ARM Cortex-M3嵌入式系统设计和典型实例 基于LM3S8112025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 ARM Cortex-M3处理器内核结构概述1

1.1嵌入式系统概述1

1.1.1嵌入式系统概念1

1.1.2嵌入式系统的应用4

1.1.3嵌入式系统的分类及其发展6

1.2 ARM Cortex-M3内核7

1.2.1 ARM Cortex处理器技术特点8

1.2.2 ARM Cortex-M3处理器技术特点9

1.3 ARM Cortex-M3内核结构10

1.4 Thumb-2指令集架构13

1.5嵌套向量中断控制器（NVIC）15

1.6存储器保护单元（MPU）16

1.7调试和跟踪17

1.8总线矩阵和接口18

1.9 Luminary Micro的Stellaris系列LM3S811简介19

1.9.1 Stellaris系列ARM Cortex-M3简介19

1.9.2 LM3S811简介20

1.9.3 1.M3S811内部结构图和引脚图25

习题29

第2章 ARM Cortex-M3 LM3S811的开发过程30

2.1 Keil μVision4的安装和使用30

2.1.1 Keil μVision4简介30

2.1.2 Keil μVision4的安装31

2.1.3 Keil μVision4的使用33

2.2 ARM Cortex-M3 LM3S811实验工具及器材38

2.2.1本书实例所用部分器件和模块介绍38

2.2.2实验板电路原理39

2.2.3驱动软件、工具软件和库软件简介46

2.2.4 LM Flash Programmer的安装49

2.2.5 Keil软件的设置50

2.2.6基于ARM Cortex-M3微处理器的编程方法54

2.3项目1：流水灯的实现56

2.3.1功能实现56

2.3.2硬件电路连接56

2.3.3 C程序分析和设计58

2.3.4 LM3S811程序调试快速入门61

2.4项目2：对角灯的实现63

2.4.1功能实现63

2.4.2硬件电路连接63

2.4.3 C程序分析和设计63

2.4.4程序调试和运行65

习题65

第3章 LM3S811的存储器和系统控制66

3.1 1.M3S811的存储器66

3.1.1 SRAM存储器67

3.1.2 ROM存储器67

3.1.3 Flash存储器67

3.1.4有关Flash存储器的常用库函数69

3.2项目3： Flash存储器的简单擦写71

3.2.1 Flash存储器简单擦写的功能71

3.2.2程序分析71

3.3 JTAG简介76

3.3.1 1.M3S811的JTAG模块结构76

3.3.2 J TAG口失效的可能原因77

3.3.3预防JTAG口失效的解决方法77

3.4系统控制（SysCtl）78

3.4.1 LDO控制78

3.4.2时钟控制系统结构81

3.4.3主振荡器（MOSC）的晶体配置82

3.4.4 PLL频率配置82

3.4.5 PLL模式82

3.5 PLL的初始化和配置83

3.6 ARM Cortex-M3内核的工作模式89

3.7复位控制91

3.7.1 LM3S811的复位源91

3.7.2复位控制库函数92

3.8外设控制94

3.9其他功能98

3.10中断操作101

3.11项目4：变调的蜂鸣器102

3.11.1任务要求与分析102

3.11.2硬件电路设计102

3.11.3程序设计104

3.11.4程序调试和运行107

习题108

第4章 通用输入／输出（GPIO）模块结构和使用109

4.1项目5：按键控制LED灯亮灭109

4.1.1任务要求和分析109

4.1.2硬件电路设计109

4.1.3程序设计109

4.1.4程序调试和运行113

4.2 LM3S811的GPIO口结构115

4.2.1 GPIO概述115

4.2.2 GPIO口结构116

4.3 GPIO库函数及应用118

4.3.1 GPIO库函数概述118

4.3.2 GPIO端口的使用119

4.3.3 GPIO库函数的使用方法119

4.3.4 GPIO基本设置函数120

4.3.5 GPIO引脚类型设置函数122

4.3.6 GPIO引脚读／写函数125

4.3.7 GPIO中断函数126

4.4项目6：用GPIO端口驱动数码管128

4.4.1任务要求和分析128

4.4.2硬件电路设计128

4.4.3程序设计130

4.4.4程序调试和运行133

习题135

第5章 LM3S811的中断系统136

5.1项目7：用按键控制LED灯闪烁花样136

5.1.1任务要求和分析136

5.1.2硬件电路设计136

5.1.3程序设计138

5.1.4程序调试和运行140

5.2 LM3S811的中断系统概述142

5.3 LM3S811的中断库函数143

5.3.1中断使能与禁止函数143

5.3.2中断优先级函数145

5.3.3中断服务函数注册与注销函数146

