《ARM嵌入式系統實驗教程(一)》

《ARM嵌入式系統實驗教程(一)》

本書是《ARM嵌入式系統系列教程》中的實驗教材之一,可與本套教程中的理論課教材《ARM嵌入式系統基礎教程》相配套使用。以EasyARM2200為教學實驗平台,以ADS 1.2集成開發環境、μC/OS II 作業系統以及各種中間件為軟體平台,搭建ARM嵌入式系統教學實驗體系。共分5章。第1章全面介紹EasyARM2200教學實驗平台的設計原理以及各種跳線、接口的使用說明。第2章主要介紹ADS 1.2集成開發環境的使用,以及LPC2200專用工程模板和EasyJTAG仿真器的安裝與使用。第3~5章為實驗內容,共包括47個實驗,分為3部分:無作業系統的基礎實驗、基於μC/OS II 作業系統的實驗以及綜合實驗,形成了從易到難的實驗教學體系。本書可作為高等院校電子、自動化、機電一體化及計算機等相關專業的實驗教材及相關工程技術人員培訓教材,也可作為從事ARM嵌入式系統套用開發工程技術人員的參考用書。

基本信息

簡介

本書是《ARM嵌入式系統系列教程》中的實驗教材之一,可與本套教程中的理論課教材《ARM嵌入式系統基礎教程》相配套使用。

ARM嵌入式系統實驗教程(一)ARM嵌入式系統實驗教程(一)

以EasyARM2200為教學實驗平台,以ADS1.2集成開發環境、μC/OS?II作業系統以及各種中間件為軟體平台,搭建ARM嵌入式系統教學實驗體系。共分5章。第1章全面介紹EasyARM2200教學實驗平台的設計原理以及各種跳線、接口的使用說明。第2章主要介紹ADS1.2集成開發環境的使用,以及LPC2200專用工程模板和EasyJTAG仿真器的安裝與使用。第3~5章為實驗內容,共包括47個實驗,分為3部分:無作業系統的基礎實驗、基於μC/OS?II作業系統的實驗以及綜合實驗,形成了從易到難的實驗教學體系。

本書可作為高等院校電子、自動化、機電一體化及計算機等相關專業的實驗教材及相關工程技術人員培訓教材,也可作為從事ARM嵌入式系統套用開發工程技術人員的參考用書。

本書配套多媒體實驗教學課件

前言

1. ARM嵌入式系統的發展趨勢

由於網路與通信技術的發展,嵌入式系統在經歷了近20年的發展歷程後,又進入了一個新的歷史發展階段,即從普遍的低端套用進入到一個高、低端並行發展,並且不斷提升低端套用技術水平的時代,其標誌是近年來32位MCU的發展。

32位MCU的套用不會走8位機百花齊放、百餘種型號系列齊上陣的道路,這是因為在8位機的低端套用中,嵌入對象與對象專業領域十分廣泛而複雜;而當前32位MCU的高端套用則多集中在網路、通信和多媒體技術領域,32位MCU將會集中在少數廠家發展的少數型號系列上。

在嵌入式系統高端套用的發展中,曾經有眾多的廠家參與,很早就有許多8位嵌入式MCU廠家實施了8位、16位和32位機的發展計畫。後來,8位和32位機的技術擴展侵占了16位機的發展空間。傳統電子系統智慧型化對8位機的需求使這些廠家將主要精力放在8位機的發展上,形成了32位機發展遲遲不前的局面。當網路、通信和多媒體信息家電業興起後,出現了嵌入式系統高端套用的市場;而在嵌入式系統的高端套用中,進行多年技術準備的ARM公司適時地推出了32位ARM系列嵌入式微處理器,以其明顯的性能優勢和智慧財產權平台扇出的運行方式,迅速形成32位機高端套用的主流地位,以至於使不少傳統嵌入式系統廠家放棄了自己的32位發展計畫,轉而使用ARM核心來發展自己的32位MCU。甚至在嵌入式系統發展史上做出卓越貢獻的Intel公司以及將單片微型計算機發展到微控制器的PHILIPS公司,在發展32位嵌入式系統時都不另起爐灶,而是轉而使用ARM公司的嵌入式系統核心來發展自己的32位MCU。

網路、通信、多媒體和信息家電時代的到來,無疑為32位嵌入式系統高端套用提供了空前巨大的發展空間;同時,也為力不從心的8位機向高端發展起到了接力作用。一般來說,嵌入式系統的高、低端套用模糊地界定為:高端用於具有海量數據處理的網路、通信和多媒體領域,低端則用於對象系統的控制領域。然而,控制系統的網路化、智慧型化的發展趨勢要求在這些8位機的套用中提升海量數據處理能力。當8位機無法滿足這些提升要求時,便會轉而求助32位機的解決辦法。因此,32位機的市場需求發展由兩方面所致:一方面是高端新興領域(網路、通信、多媒體和信息家電)的拓展;另一方面是低端控制領域套用在數據處理能力的提升要求。

後PC時代的到來以及32位嵌入式系統的高端套用吸引了大量計算機專業人士的介入,加之嵌入式系統軟/硬體技術的發展,導致了嵌入式系統套用模式的巨大變化,即使嵌入式系統套用進入到一個基於軟/硬體平台、集成開發環境的套用系統開發時代,並帶動了SOC技術的發展。

