轻松玩转ARM Cortex-M3微控制器

基础篇

第1章　LPC178x系列微控制器概述

1.1CortexM3处理器概述

1.1.1CortexM3配置选项

1.1.2LPC178x/177x系列微控制器型号与分类

1.1.3LPC178x/177x系列微控制器主要特点

1.1.4LPC178x/177x系列微控制器结构概述

1.1.5LPC178x/177x系列微控制器存储器映射

1.1.6片上存储器

1.1.7片上外设及基址

1.2CMSIS软件接口标准

1.2.1CMSIS层与软件架构

1.2.2CMSIS文件结构

第2章　开发工具概述

2.1常用开发工具概览

基础篇

第1章　LPC178x系列微控制器概述

1.1CortexM3处理器概述

1.1.1CortexM3配置选项

1.1.2LPC178x/177x系列微控制器型号与分类

1.1.3LPC178x/177x系列微控制器主要特点

1.1.4LPC178x/177x系列微控制器结构概述

1.1.5LPC178x/177x系列微控制器存储器映射

1.1.6片上存储器

1.1.7片上外设及基址

1.2CMSIS软件接口标准

1.2.1CMSIS层与软件架构

1.2.2CMSIS文件结构

第2章　开发工具概述

2.1常用开发工具概览

2.1.1RealView MDK开发环境

2.1.2IAR EWARM开发环境

2.1.3JLink仿真器

2.1.4ULINK2仿真器

2.2LPC1788评估板简述

2.2.1开发板概览

2.2.2开发板外设接口I/O分配

2.3RealView MDK开发环境快速入门

2.3.1工程项目的建立

2.3.2工程项目的配置

2.3.3编写演示代码

2.3.4工程项目的编译

2.3.5程序下载与调试

2.4IAR开发环境快速入门

2.4.1IAR工程项目的快速建立

2.4.2编译和链接应用程序

2.4.3仿真调试

入门篇

第3章　GPIO端口应用

3.1I/O端口配置概述

3.1.1I/O端口配置描述

3.1.2I/O端口控制寄存器功能描述

3.2GPIO端口概述

3.2.1引脚描述

3.2.2GPIO寄存器描述

3.3GPIO及I/O配置常用库函数

3.3.1GPIO端口库函数功能详解

3.3.2引脚连接配置库函数功能详解

3.4GPIO端口应用实例

3.4.1设计目标

3.4.2硬件电路设计

3.4.3实例软件设计

3.5实例总结

第4章　实时时钟应用

4.1实时时钟（RTC）概述

4.1.1RTC基本配置

4.1.2RTC引脚描述

4.2RTC寄存器描述

4.2.1RTC中断

4.2.2混合寄存器组

4.2.3完整时间寄存器组

4.2.4时间计数器组

4.2.5通用寄存器组

4.2.6报警寄存器组

4.3RTC常用库函数

4.4RTC应用实例

4.4.1设计目标

4.4.2硬件电路设计

4.4.3实例软件设计

4.5实例总结

第5章　定时器应用

5.1定时器（Timer）概述

5.1.1定时器的基本配置

5.1.2定时器的引脚描述

5.2Timer寄存器描述

5.2.1中断寄存器

5.2.2定时器控制寄存器

5.2.3定时器/计数器

5.2.4预分频寄存器

5.2.5预分频计数器

5.2.6匹配控制寄存器

5.2.7匹配寄存器0～

5.2.8捕获寄存器0～

5.2.9捕获控制寄存器

5.2.10外部匹配寄存器

5.2.11计数控制寄存器

5.2.12DMA操作

5.3Timer常用库函数

5.4Timer应用实例

5.4.1设计目标

5.4.2硬件电路设计

5.4.3实例软件设计

5. 5实例总结

第6章　模/数转换器应用

6.1模/数转换器（ADC）概述

