圖書簡介
將高性能、低功耗的ARM微控制器與目前新興的ISM波段短距離無線通信技術和各種新興的無線網路技術相結合,將是未來嵌入式設計的一個“熱點”。本書以ARM9微控制器為基礎,分別介紹ARM9的基礎實戰、ARM9與ZigBee無線網路實戰、ARM9與藍牙無線網路實戰、ARM9與GSM/GPRS網路實戰,為讀者展示一個嵌入式無線設計開發的思路。
本書適合廣大從事單片機、無線套用、自動化控制、無線感測等專業的工程技術人員作為學習、參考用書,也可作為高等院校的計算機、電子、自動化、通信、無線課程的參考用書。
圖書目錄
第1章ARMRF912WZ系統1.1ARMRF912WZ系統概述1
1.2硬體開發平台2
1.2.1ARM912主機板2
1.2.2無線射頻模組7
1.2.3無線網關8
1.2.4感測器擴展板8
1.3軟體開發平台9
1.3.1ARMrealviewMDK
9
1.3.2入門ARMRealView
軟體開發平台11
1.3.3IAR平台21
1.3.4AT命令集35
1.3.5驅動程式35
1.3.6μC/OSII作業系統
38
1.3.7STR91x編程模板38
第2章STR912微控制器
2.1STR912處理器39
2.1.1STR912晶片40
2.1.2存儲結構43
2.1.3電源51
2.1.4復位53
2.1.5低電壓模式54
2.2STR912的I/O57
2.2.1功能描述57
2.2.2暫存器描述59
2.2.3GPIO庫函式62
2.2.4鍵盤實驗63
2.3時鐘70
2.3.1系統時鐘源72
2.3.2實時鐘84
2.3.3實時鐘庫函式93
2.3.4實時鐘實驗93
2.4中斷(VIC和WIU)99
2.4.1向量中斷控制器(VIC)
100
2.4.2VIC暫存器描述103
2.4.3喚醒/中斷單元(WIU)
110
2.4.4VIC和WIU庫函式
114
2.4.5中斷實驗115
2.516位定時器119
2.5.1主要特性119
2.5.2功能描述120
2.5.3暫存器描述130
2.5.4庫函式介紹136
2.5.5定時器實驗1138
2.5.6定時器實驗2140
2.6DMA控制器(DAMC)142
2.6.1主要特點142
2.6.2功能描述144
2.6.3軟體需考慮的事項145
2.6.4暫存器描述153
2.6.5庫函式介紹167
2.6.6DMA實驗169
2.7同步串列外設(SSP)171
2.7.1主要特點172
2.7.2功能描述172
2.7.3SSP操作174
2.7.4暫存器描述181
2.7.5庫函式介紹188
2.7.6SSP實驗1:LED189
2.7.7SSP實驗2:溫度感測器
195
2.8STR912的UART201
2.8.1主要特徵201
2.8.2功能描述201
2.8.3暫存器說明208
2.8.4庫函式介紹224
2.8.5UART實驗226
2.9模擬/數字轉換器(ADC)231
2.9.1介紹231
2.9.2功能描述233
2.9.3暫存器描述235
2.9.4庫函式介紹240
2.9.5AD及麥克風實驗242
第3章ARM912主機板高級套用
3.1EMI接口實驗247
3.1.1功能描述247
3.1.2暫存器描述251
3.1.3庫函式介紹255
3.1.4EMI控制LCD256
3.1.5EMI操作RAM271
3.2紅外線接口實驗277
3.3FLASH存儲器實驗282
3.3.1功能描述283
3.3.2FMI暫存器描述283
3.3.3庫函式介紹289
3.3.4FLASH存儲器讀寫實驗
290
3.4USB控制器實驗292
3.4.1主要特性293
3.4.2功能描述293
3.4.3編程要點295
3.4.4暫存器描述304
3.4.5USB存儲試驗325
3.4.6USB操縱桿實驗326
3.5乙太網實驗331
3.5.1功能描述332
3.5.2MAC802.3操作338
3.5.3DMA控制器操作345
3.5.4暫存器描述349
3.5.5ENET庫函式介紹
385
3.5.6EasyWEB實驗386
第4章移植μC/OSⅡ到STR912
4.1μC/OSⅡ介紹395
4.2μCOSⅡ的特點396
4.2.1μC/OSⅡ提供原始碼
396
4.2.2μC/OSⅡ的可移植性
396
4.2.3μC/OSⅡ的可固化性
396
4.2.4μC/OSⅡ的可裁減性
396
4.2.5μC/OSⅡ的可剝奪性
396
4.2.6μC/OSⅡ的可多任務性
397