在眾多嵌入式系統廠家參與下,基於ARM系列處理器的套用技術會在眾多領域取得突破性進展。Intel公司將ARM系列向更高端的嵌入式系統發展;而PHILIPS公司則在向高端嵌入式系統發展的同時,向低端的8位和16位機的高端套用延伸。Intel公司和PHILIPS公司的發展都體現了各自的特點,並充分發揮了各自的優勢。因此,在32位嵌入式系統的套用中,ARM系列會形成ARM公司領軍,眾多廠家參與,計算機專業、電子技術專業以及對象專業人士共同推動的局面,形成未來32位嵌入式系統套用的主流趨勢。這種集中分工的技術發展模式有利於嵌入式系統的快速發展。

面對這種形勢,近年來,嵌入式系統業界人士掀起了廣泛學習嵌入式系統理論及套用開發的熱潮,相關的出版物和培訓班如雨後春筍不斷出現。無論是原有的嵌入式系統業界人士,還是剛進入嵌入式系統的人們,都渴望了解嵌入式系統理論,掌握嵌入式系統的套用技術。高等院校面對這種形式,也迫切需要開設相應的課程。因此,為了滿足高等院校嵌入式系統教學以及社會上各種培訓的需要,作者結合幾年來在嵌入式系統領域教學與開發的經驗和特點,編寫了本套《ARM嵌入式系統系列教程》。

2. 本套教程的組成

本套教程由理論教材、實驗教材和學習指導3部分(共5冊)組成,且配套的所有教學實驗平台都是基於PHILIPS公司的LPC2000系列ARM微控制器(基於ARM7TDMI?S核心)而設計。

理論教材

ARM嵌入式系統基礎教程

——含開放式多媒體教學課件,可自行添加或刪減內容

實驗教材

《ARM嵌入式系統實驗教程(一)》

——含開放式多媒體實驗教學課件,可自行添加或刪減內容

——配套EasyARM2200教學實驗平台

《ARM嵌入式系統實驗教程(二)》

——含開放式多媒體實驗教學課件,可自行添加或刪減內容

——配套SmartARM2200教學實驗平台

《ARM嵌入式系統實驗教程(三)》

——含開放式多媒體實驗教學課件,可自行添加或刪減內容

——配套MagicARM2200教學實驗平台

目錄

第1章EasyARM2200教學實驗平台硬體結構

1.1功能特點1

1.2硬體原理2
1.2.1電路原理圖2
1.2.2原理說明5
1.3硬體結構19
1.3.1元件布局圖19
1.3.2跳線器說明20
1.3.3連線器說明25
1.4硬體使用的資源28
1.5其他30
1.5.1EasyARM2200教學實驗平台電源30
1.5.2跳線器30
1.5.3CPUPACK的安裝30
第2章ADS集成開發環境及EasyJTAG仿真器套用
2.1ADS1.2集成開發環境的組成31
2.1.1CodeWarriorIDE簡介32
2.1.2AXD調試器簡介33
2.2工程的編輯33
2.2.1建立工程33
2.2.2建立檔案35
2.2.3添加檔案到工程35
2.2.4編譯連線工程36
2.2.5打開舊工程39
2.3工程的調試39
2.3.1選擇調試目標39
2.3.2調試工具條39
2.4LPC2200系列ARM7微控制器工程模板41
2.4.1為ADS1.2增加LPC2200專用工程模板41
2.4.2使用LPC2200專用工程模板建立工程42
2.4.3模板適用範圍44
2.5EasyJTAG仿真器的安裝與套用47
2.5.1安裝EasyJTAG仿真器48
2.5.2使用EasyJTAG仿真器48
2.6固化程式51
2.6.1片內FLASH的固化51
2.6.2片外FLASH的固化56
第3章基礎實驗
3.1ADS1.2集成開發環境練習59
3.2彙編指令實驗163
3.3彙編指令實驗266
3.4彙編指令實驗369
3.5彙編指令實驗472
3.6彙編指令實驗574
3.7ARM微控制器工作模式實驗78
3.8C語言程式實驗82
3.9C語言調用彙編程式實驗85
3.10GPIO輸出控制實驗187
3.11GPIO輸出控制實驗292
3.12GPIO輸入實驗95
3.13存儲器重映射實驗98
3.14外部中斷實驗1100
3.15外部中斷實驗2103
3.16外部存儲器接口實驗1105
3.17外部存儲器接口實驗2111
3.18定時器實驗1116
3.19定時器實驗2119
3.20UART實驗1121
3.21UART實驗2125
3.22Modem接口實驗131
3.23I2C接口實驗1134
3.24I2C接口實驗2138
3.25SPI接口實驗143
3.26PWM輸出實驗146
3.27RTC實驗1147
3.28RTC實驗2153
3.29模/數轉換器實驗159
3.30WDT實驗164
3.31低功耗實驗1167
3.32低功耗實驗2170
3.33圖形液晶顯示實驗174
第4章基於μC/OS?II的實驗
4.1蜂鳴器控制實驗190
4.2串口中間件套用實驗196
4.3Modem通信實驗202
4.4I2C匯流排驅動中間件實驗205
4.5SPI匯流排驅動中間件實驗208
4.6時鐘顯示實驗211
第5章綜合實驗
5.1USB?E2PROM編程器實驗215
5.2ZLG/CF驅動接口函式實驗226
5.3ZLG/CF驅動使用實驗239
5.4UDP通信實驗249
5.5TCP通信實驗255
5.6GUI實驗1261
5.7GUI實驗2266
5.8系統訊息循環實驗273
5.9印表機接口實驗283
附錄AEasyARM軟體的使用
A.1EasyARM軟體視窗介紹288
A.2EasyARM軟體通信協定290
附錄B常見問題解答
B.1程式寫入FLASH後不能運行292
B.2不能進入ISP293
B.3JTAG調試出錯293
B.4項目複製到其他目錄不能使用293
參考文獻

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