6.1.1ADC的基本配置

6.1.2ADC的引脚描述

6.1.3ADC的操作

6.2ADC寄存器描述

6.2.1ADC控制寄存器

6.2.2ADC全局数据寄存器

6.2.3ADC中断使能寄存器

6.2.4ADC数据寄存器0～

6.2.5ADC状态寄存器

6.2.6ADC调节寄存器

6.3ADC常用库函数

6.4ADC应用实例

6.4.1设计目标

6.4.2硬件电路设计

6.4.3实例软件设计

6. 5实例总结

第7章　数/模转换器应用

7.1数/模转换器（DAC）概述

7.1.1DAC的基本配置

7.1.2DAC的引脚描述

7.1.3DAC的操作

7.2DAC寄存器描述

7.2.1D/A转换器寄存器

7.2.2D/A转换器控制寄存器

7.2.3D/A转换器计数器值寄存器

7.3常用库函数

7.3.1DAC驱动库

7.3.2通用DMA控制器常用库函数

7.4DAC应用实例

7.4.1设计目标

7.4.2硬件电路设计

7.4.3实例软件设计

7. 5实例总结

第8章　脉宽调制器应用

8.1脉宽调制器（PWM）概述

8.1.1脉宽调制器的基本配置

8.1.2脉宽调制器的引脚描述

8.1.3单沿和双沿控制规则的采样波形

8.2PWM寄存器描述

8.2.1PWM中断寄存器

8.2.2PWM定时器控制寄存器

8.2.3PWM计数控制寄存器

8.2.4PWM定时器/计数器

8.2.5PWM预分频寄存器

8.2.6PWM预分频计数器寄存器

8.2.7PWM匹配控制寄存器

8.2.8PWM匹配寄存器

8.2.9PWM捕获控制寄存器

8.2.10PWM捕获寄存器

8.2.11PWM控制寄存器

8.2.12PWM锁存使能寄存器

8.3PWM常用库函数

8.4PWM应用实例

8.4.1设计目标

8.4.2硬件电路设计

8.4.3实例软件设计

8. 5实例总结

第9章　电机控制脉宽调制器应用

9.1电机控制脉宽调制器概述

9.1.1电机控制脉宽调制器的基本配置

9.1.2电机控制脉宽调制器的引脚描述

9.2电机控制脉宽调制器寄存器描述

9.2.1MCPWM控制寄存器

9.2.2MCPWM捕获控制寄存器

9.2.3MCPWM中断寄存器

9.2.4MCPWM计数控制寄存器

9.2.5MCPWM定时器/计数器0～2寄存器

9.2.6MCPWM界限0～2寄存器

9.2.7MCPWM匹配0～2寄存器

9.2.8MCPWM死区时间寄存器

9.2.9MCPWM通信格式寄存器

9.2.10MCPWM捕获寄存器

9.3MCPWM的应用操作

9.3.1脉宽调制

9.3.2映射寄存器和同时更新

9.3.3快速中止（ABORT）

9.3.4捕获事件

9.3.5外部事件计数（计数器模式）

9.3.6三相直流模式

9.3.7三相交流模式

9.3.8中断源

9.4MCPWM常用库函数

9.5MCPWM应用实例

9.5.1设计目标

9.5.2硬件电路设计

9.5.3实例软件设计

9. 6实例总结

第10章　通用异步收发器应用

10.1通用异步收发器（UART）概述

10.1.1通用异步收发器的基本配置

10.1.2通用异步收发器的引脚描述

10.2UART寄存器描述

10.2.1UARTn接收缓冲寄存器(RBR)

10.2.2UARTn发送保持寄存器(THR)

10.2.3UARTn除数锁存器LSB/MSB寄存器(DLL,DLM)

10.2.4UARTn中断使能寄存器(IER)

10.2.5UARTn中断标识寄存器(IIR)

10.2.6UARTn FIFO控制寄存器(FCR)

10.2.7UARTn线控制寄存器(LCR)

10.2.8UARTn Modem控制寄存器(MCR)

10.2.9UARTn线状态寄存器(LSR)

