tif, 8mm。148mm〗〖1〗目錄3.1尋址方式59
3.2ARM常用指令61
3.3Thumb指令63
第4章ARM程序開發(fā)64
4.1集成開發(fā)環(huán)境CCStudio介紹64
4.1.1CCStudio安裝64
4.1.2CCStudio配置69
4.1.3CCStudio工程開發(fā)75
4.1.4StellarisICDI在線調(diào)試接口驅(qū)動程序的安裝79
4.1.5CCStudio工程編譯調(diào)試82
4.2函數(shù)庫TivaWare介紹88
4.2.1TivaWare安裝88
4.2.2TivaWare庫函數(shù)89
4.2.3TivaWare應(yīng)用92
第5章Tiva129內(nèi)部存儲器97
5.1框圖97
5.2功能描述97
5.2.1SRAM97
5.2.2ROM99
5.2.3Flash存儲器100
5.2.4EEPROM108
5.2.5總線矩陣存儲器訪問113
第6章Tiva129外設(shè)接口114
6.1通用輸入/輸出接口114
6.1.1信號描述114
6.1.2引腳性能115
6.1.3功能描述115
6.1.4初始化及配置120
6.1.5例程122
6.2外部外設(shè)接口123
6.2.1EPI框圖124
6.2.2信號描述125
6.2.3功能描述126
6.2.4初始化及配置128
6.3通用定時器133
6.3.1模塊框圖134
6.3.2信號描述135
6.3.3功能描述136
6.3.4初始化及配置147
6.3.5例程150
6.4看門狗定時器151
6.4.1模塊框圖152
6.4.2功能描述152
6.4.3初始化及配置153
6.4.4例程154
6.5脈沖寬度調(diào)制器155
6.5.1模塊框圖156
6.5.2信號描述156
6.5.3功能描述158
6.5.4初始化及配置163
6.5.5例程164
6.6正交編碼器接口165
6.6.1模塊框圖166
6.6.2信號描述166
6.6.3功能描述167
6.6.4初始化及配置169
第7章Tiva129通信接口170
7.1通用異步收發(fā)器170
7.1.1模塊框圖171
7.1.2信號描述171
7.1.3功能描述173
7.1.4初始化及配置179
7.1.5例程180
7.2四同步串行接口182
7.2.1模塊框圖183
7.2.2信號描述184
7.2.3功能描述185
7.2.4初始化及配置193
7.3通用串行總線控制器195
7.3.1模塊框圖195
7.3.2信號描述196
7.3.3例程197
7.4內(nèi)部集成電路接口198
7.4.1模塊框圖198
7.4.2信號描述198
7.4.3功能描述200
7.4.4初始化及配置210
7.5控制器局域網(wǎng)模塊211
7.5.1模塊框圖211
7.5.2信號描述211
第8章Tiva129模擬接口213
8.1模-數(shù)轉(zhuǎn)換器215
8.1.1模塊框圖216
8.1.2信號描述216
8.1.3功能描述218
8.1.4初始化及配置229
8.1.5例程230
8.2模擬比較器231
8.2.1模塊框圖232
8.2.2信號描述232
8.2.3功能描述233
8.2.4初始化及配置236
8.2.5例程236
附錄238
附錄ACortex-M4F指令集簡介238
附錄BTM4C1294芯片引腳圖及引腳信號244
附錄CTM4C1294 Connected LaunchPad評估板簡介259
參考文獻2632100433B
本書從微處理器系統(tǒng)的基本組成和工作原理開始介紹,便于初學(xué)者了解基本的嵌入式系統(tǒng)的工作原理。本書以TI公司的Cortex-M4處理器TM4C1294NCPDT為核心,該芯片是TI公司目前的主力ARM芯片,詳細介紹了該芯片的組成部件及結(jié)構(gòu)特點,重點介紹了外設(shè)接口、常用通信接口及模擬接口,每部分都有相應(yīng)的例程以供讀者理解。所有例程均在TI公司的CCS開發(fā)環(huán)境中進行了實際運行測試,并且詳細介紹了CCS的使用方法及開發(fā)步驟,對于讀者學(xué)習(xí)使用TI公司的其他嵌入式產(chǎn)品也有很好的幫助。
嵌入式入門確實比較難。如果你有一定的基礎(chǔ)(指單片機,C語言還不錯的話),就可以開始學(xué)嵌入式了。想要學(xué)好嵌入式,C、C++肯定得扎實。如果還想深入驅(qū)動開發(fā)的話,那么你要會看匯編吧,當(dāng)然電路原理圖也得會看...