5.4中断函数的设置和使用147

5.4.1中断函数的使能、配置和使用147

5.4.2使用外部中断INT0的程序流程149

5.5项目8：有等级高低的LED灯149

5.5.1任务要求与分析149

5.5.2硬件电路设计149

5.5.3程序设计151

5.5.4程序调试和运行153

习题154

第6章 通用定时器155

6.1项目9：精确时钟信号发生器155

6.1.1任务要求和分析155

6.1.2硬件电路设计155

6.1.3程序设计157

6.1.4程序调试和运行158

6.2通用定时器的功能和配置160

6.2.1定时器的功能和工作模式160

6.2.2定时器的设置和使能162

6.3通用定时器库函数163

6.3.1配置与控制函数163

6.3.2计数值的装载与获取函数167

6.3.3运行控制函数168

6.3.4匹配与预分频函数169

6.3.5中断控制函数170

6.4项目10：按键控制的16位计数器172

6.4.1任务要求和分析172

6.4.2硬件电路设计172

6.4.3程序设计173

6.4.4程序调试和运行174

习题176

第7章 通用异步串行通信（UART）的结构和功能177

7.1通用异步串行通信概述177

7.1.1通信与串口的概念177

7.1.2异步通信178

7.1.3串行数据通信的波特率178

7.2 LM3S811 UART的特性和内部结构原理178

7.2.1 LM3S811 UART的特性178

7.2.2 LM3S811 UART的内部结构原理和功能179

7.3 LM3S811的UART与电脑COM端口连接183

7.4 UART模块常用库函数184

7.4.1配置与控制函数184

7.4.2使能与禁止函数187

7.4.3数据收／发函数188

7.4.4中断控制函数191

7.5项目11： LM3S811的RS - 232通信193

7.5.1任务要求和分析193

7.5.2硬件电路设计193

7.5.3程序设计193

7.5.4程序调试和运行196

习题197

第8章 同步串行通信接口（SSI）的结构和功能198

8.1同步串行通信接口概述198

8.1.1同步通信概念198

8.1.2 LM3S811的同步串行通信接口的性能198

8.2同步串行通信接口的通信协议199

8.2.1 Texas Instruments同步串行帧格式200

8.2.2 Freescale SPI帧格式201

8.2.3 Micro Wire帧格式205

8.3 SSI功能概述206

8.3.1位速率和帧格式207

8.3.2 FIFO操作207

8.3.3 SSI中断208

8.4 SSI库函数208

8.4.1配置与控制函数208

8.4.2数据收／发函数210

8.4.3中断控制函数211

8.5项目12：利用同步串口动态扫描8位数码管212

8.5.1任务要求和分析212

8.5.2硬件电路设计212

8.5.3程序设计215

8.5.4程序调试和运行217

习题217

第9章 I2C接口的结构和功能218

9.1 I2 C通信概述218

9.1.1 I2C总线特征和术语218

9.1.2 I2C总线原理简介219

9.2 I2C通信规则220

9.2.1 I2 C总线的数据传输格式220

9.2.2数据有效性（data validity）222

9.2.3起始和停止条件（START and STOP conditions）222

9.2.4 字节格式（byte format）222

9.2.5应答（acknowledge）223

9.2.6仲裁（arbitration）223

9.3 LM3S811的I2 C功能224

9.3.1 SCL时钟速率224

9.3.2中断控制224

9.3.3回环操作（loopback operation）225

9.3.4 主机命令序列225

9.3.5从机状态控制225

9.4 I2 C库函数226

9.4.1主机模式收／发控制函数226

9.4.2主机模式中断控制函数230

9.4.3从机模式收／发控制函数231

9.4.4从机模式中断控制函数232

9.4.5中断的注册与注销函数233

9.5项目13：基于I2C总线的实时时钟控制系统234

9.5.1任务要求和分析234

9.5.2硬件电路设计234

9.5.3程序设计236

9.5.4程序调试和运行243

习题243

第10章 电压比较器（COMP）和模／数转换器（ADC）244

10.1电压比较器概述244

10.2电压比较器的功能245

10.3常用电压比较器库函数245

10.3.1配置与设置函数246

10.3.2中断控制函数248

10.4项目14：模拟比较器实验251

10.4.1任务要求和分析251

10.4.2硬件电路设计251

10.4.3程序设计253

10.4.4程序调试和运行254

10.5模／数转换器概述255

10.6 1.M3S811的ADC功能描述256

10.6.1采样序列发生器256

10.6.2模块控制256