10.2.10UARTn Modem状态寄存器(MSR)

10.2.11UARTn高速缓存寄存器(SCR)

10.2.12UARTn自动波特率控制寄存器(ACR)

10.2.13UARTn分数分频器寄存器(FDR)

10.2.14UARTn发送使能寄存器(TER)

10.2.15UARTn的RS485控制寄存器(RS485CTRL)

10.2.16UARTn的RS485地址匹配寄存器(RS485ADRMATCH)

10.2.17UARTn的RS485延时值寄存器(RS485DLY)

10.2.18UART4过采样寄存器OSR

10.2.19UART4智能卡接口控制寄存器SCICTRL

10.2.20UART4同步模式控制寄存器(SYNCCTRL)

10.2.21UART4 IrDA控制寄存器

10.3UART常用库函数

10.4UART应用实例

10.4.1设计目标

10.4.2硬件电路设计

10.4.3实例软件设计

10.5实例总结

第11章　串行同步端口控制器应用

11.1串行同步端口概述

11.1.1串行同步端口基本配置

11.1.2串行同步端口的引脚描述

11.2SSP寄存器描述

11.2.1SSPn 控制寄存器0（CR0）

11.2.2SSPn 控制寄存器1（CR1）

11.2.3SSPn数据寄存器（DR）

11.2.4SSPn状态寄存器（SR）

11.2.5SSPn时钟预分频寄存器（CPSR）

11.2.6SSPn中断使能置位/清零寄存器（IMSC）

11.2.7SSPn原始中断状态寄存器（RIS）

11.2.8SSPn 使能中断状态寄存器（MIS）

11.2.9 SSPn中断清零寄存器（ICR）

11.2.10SSPn DMA控制寄存器（CMACR）

11.3SSP常用库函数

11.4SSP外设应用实例

11.4.1设计目标

11.4.2硬件电路设计

11.4.3实例软件设计

11. 5实例总结

第12章　I2S数字音频接口应用

12.1I2S总线接口概述

12.1.1I2S总线接口的基本配置

12.1.2I2S接口的引脚描述

12.2I2S寄存器描述

12.2.1数字音频输出寄存器（I2SDAO）

12.2.2数字音频输入寄存器（I2SDAI）

12.2.3发送缓冲寄存器（I2STXFFO）

12.2.4接收缓冲寄存器（I2SRXFIFO）

12.2.5状态反馈寄存器（I2SSTATE）

12.2.6DMA配置寄存器1（I2SDMAI）

12.2.7DMA配置寄存器2（I2SDMA2）

12.2.8中断请求控制寄存器（I2SIRQ）

12.2.9发送时钟速率寄存器(I2STXRATE)

12.2.10接收时钟速率寄存器（I2SRXRATE）

12.2.11发送时钟位速率寄存器（I2STXBITRATE）

12.2.12接收时钟位速率寄存器(I2SRXBITRATE)

12.2.13发送模式控制寄存器(I2STXMODE)

12.2.14接收模式控制寄存器(I2SRXM0DE)

12.3I2S常用库函数

12.4I2S数字音频接口播放器应用实例

12.4.1设计目标

12.4.2硬件电路设计

12.4.3实例软件设计

12.5实例总结

第13章　SD卡接口应用

13.1SD卡接口概述

13.1.1SD卡接口的基本配置

13.1.2SD卡接口的引脚描述

13.2SD卡接口寄存器描述

13.2.1电源控制寄存器（MCOPower）

13.2.2时钟控制寄存器（MCIClock）

13.2.3参数寄存器（MCIArgument）

13.2.4命令寄存器(MCICommand)

13.2.5命令响应寄存器（MCIRespCommand）

13.2.6响应寄存器0～3（MCIResponse0～3）

13.2.7数据定时器寄存器

13.2.8数据长度寄存器(MCIDataLength)

