各位,公布一条新书讯,书名《ARM Cortex-M0+嵌入式开发与实践——基于LPC800》,欢迎朋友们阅读和指正。谢谢。
前 言 Ø 本书的结构与简介 传统的8051系列单片机由于具有硬件结构简单、编程操作方便以及芯片价格低廉等特点,长期以来被广泛地应用于各种控制和显示等嵌入式系统应用中。此外,单片机易于教与学推广,目前普通高校中,几乎所有的电子工程和控制工程相关专业都设有单片机教学。随着科技的进步和人们对高智能性设备的喜爱和需求,传统单片机因其控制逻辑简单而在很多领域显得应用乏力,因此,近些年来,很多半导体公司推出了兼容8051系列传统单片机的新型增强性单片机,例如TI公司的MSP430系列、Renesas公司的RL78系列、Atmel公司的megaAVR单片机和Silicon Labs公司的C8051F系列混合型单片机等。新型的单片机具有存储空间大、代码效率高和执行速度快等优点,一定程度上缓解了单片机的应用衰退,但仍然无法从根本上改变单片机正在慢慢退出嵌入式应用系统的趋势。 ARM公司出品了众多微处理器内核,包括目前市场上流行的ARM7、ARM9和ARM11内核,当前ARM公司主推的内核为Cortex系列内核,这个系列又分为M系、R系和A系,其中A系是高性能系列,支持ARM、Thumb和Thumb-2指令集,主要针对带有操作系统的智能平板电脑;R系为普通嵌入式内核,支持ARM、Thumb和Thumb-2指令集,用于嵌入式系统;M系为低功耗系列,仅支持Thumb-2指令集,目前有Cortex-M0、M0+、M1、M3和M4,用于需要快速中断的嵌入式实时应用系统中。 Cortex-M3是最早推出的Cortex系列处理器内核,于2004年诞生,5年以后,ARM公司推出了可商用的Cortex-M0内核,之后,在Cortex-M0基础上推出了能耗进一步优化的Cortex-M0+内核(ARM公司公布的功耗数据为11.2μW/MHz),被誉为全球功耗最低的微处理器。 Cortex-M系列的内核中,M0和M0+系列主要针对控制领域,涵盖了传统8051系列单片机的应用领域,比传统8051系列单片机在处理速度、功耗、中断反应能力、编程与调试等诸多方面都有很大优势;M3系列针对控制领域中的高端实时应用领域,具有控制和数字信号处理能力,除了可用于传统8051系列单片机的应用领域外,还可用于DSP处理器应用的领域;M4系列主要针对高速控制、语音信号处理和数字信号处理领域,涵盖了传统网络控制芯片和DSP处理器的应用领域。 NXP(恩智浦)公司是全球最早推出Cortex-M系列内核微处理器的公司之一,目前主要产品有以LPC1115微控制器为代表的LPC11XX和LPC12XX系列(Cortex-M0内核)、以LPC812微控制器为代表的LPC8XX系列(Cortex-M0+内核)、以LPC1788微控制器为代表的LPC13XX、LPC17XX和LPC18XX系列(Cortex-M3内核)、以LPC4088微处理器为代表的LPC40XX系列(Cortex-M4内核)和以LPC4357微处理器为代表的LPC43XX系列(Cortex-M4和M0双核心)。目前,NXP公司是Cortex-M系列微处理器出品最多、型号最全和应用最广的公司之一,NXP公司的Cortex-M系列芯片都体现了低功耗、易使用和高性能的特点。 本书将阐述基于Cortex-M0+ 的LPC812微控制器的系统应用和程序设计方法。由于LPC812片内集成了端口配置矩阵单元,使得LPC812在电路设计上特别灵活,在产品升级换代时,只需要通过软件编程方式修改端口配置矩阵,而不需要重新设计电路板(类似于FPGA芯片)。并且LPC812还具有编程方便、处理速度快和控制能力强等特点,有些专家称LPC812是具有划时代标志特征的微控制器芯片。 希望上述内容能够回答很多读者关于“为什么学习ARM Cortex-M0+内核微控制器”和“为什么要学习LPC812微控制器”等问题。 