ARM嵌入式控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)的比較?各有哪些優(yōu)缺點?謝謝!
ARM的主要應(yīng)用領(lǐng)域是在嵌入式系統(tǒng)中(算是電子控制方向吧),當(dāng)然可以是嵌入式控制系統(tǒng)中,作為一個微型的控制器或者一個數(shù)據(jù)處理功能(一般情況會用DSP)。主要特點是功耗低,這也是嵌入式系統(tǒng)的一個特點。而...
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頁數(shù): 3頁
評分: 4.4
本文所設(shè)計的LED圖文顯示系統(tǒng)采用AM1808-456高速ARM內(nèi)核芯片,引入了標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)接口,設(shè)置了大容量的FLASH存儲器,并采用了智能化的顯示區(qū)域控制算法,上位機采用VC++6.0進行設(shè)計,調(diào)用各種函數(shù)和第三方插件,實現(xiàn)文本,圖片、動畫,視頻等多種格式的信息顯示,使得LED顯示系統(tǒng)在通信、布線、群控、遠程控制、卡卡通用等特性得到很好的結(jié)合,實用性強。
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頁數(shù): 4頁
評分: 4.7
傳統(tǒng)LED點陣屏控制系統(tǒng)常常采用8位或l6位的控制器,這些微處理器系統(tǒng)的運行速度慢、尋址能力低、功耗高,難以滿足顯示區(qū)域較大時刷新頻率和穩(wěn)定顯示等方面的要求。針對上述問題,提出了一種基于ARM嵌入式的大型LED點陣屏顯示系統(tǒng)設(shè)計方案。該系統(tǒng)使用ARM芯片內(nèi)部的DMA控制器進行數(shù)據(jù)的傳輸和控制,節(jié)省了處理器取指和譯指時間,從而能夠在連續(xù)的讀寫操作中完成數(shù)據(jù)的傳輸,提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群托省?
東京--(美國商業(yè)資訊) --作為Mbed(由ArmLtd開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)備管理解決方案)的硅芯片合作伙伴,東芝電子元件及存儲裝置株式會社(“東芝”)的微控制器獲得了Mbed OS的認證。兩款集成了該微控制器的評估板已在Arm Mbed網(wǎng)站發(fā)布。
Mbed為開發(fā)人員提供了一個免費易用的開發(fā)環(huán)境。Arm提供的在線編譯器可與支持Mbed OS的評估板一起使用,可在通過USB連接到電路板的主機PC上通過簡單拖放操作進行器件編程。開發(fā)人員還可訪問經(jīng)Mbed社區(qū)驗證的豐富的組件庫,從而實現(xiàn)嵌入式設(shè)備應(yīng)用的快速高效開發(fā)。
Arm Mbed設(shè)備連接器(Device Connector)服務(wù)可與MbedCloud連接,有助于輕松配置Web服務(wù)。
東芝集團旗下子公司東芝數(shù)字解決方案公司(Toshiba Digital SolutionsCorporation)作為Mbed Cloud的主要合作伙伴,一直致力于加強物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的設(shè)備安全性。由于東芝微控制器現(xiàn)在支持Mbed OS,因此東芝集團可為涵蓋從云到設(shè)備的安全物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提出并提供整體解決方案。
東芝將攜手Mbed生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴擴大支持Mbed OS的產(chǎn)品陣容。
支持MbedOS的微控制器的主要特性
支持多種搭載基于Cortex-M0和Cortex-M4微控制器的應(yīng)用
TX00通用微控制器具有USB支持功能,TX04微控制器具有安全功能,可擴展產(chǎn)品選擇。利用Arduino兼容連接器支持多種不同的應(yīng)用通過連接市面上有售的ArduinoShield電路板,可快速開發(fā)應(yīng)用程序。利用Mbed支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序使用Mbed Cloud可實現(xiàn)與Web服務(wù)的安全連接。