10.6.3中断257

10.6.4优先级设置257

10.6.5采样事件257

10.6.6硬件采样平均电路257

10.6.7模／数转换器257

10.6.8差分采样258

10.6.9测试模式259

10.6.10内部温度传感器259

10.7 ADC应用注意事项260

10.8 ADC库函数262

10.8.1 ADC采样序列操作函数262

10.8.2 ADC处理器触发函数267

10.8.3 ADC过采样函数268

10.8.4 ADC中断控制函数269

10.9项目15： CPU温度监测系统271

10.9.1任务要求和分析271

10.9.2硬件电路设计271

10.9.3程序设计273

10.9.4程序调试和运行275

习题276

第11章 看门狗定时器的结构和配置277

11.1看门狗定时器概述277

11.1.1看门狗定时器的概念277

11.1.2看门狗定时器的工作原理277

11.1.3看门狗定时器的应用和编程277

11.2 LM3S811的看门狗278

11.2.1 LM3S811看门狗的结构和特征278

11.2.2 LM3S811看门狗的功能278

11.2.3看门狗定时器的正确使用方法280

11.3看门狗定时器库函数280

11.3.1运行控制函数280

11.3.2装载与锁定函数281

11.3.3中断控制函数283

11.4项目16：用信号灯演示LM3S811的看门狗功能284

11.4.1任务要求和分析284

11.4.2硬件电路设计284

11.4.3程序设计285

11.4.4程序调试和运行286

习题287

第12章 脉冲宽度调制（PWM）模块288

12.1项目17：利用PWM调节LED灯的亮度288

12.1.1任务要求和分析288

12.1.2硬件电路设计288

12.1.3程序设计288

12.1.4程序调试和运行291

12.2脉冲宽度调制概述291

12.2.1脉冲宽度调制的特点291

12.2.2脉冲宽度调制的基本原理291

12.2.3脉冲宽度调制的具体过程293

12.2.4脉冲宽度调制的方法294

12.2.5脉冲宽度调制的应用294

12.3 LM3S811的PWM模块295

12.3.1 PWM模块结构295

12.3.2 Stellaris系列单片机的PWM特性296

12.3.3 LM3S811的PWM功能296

12.4 PWM库函数299

12.4.1 PWM发生器配置与控制函数299

12.4.2死区控制函数303

12.4.3同步控制函数304

12.4.4输出控制函数305

12.4.5 PWM发生器中断和触发函数308

12.4.6故障管理函数311

12.4.7故障中断函数314

12.4.8总中断控制函数315

12.5项目18：利用PWM演奏《化蝶》（梁祝）乐曲317

12.5.1任务要求和分析317

12.5.2硬件电路设计317

12.5.3程序设计317

12.5.4程序调试和运行323

习题323

第13章 LM3S811典型应用实例精讲324

13.1项目19：矩阵式键盘和12864液晶驱动324

13.1.1键盘概述324

13.1.2 1CD12864液晶显示模块介绍326

13.1.3任务要求和分析332

13.1.4矩阵式键盘和液晶显示驱动电路332

13.1.5程序设计334

13.2项目20：按键控制步进电机正反向变速341

13.2.1步进电机介绍341

13.2.2任务要求和分析346

13.2.3硬件电路设计346

13.2.4程序设计346

13.3项目21：基于DS18B20的测温系统352

13.3.1 DS18B20简介352

13.3.2硬件电路设计354

13.3.3程序设计356

13.4项目22：基于SHT21的温度／湿度测控与万年历系统362

13.4.1温湿度传感器SHT21362

13.4.2日历芯片DS1302365

13.4.3硬件电路设计368

13.4.4程序设计368

13.5项目23：超声波测距和频率测定系统388

13.5.1超声波测距介绍388

13.5.2数字频率计的设计基础390

13.5.3液晶显示模块LCD1602简介391

13.5.4硬件电路设计397

13.5.5程序设计397

习题404

第14章 LM3S811的μC /OS-Ⅱ的移植405

14.1 μC/OS-Ⅱ介绍405

14.1.1 μC/OS操作系统的特点405

14.1.2 μC/OS内核介绍406

14.1.3 μC/OS-Ⅱ内核结构407

14.2 μC/OS-Ⅱ的移植代码说明409

14.2.1 μC/OS-Ⅱ的移植条件410

14.2.2移植模板的层次结构410

14.2.3各层文件说明411

14.3项目24： μC/OS - Ⅱ在LM3S811上的移植实例413

14.3.1软件工程介绍413

14.3.2 Target.c的编写414

14.3.3 Main.c的编写421

14.3.4下载HEX文件423

习题424

参考文献425