4.2.7μC/OSⅡ的可確定性
397
4.2.8μC/OSⅡ的任務棧
397
4.2.9μC/OSⅡ的系統服務
397
4.2.10μC/OSⅡ的中斷管理
397
4.2.11μC/OSⅡ的穩定、
可靠性397
圖書前言
一、嵌入式無線需要32位微控制器積體電路,特別是SoC(片上系統)技術的發展,使需要低功耗、低成本的嵌入式套用市場發生了天翻地覆的變化。以ARM微控制器為代表的一批新型、高性能、低功耗、低價格微處理器的誕生和快速成長,使嵌入式產品的開發和套用開始廣泛地進入到了32位的新時代。
採用ARM32位結構的微控制器同目前市場上的8位微控制器比較,在價格上的差異越來越小,但是在性能上卻有很大的提高。這些32位的微控制器在單晶片中,除了集成有大量的輸出、輸入接口、串口、乙太網接口、A/D轉換器等外,還集成了256KB~2MB快閃記憶體、20KB~100KB靜態存儲器(SRAM),從而構成了一個高速、高性能的32位片上系統。這將為嵌入式系統的設計和套用提供更多的靈活性和更多的選擇性,進而大大推動嵌入式設計套用向更深的層次發展。
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在以ARM為核心的32位微控制器快速成長的同時,無線通信和無線網路技術近年來也有了迅速的發展。藍牙無線網路技術經過多年的努力,特別是在無線語音、PC外設等方面有了很大發展;WiFi(IEEE802.11高速無線網路標準)/GSM網路/ZigBee(IEEE802.15.4無線網路標準)同樣開始取得長足的進展並得到廣泛的套用。
由於以ARM為核心的32位微控制器將其大量的資源集成在晶片內部,包括I/O、存儲器、通信接口等,使系統電路板需要的空間大大簡化,而且一些對高頻通信可能產生的干擾的噪聲大大減少,加上可以用電池供電和具有低功耗模式等新的特點,因此越來越多的無線網路和其他短距離無線通信系統開始採用以ARM為核心的32位微控制器來進行設計。
將高性能、低功耗的ARM微控制器同目前新興的ISM波段短距離無線通信技術和各種新興的無線網路技術相結合,將是未來嵌入式設計的一個“熱點”,也是一個“難點”。對廣大電子工程師和單片機工程師而言,這將是一個具有很大挑戰性,探索性的工作。
二、32位嵌入式設計“熱點”——無線通信和無線網路
無線通信和無線網路技術近年來獲得了迅猛的進展,各種新的無線標準如雨後春筍般湧現,通信可靠性越來越高,而功耗越來越低。
無線通信和無線網路的發展,對無線通信和無線網路系統使用的微控制器提出了全新的要求。主要有以下幾點:
1.更快的處理速度
無線網路的速度越來越快,不僅要在瞬間處理大量的數據包裝,還要處理圖像、進行語音壓縮等。這些都要求具有更快速的實時處理能力。同時,還要可以更容易地得到實時作業系統(RTOS)、圖形處理軟體技術的支持。
2.更強的網路拓撲路由處理
像ZigBee無線網路系統,需要能處理更多無線節點和進行更快、更複雜的網狀網路路由計算,而且要求實時完成,而採用8位微處理器的無線網路系統在節點處理數量、路由計算速度方面都遠遠不能滿足要求。
3.更加安全算法
無線通信的網路安全算法,也需要大量的實時計算能力,來實現各種複雜的網路加密計算。
4.需要更大的程式存儲器空間和數據存儲器空間,以及更多的通信接口
採用以ARM為核心的32位微控制器,作為無線網路的基帶處理器,可以滿足大多數高速無線通信和無線網路系統的基本要求。
對於無線網路路由器、無線網關、無線抄表集中器、工業控制設備、WiFi熱點、大型高速網路覆蓋接入器設計等,以ARM為核心的32位微控制器可以提供更大的網路節點容量、更快的路由算法、更複雜的加密算法等,從而使系統更加可靠和高效。
對於無線數字家庭顯示單元、無線控制設備、高級無線手持終端、無線測試設備、無線網路監控儀器、汽車電子等無線產品開發,採用以ARM為核心的32位微控制器可以驅動高解析度的圖形顯示功能,使無線通信和無線網路產品具有更好的直觀性和更良好的監視界面。再加上實時作業系統(RTOS)和圖形界面(GUI)的支持,可以大大縮短無線套用產品的開發時間,更快上市,爭取商機。
三、嵌入式無線設計的“難點”——“三大難關”
1.ARM技術是第1關
對於很多電子工程師和單片機工程師而言,最新的以ARM為核心的32位微控制器是擋在面前的第1座大山。ARM微控制器的晶片雖然小,但是結構非常複雜,僅是英文原廠數據手冊就有幾百頁;從彙編語言到C語言,加上RTOS、GUI編程,哪一樣都不簡單;各種新名詞、新技術,