ARM嵌入式接口技术应用

第1章 实验板与实验环境.1

1.1 实验板上的功能模块和特点1

1.2 硬件原理与结构2

1.2.1 电路原理图与说明2

1.2.2 接口电路介绍3

1.2.3 实验板结构12

1.3 开发环境14

1.3.1 ADS1.2 介绍14

1.3.2 第一个程序15

1.4 LPC2220引脚的简要介绍25

1.4.1 LPC2220的引脚25

1.4.2 LPC2220的引脚功能的设置31

1.4.3 GPIO功能的使用35

第2章 串行通信39

2.1 通信的基本概念39

2.1.1 串行通信方式39

2.1.2 串行通信制式41

2.1.3 串行通信分类42

2.2 最简单的单工串行通信举例42

2.2.1 实验目的与内容42

2.2.2 实验原理分析43

2.2.3 参考程序45

2.2.4 实验步骤与结果46

2.3 UART异步串行接口应用47

2.3.1 概述47

2.3.2 LPC2220内部UART模块51

2.3.3 实验目的与内容56

2.3.4 实验1分析57

2.3.5 实验1步骤与结果58

2.3.6 实验2分析59

2.3.7 实验2步骤与结果61

2.4 SPI串行接口应用62

2.4.1 概述62

2.4.2 LPC2220内部SPI模块64

2.4.3 实验目的与内容69

2.4.4 实验原理分析70

2.4.5 实验参考程序72

2.4.6 实验步骤与结果73

2.5 I2C串行总线应用73

2.5.1 概述73

2.5.2 I2C信号描述与数据传输75

2.5.3 LPC2220内部I2C模块77

2.5.4 I2C模块的使用83

2.6 附录——RS-232和RS-485标准88

2.6.1 RS-232标准88

2.6.2 RS-485标准91

第3章 存储器件95

3.1 存储器件概述95

3.1.1 ROM存储器95

3.1.2 RAM（随机访问存储器）96

3.2 EEPROM存储器件97

3.2.1 EEPROM概述97

3.2.2 CAT24WC16介绍97

3.2.3 实验内容102

3.2.4 实验原理分析102

3.2.5 实验参考程序106

3.2.6 实验步骤与结果107

3.3 SRAM存储器件107

3.3.1 SRAM概述107

3.3.2 IS61LV25616AL介绍108

3.3.3 实验内容110

3.3.4 实验原理分析110

3.3.5 实验参考程序111

3.3.6 实验步骤与结果112

3.4 Nor-Flash存储器件113

3.4.1 Nor-Flash概述113

3.4.2 SST39VF1601介绍113

3.4.3 实验内容119

3.4.4 实验原理分析119

3.4.5 实验参考程序122

3.4.6 实验1步骤与结果124

3.4.7 实验2步骤与结果124

3.5 Nand-Flash存储器件125

3.5.1 Nand-Flash概述125

3.5.2 K9F6408U0C介绍125

3.5.3 实验内容132

3.5.4 实验原理分析132

3.5.5 实验参考程序137

3.5.6 实验步骤与结果138

3.6 附录——Nor-Flash与Nand-Flash的比较138

第4章 时钟控制模块141

4.1 概述141

4.2 定时/计数器模块143

4.2.1 概述143

4.2.2 LPC2220的定时器模块144

4.2.3 实验目的与内容150

4.2.4 实验参考程序151

4.2.5 实验1步骤与结果154

4.2.6 实验2步骤与结果154

4.3 PWM模块155

4.3.1 概述155

4.3.2 LPC2220的PWM模块157

4.3.3 实验目的与内容165

4.3.4 实验参考程序165

4.3.5 实验步骤与结果166

4.4 实时时钟模块166

4.4.1 概述166

4.4.2 LPC2220的实时时钟模块167

4.4.3 实验目的与内容173

4.4.4 实验参考程序173

4.4.5 实验步骤与结果176

4.5 看门狗模块..1 77

4.5.1 概述177

4.5.2 LPC2220的看门狗模块177

4.5.3 实验目的与内容179

4.5.4 实验参考程序179

4.5.5 实验步骤与结果180

4.6 低功耗实验181

4.6.1 概述181

4.6.2 LPC2220中的功率控制182

4.6.3 实验目的与内容185

4.6.4 实验参考程序185

4.6.5 实验1步骤与结果187

4.6.6 实验2步骤与结果187

4.7 附录——中断功能187

4.7.1 中断的概念187

4.7.2 LPC2220中断功能的使用189

4.7.3 外部中断输入197

第5章 人机交互——输出接口202

5.1 概述202

5.2 数码管接口设计203

5.2.1 概述203

5.2.2 实验目的与内容206

5.2.3 实验原理分析206

5.2.4 实验参考程序209

5.2.5 实验步骤与结果209

5.3 LCD液晶接口设计210

5.3.1 概述210

5.3.2 液晶模块LM2068212

5.3.3 实验目的与内容226

5.3.4 实验原理分析226

