ARM Cortex-M3微控制器原理与应用
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前言

随着新一代信息通信技术的迅猛发展,嵌入式系统的应用无处不在。ARM公司是目前公认的业界领先的32位嵌入式RISC(精简指令计算机)微控制器设计公司,目前全世界有200多家领先的半导体厂商获得了ARM授权,基于ARM内核的微控制器占领了32位嵌入式系统的大部分份额。ARM Cortex-M微处理器系列是一系列可向上兼容的高能效、易操作的处理器,采用ARM公司最新的微控制器ARMv7版本内核体系结构。ARM Cortex-M3作为Cortex-M系列的第一款微处理器,集8位单片机的价格和32位ARM处理器的性能于一身,毫不夸张地说,可以看做MCS-51单片机时代的终结者。

NXP公司的LPC1700系列微控制器,采用的是第二代Cortex-M3内核,时钟速度可达120MHz,可以实现更低的功耗和维持更久的电池寿命,在调试和解决疑难问题的过程中,具有更好的灵活性,在电子仪表、照明、工业网络、报警系统、白色家电和电机控制等领域中得到广泛的应用。本书主要以LPC1700系列微控制器为硬件平台,详细介绍ARM Cortex-M3微处理器的原理与应用开发技术。

第1章简要介绍ARM Cortex-M3内核的基础知识,包括ARM Cortex-M3体系结构和内核分类,并列举NXP公司的Cortex-M3系列产品,为处理器的选型提供参考。

第2章介绍Cortex-M3内核,包括Cortex-M3微控制器内核结构、编程模型和指令集知识,以及存储器映射、时钟、异常和电源管理等内容。通过本章的阅读,可使读者了解Cortex-M3的内部结构和基本工作原理。

第3章介绍LPC1700系列微控制器基本结构,包括系统控制单元、存储器总线结构、电源管理、时钟、引脚配置、嵌套中断向量控制器、定时器和调试接口等。

第4章介绍LPC1700系列微控制器高级接口,包括串行口UART、SPI、I2C、PWM、正交编码接口QEI、A/D和D/A转换器、USB总线等。

第5章介绍基于CMSIS接口标准软件设计,包括Cortex微控制器软件接口标准CMSIS的基本构架、如何在LPCXpresso软件中使用CMSIS等。通过本章的阅读,读者可以掌握基于CMSIS接口标准的函数的使用。

本书由张永辉博士组织编写和完成。在此感谢海南大学信息科学技术学院院长杜文才教授对于本书编写工作的大力支持,团队成员沈重教授、陈褒丹高级工程师、白勇博士、任佳博士和易家傅、丁洁等多位同事参与了本书的编写工作,蔡继兴、李青倩、金鑫、黄潇和潘奇等硕士研究生负责了本书编写过程中的资料整理工作。本书的出版得到了海南大学211工程专项资金支持,在编写过程中得到了NXP公司金宇杰先生、王朋朋女士、张宇先生以及北京胜创特公司罗光军先生的大力支持和帮助,在此表示感谢!

鉴于Cortex-M3的强大功能和LPC1700系列微控制器的丰富外设,限于篇幅,本书只对部分内容进行了介绍,关于通用DMA、SSP、I2S、CAN总线和以太网部分,请读者参考LPC1700用户手册。由于编者的水平有限,书中难免存在遗漏与不足之处,恳请读者批评指正。

编者

2013年2月