支持MbedOS的微控制器的概要和主要規(guī)格
產(chǎn)品1
產(chǎn)品型號
TMPM066FWUG(批量生產(chǎn)中)
主要規(guī)格
CPU
ARM? Cortex?-M0
最大頻率
24 MHz
內(nèi)置存儲器
128千字節(jié)閃存,16千字節(jié)靜態(tài)隨機存取存儲器
工作電壓
1.8-3.6V
DMA
28通道(1單元)
USB
1通道(全速設(shè)備)
10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器
8通道
UART/SIO
2通道
I2C
2通道
16位計時器
10通道
高分辨率PPG
1單元,4輸出
外部中斷引腳
6引腳
TSPI
1通道
封裝
LQFP64(10 mm x 10 mm,0.5 mm腳距)
產(chǎn)品2
產(chǎn)品型號
TMPM46BF10FG(批量生產(chǎn)中)
主要規(guī)格
CPU
ARM? Cortex?-M4F
最大頻率
120 MHz
內(nèi)置存儲器
1024千字節(jié)閃存,513千字節(jié)靜態(tài)隨機存取存儲器
工作電壓
2.7-3.6V
12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器
8通道
DMA
32通道(3 單元)
16位計時器
8通道
中斷輸入
16通道
時鐘獨立型WDT
1單元
SSP
3通道
SIO/UART
4通道
全UART
2通道
I2C
3通道
SLC NAND閃存控制器
1單元
高級加密標(biāo)準(AES)
1單元
散列函數(shù)發(fā)生器(SHA)
1單元
隨機數(shù)種子發(fā)生器(ESG)
1單元
多倍字長運算電路(MLA)
1單元
封裝
LQFP100
(14 mm x 14 mm,0.5 mm腳距)
* DMA:直接存儲器訪問* 1千字節(jié)按照1024字節(jié)計算
Mbed評估板
每個微控制器的Mbed評估板均由Sensyst提供,均為AdBun系列產(chǎn)品,具體如下:
Mbed產(chǎn)品
Mbed評估板(Sensyst產(chǎn)品名稱)
TMPM066FWUG
AdBun-M066
TMPM46BF10FG
AdBun-M46B
* Arm和Cortex是ArmLimited(或其子公司)在美國和/或其他地方的注冊商標(biāo)。* Mbed是Arm Limited(或其子公司)在美國和/或其他地方的注標(biāo)。* Arduino是Arduino AG的商標(biāo)。
本新聞稿中的信息,包括產(chǎn)品價格和規(guī)格、服務(wù)內(nèi)容以及聯(lián)系信息僅反映截至本新聞稿發(fā)布之日的情況,如有變動,恕不另行通知。
關(guān)于東芝電子元件及存儲裝置株式會社
東芝電子元件及存儲裝置株式會社集新公司的活力與集團的經(jīng)驗智慧于一體。自2017年7月成為一家獨立公司以來,我們已躋身領(lǐng)先的通用設(shè)備公司之列并為客戶和商業(yè)合作伙伴提供卓越的離散半導(dǎo)體、系統(tǒng)LSI和HDD解決方案。
公司遍布全球的1.9萬名員工同心一致,竭力實現(xiàn)公司產(chǎn)品價值的最大化,同時重視與客戶的密切合作,促進價值和新市場的共同創(chuàng)造。我們期望基于目前超過7000億日元(60億美元)的年度銷售額,致力于為全球人類創(chuàng)造更加美好的未來。
ARM9? 處理器系列為微控制器、DSP 和 Java 應(yīng)用提供單 解決方案,從而減小芯片面積、降低復(fù)雜性和功耗,并加快產(chǎn)品上市速度 。下面以ARM926EJ-S系列為例,詳細說明。
基于8051內(nèi)核的CISC微控制器
迄今為止,MCS-51已成為8位機中運行最慢的系列?,F(xiàn)在Dallas推出的DS89C430系列產(chǎn)品在保持與80C51引腳和指令集兼容的基礎(chǔ)上,每個機器周期僅為一個時鐘,實現(xiàn)了8051系列的最高吞吐率。一般而言,對于現(xiàn)有的基于8051的應(yīng)用軟件可以直接寫入DS89C430而無需進行更改。除此之外,DS89C430還在許多其他方面引入了新的功能,從而為具體應(yīng)用提供了更多靈活性。下面介紹DS89C430不同于8051的功能和特點。