5.3.5 实验参考程序228

5.3.6 实验步骤与结果229

5.4 发声电路设计230

5.4.1 概述230

5.4.2 实验目的与内容233

5.4.3 实验原理分析233

5.4.4 实验参考程序236

5.4.5 实验步骤与结果238

5.5 LED点阵显示屏238

5.5.1 概述238

5.5.2 实验目的与内容241

5.5.3 实验原理分析241

5.5.4 实验参考程序243

5.5.5 实验步骤与结果244

第6章 人机交互——输入接口246

6.1 串口输入/输出应用246

6.1.1 概述246

6.1.2 实验目的与内容247

6.1.3 实验原理分析247

6.1.4 实验参考程序251

6.1.5 实验步骤与结果253

6.2 键盘应用253

6.2.1 概述253

6.2.2 实验目的与内容258

6.2.3 实验原理分析258

6.2.4 实验参考程序261

6.2.5 实验步骤与结果262

6.3 触摸屏应用263

6.3.1 概述263

6.3.2 实验目的与内容268

6.3.3 实验原理分析268

6.3.4 实验参考程序274

6.3.5 实验步骤与结果275

6.4 附录——CH451功能及应用275

6.4.1 CH451概述275

6.4.2 CH451的键盘管理功能278

6.4.3 编码式键盘应用282

第7章 模/数与数/模转换287

7.1 D/A转换介绍288

7.1.1 D/A转换的原理288

7.1.2 D/A转换器的主要参数288

7.1.3 常用D/A转换器289

7.2 D/A转换器应用290

7.2.1 概述290

7.2.2 实验内容292

7.2.3 实验原理分析292

7.2.4 实验参考程序294

7.2.5 实验1步骤与结果295

7.2.6 实验2步骤与结果295

7.3 A/D转换介绍295

7.3.1 模拟信号的采集与处理295

7.3.2 A/D转换的原理299

7.3.3 A/D转换器的主要参数302

7.4 A/D转换器应用303

7.4.1 概述303

7.4.2 实验内容307

7.4.3 实验原理分析307

7.4.4 实验参考程序310

7.4.5 实验1步骤与结果311

7.4.6 实验2步骤与结果311

7.5 附录——几种常用的传感器312

第8章 μC/OS-II嵌入式操作系统314

8.1 嵌入式实时操作系统314

8.1.1 操作系统314

8.1.2 实时操作系统315

8.1.3 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统315

8.2 μC/OS-II的软件体系结构316

8.3 μC/OS-II的移植分析317

8.4 μC/OS-II在ARM7处理器上的移植320

8.4.1 文件OS_CPU.h的编写320

8.4.2 文件OS_CPU_C.c的编写321

8.4.3 文件OS_CPU_A.s的编写323

8.5 移植到LPC2220处理器上328

8.6 移植代码的测试329

8.6.1 确保程序无编译错误329

8.6.2 验证OSTaskStkInit()和OSStartHighRdy()函数329

8.6.3 验证OS_TASK_SW()函数330

8.6.4 验证OSIntCtxSw()和OSTickISR()函数331

8.7 μC/OS-II操作系统实验332

8.7.1 创建一个简单的任务332

8.7.2 任务间的消息通信332

第9章 电机控制335

9.1 电机概述335

9.1.1 直流电机335

9.1.2 步进电机336

9.2 直流电机控制338

9.2.1 直流电机的驱动338

9.2.2 使用实例340

9.3 步进电机控制343

9.3.1 步进电机的驱动方式343

9.3.2 步进电机的驱动电路344

9.3.3 应用实例345

参考文献349

本书从应用角度出发，在《ARM嵌入式应用技术基础》一书中对嵌入式概念、ARM的体系结构、开发环境、LPC2220处理器等知识进行介绍的基础上，讲述了一些常见接口模块的设计。为了配合初学者学习，本书配套了相应的学习实验板和教学实验箱，有关更复杂的接口设计参见后续书籍。本书结合嵌入式技术在工业控制领域、无线通信领域、智能仪器仪表开发等相关场合的应用，在其中选取了六大常见应用，以LPC2220（ARM7）处理器为基础，构造其接口电路，实现其驱动程序。这六大应用包括：串行通信、存储器操作、时钟模块应用、人机输入/输出接口、A/D与D/A转换、电机控制，这些知识在嵌入式系统中应用得相当普遍。本书通过多个范例对相关知识进行了有针对性的深入分析和详细解说，并构建了相应的模块，使得读者在深刻理解的同时又掌握了实际动手能力和相关技巧。本书的第8章就嵌入式实时操作系统μC/OS-II作了重点阐述，并对独自开发的操作系统移植代码作了重点剖析。本书内容丰富，深入浅出，实用性强，适合作为高等院校嵌入式系统相关专业的培训教材和教学参考用书。另外，本书对嵌入式有关技术作了比较全面的归纳和个人总结，也适合有一定嵌入式系统设计和开发工作经验的专业技术人员使用。

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