本书包括了LPC812芯片架构以及芯片级与操作系统级的程序设计等内容,概括如下:第1章介绍LPC812芯片特点与内部结构;第2章介绍基于LPC812的典型硬件开发系统;第3~7章重点介绍基于LPC812片上外设的软件设计;第8~10章介绍了LPC812开发板的典型应用实例,如ZLG7289B键盘与数码管控制实例、温度传感器DS18B20应用实例和LCD屏显示技术实例等;第11~14章介绍了基于μC/OS-II的工程程序设计方法,重点介绍了用户任务管理、信号量与消息邮箱典型应用方法和μC/OS-II系统定时器用法等。第2章所给出的LPC812开发板典型应用电路是第3~14章的程序设计的硬件基础。 Ø 本书的教学思路 本书根据作者的讲义整理扩充而成,理论课时为48学时,实验课时为32学时,开放实验课时为16学时。如果用作大学本科教材,则理论课时宜为32~48学时,建议讲述第1~10章内容,按书中章节顺序讲述;实验学时建议为24~32学时。书中第8~10章可用于课程设计,第11~14章内容用于面向有嵌入式操作系统基础的学生开展教学与讨论。针对教师教学研究活动,作者提供更多的交流和技术支持,您可以通过微信(微信号:ZhangYongLPC)直接联系作者。 建议理论教学与实验教学同步进行。理论教学过程中,可设置2~4学时讨论课,或安排学生分组作学习交流主题报告。实验教学可设置3~4个基础性实验和1~2个设计性实验,可结合全国大学生电子设计大赛的题目开展拓展性实验工作,并且应以学生自己动手为主。 对于自学本书的嵌入式爱好者而言,要求至少具有数字电路、模拟电路、C语言程序设计等课程的基础知识,并建议在学习过程中设计一套LPC812开发板配套学习。 本书的每个实例都是完整的,读者可以自行输入实例代码,或登录清华大学出版社网站下载全部工程实例代码,也可通过Email:zhangyong@jxufe.edu.cn或QQ:850998740向作者索取源代码。 Ø 本书的特色 本书具有以下四个方面的特色: 其一,详细讲解了基于Cortex-M0+核心的LPC812微控制器存储配置、异常(或中断)向量表以及片上各种外设,讲述了LPC812微控制器片上外设的访问方法。 其二,详细描述了基于LPC812的典型应用电路,这些电路涉及LED灯、串口、按键、蜂鸣器、数码管、JTAG(SWD)和ISP电路、复位电路、测温电路和LCD屏电路等。 其三,实例丰富,通过完整的实例详细阐述了芯片级和系统级的程序设计方法,对基于LPC812微控制器的嵌入式系统软件开发具有较强的指导作用。 其四,基于LPC812开发板结合工程实例对嵌入式实时操作系统μC/OS-II的用户任务管理、信号量、消息邮箱和系统定时器等进行了详细的讲解,对学习和应用μC/OS-II具有较好的可借鉴性。 Ø 致谢 感谢NXP(恩智浦)公司为本书编写提供了开发板和集成开发环境,在本书写作过程中,NXP的辛华峰、王朋朋和张宇等专家通过电话、Email和微信等提供了大量技术支持,帮助解决了一系列技术难题,并审阅了本书初稿,提出了很多建设性意见,使得本书理论与工程实践能紧密结合,成为一本兼有教学、科研和工程应用价值的针对性很强的参考书。 作者要特别感谢张宇工程师,在作者进行从LPC812到LPC4357的长期教研过程中,给予了无私的帮助和鼓励,使得作者将这方面的教学材料和技术得以出版成册。 作者还要感谢北京博创兴盛陆海军总经理对本书出版的关心和支持。 感谢同事夏家莉、陈滨、蔡鹏、黄坚、张志兵、吴文华和贾晓天等老师在繁忙的工作之余阅读了本书部分初稿,并提出了宝贵建议。 还要特别感谢阅读了作者已经出版的图书的读者反馈的宝贵意见,使得本书的写作按照 “认识—应用—改造”的思路进行,自学门槛较以往的书大大降低。 Ø 免责声明 知识的发展和科技的进步是多元的。本书内容上广泛引用的知识点均罗列于参考文献中,主要为LPC812用户手册、LPC812芯片手册、Cortex-M0+技术手册、嵌入式实时操作系统μC/OS-II和Keil MDK集成开发环境等内容,所有这些引用内容的知识产权归相关公司所有,作者保留其余内容的所有权利。本书内容仅用于教学目的,旨在推广Cortex-M0+核心LPC812微控制器、μC/OS-II和Keil MDK集成开发环境等,禁止任何单位或个人摘抄或扩充本书内容用于出版发行,严禁将本书内容用于商业场合。 张 勇 2014年5月
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