片內(nèi)程序存儲器邏輯上分為成對的8 KB、16 KB或32 KB閃存單元,以支持在應(yīng)用編程。這允許器件在應(yīng)用軟件的控制下修改程序存儲器,應(yīng)用系統(tǒng)能夠在執(zhí)行其主要功能的情況下,完成在線軟件升級。DS89C430集成了64 B加密陣列,允許用戶以加密形式查看數(shù)據(jù),進行程序代碼校驗。
器件支持通過RS-232串口實現(xiàn)在系統(tǒng)編程。在系統(tǒng)編程通過將器件的一個或多個外部引腳設(shè)置為某特定狀態(tài)來激活引導(dǎo)加載程序。器件啟動后,開始執(zhí)行駐留于器件內(nèi)部專用ROM的加載程序。一旦收到一個回車符號,串口就執(zhí)行自動波特率功能,并與主機的波特率同步。如圖1所示是在系統(tǒng)編程的物理連接.簡單的引導(dǎo)加載程序接口允許使用幾種方法來實現(xiàn)PC機與目標(biāo)微控制
器間的通信。最簡單的方法是使用Dallas的微控制器工具包(MTK)軟件.它具有高度前端特征,簡化了目標(biāo)配置,上傳、下載代碼以及特殊功能配置等任務(wù)操作。
8051微控制器是通過MOVX指令來訪問片外數(shù)據(jù)空間的,用MOVX@DPTR指令可訪問整個64 KB的片外數(shù)據(jù)存儲器。傳統(tǒng)的8051只有一個數(shù)據(jù)指針DPTR,要將數(shù)據(jù)從一個地址移到另一個地址非常麻煩。DS89C430則具備雙數(shù)據(jù)指針DPTR0和DPTRl,因此軟件可以使用一個指針裝載源地址,另一個指針裝載目的地址。DPTR0的SFR地址與805l相同(82H和83H),因此使用該指針時源代碼無需更改,DPTRl位于84H和85H地址。所有與數(shù)據(jù)指針相關(guān)的操作都使用活動數(shù)據(jù)指針,活動指針通過控制位SEL選擇。每個指針還各有
一個控制位,決定INCDPTR操作是遞增還是遞減數(shù)據(jù)指針值。
在拷貝數(shù)據(jù)塊時,與使用單數(shù)據(jù)指針相比,雙數(shù)據(jù)指針可以節(jié)省大量代碼。用戶通過轉(zhuǎn)換SEL位來轉(zhuǎn)換活動數(shù)據(jù)指針,其中一種方法可通過執(zhí)行INCDPS指令來實現(xiàn)。對于這些大的數(shù)據(jù)塊拷貝,用戶必須頻繁執(zhí)行該指令來轉(zhuǎn)換DPTR0和DPTRl。為了在節(jié)省代碼的同時提高運行速度和效率,DS89C430又包含了一個轉(zhuǎn)換選擇位 (TSL),來確定執(zhí)行MOVX指令時硬件是否自動轉(zhuǎn)換SEL位,這樣就可以省去INCDPS指令并進一步提高運行速度。
大的數(shù)據(jù)塊拷貝需要源指針和目的指針逐字節(jié)尋址數(shù)據(jù)空間,傳統(tǒng)的方法是通過使用INCDPTR指令來增加數(shù)據(jù)指針。為了進一步提高數(shù)據(jù)傳輸速率,引入了自動增減控制位(AID),用以確定執(zhí)行MOVX指令時,是否會自動增減活動指針值。表l為各種情況下DS80C320和DS89C430進行64B數(shù)據(jù)塊傳輸時的速度比較。從表l中可以看出,采用雙數(shù)據(jù)指針后運行速度得到極大提高。
CMOS電路的功耗主要由兩部分組成:連續(xù)漏電流造成的靜態(tài)功耗以及對負載電容進行充放電所需的轉(zhuǎn)換開關(guān)電流造成的動態(tài)功耗。其中,動態(tài)功耗是總體功耗的主要部分,該功耗(PD)可以通過負載電容(CL)、電源電壓(VDD)和工作頻率(f)進行計算,即:PD=CL×VDD2×f。
對于某具體應(yīng)用,電容和電源電壓相對固定,而處理器的處理速度在不同時刻可能是不同的,因此工作頻率可以根據(jù)不同需要進行調(diào)整,從而在不影響系統(tǒng)性能的前提下達到降低功耗的要求。
DS89C430支持三種低功耗節(jié)電模式。
①系統(tǒng)時鐘分頻控制:允許微控制器使用內(nèi)部分頻的時鐘源繼續(xù)工作,以節(jié)省功耗。通過軟件設(shè)置時鐘分頻控制位,設(shè)置工作速率為每機器周期1024個振蕩器周期.
②空閑模式:以靜態(tài)方式保持程序計數(shù)器,并掛起處理器。在此模式中,處理器不取指令也不執(zhí)行指令。除了外圍接口時鐘保持為活動狀態(tài)以及定時器、看門狗、串口和電源監(jiān)視功能仍然工作外,所有的資源均保存。處理器能夠使用允許的中斷源退出空閑模式。
③停機模式:禁止處理器內(nèi)部的所有電路。所有片內(nèi)時鐘、定時器和串口通信都停止運行,處理器不執(zhí)行任何指令。通過使用六個外部中斷中的任何一個,處理器都能夠退出停機模式。