13.2.9数据控制寄存器（MCIDataCtrl）

13.2.10数据计数器寄存器（MCIDataCnt）

13.2.11状态寄存器（MCIStatus）

13.2.12清零寄存器（MCIClear）

13.2.13中断屏蔽寄存器（MCIMask）

13.2.14FIFO计数器寄存器（MCIFifoCnt）

13.2.15数据FIFO寄存器（MCIFIFO）

13.3SD卡接口的常用库函数

13.4基于SD卡接口的文件系统实例

13.4.1设计目标

13.4.2硬件电路设计

13.4.3实例软件设计

13. 5实例总结

第14章　LCD控制器与触摸应用

14.1LCD控制器概述

14.1.1LCD上电与掉电顺序

14.1.2LCD控制器的基本配置

14.1.3LCD控制器的引脚描述

14.2LCD控制器寄存器描述

14.2.1LCD配置和计时控制寄存器（LCD_CFG）

14.2.2水平时序控制寄存器（LCD_TIMH）

14.2.3垂直时序控制寄存器（LCD_TIMV）

14.2.4时钟与信号极性控制寄存器（LCD_POL）

14.2.5线端控制寄存器（LCD_LE）

14.2.6上面板帧基址寄存器（LCD_UPBASE）

14.2.7下面板帧基址寄存器（LCD_LPBASE）

14.2.8LCD控制寄存器（LCD_CTRL）

14.2.9中断屏蔽寄存器（LCD_INTMSK）

14.2.10原始中断屏蔽寄存器（LCD_INTRAW）

14.2.11中断屏蔽状态寄存器（LCD_INTSTAT）

14.2.12中断清零寄存器（LCD_INTCLR）

14.2.13上面板当前地址寄存器（LCD_UPCURR）

14.2.14下面板当前地址寄存器（LCD_LPCURR）

14.2.15彩色调色板寄存器（LCD_PAL）

14.2.16光标图像寄存器（CRSR_IMG）

14.2.17光标控制寄存器（CRSR_CTRL）

14.2.18光标配置寄存器（CRSR_CFG）

14.2.19光标调色板寄存器0（CRSR_PAL0）

14.2.20光标调色板寄存器1（CRSR_PAL1）

14.2.21光标XY位置寄存器（CRSR_XY）

14.2.22光标剪裁位置寄存器

14.2.23光标中断屏蔽寄存器（CRSR_INTMSK）

14.2.24光标中断清零寄存器（CRSR_INTCLR）

14.2.25光标原始中断状态寄存器（CRSR_INTRAW）

14.2.26光标中断屏蔽状态寄存器（CRSR_INTSTAT）

14.3LCD控制器的常用库函数

14.4LCD控制器应用实例

14.4.1设计目标

14.4.2硬件电路设计

14.4.3文字显示实例软件设计

14.4.4触摸屏校准实例软件设计

14.5实例总结

第15章　以太网接口应用

15.1以太网接口概述

15.1.1以太网模块的内部结构与特性

15.1.2以太网数据包

15.1.3以太网接口的基本配置

15.1.4以太网接口的引脚描述

15.2以太网接口寄存器描述

15.2.1MAC寄存器组

15.2.2控制寄存器组

15.2.3接收过滤寄存器组

15.2.4模块控制寄存器组

15.2.5描述符与状态

15.3以太网接口的常用库函数

15.4以太网接口应用实例

15.4.1设计目标

15.4.2硬件电路设计

15.4.3简易网页浏览实例软件设计

15.4.4μIP实例软件设计

15.5实例总结

进阶篇

第16章　嵌入式实时操作系统μC/OSII的移植与应用

16.1嵌入式系统μC/OSII概述

16.1.1μC/OSII系统特点

16.1.2μC/OSII系统内核

16.1.3任务管理

16.1.4时间管理

16.1.5任务之间的通信与同步

16.1.6内存管理

16.2如何在LPC1788微处理器上移植μC/OSII系统

16.2.1移植μC/OSII系统必须满足的条件

16.2.2初识μC/OSII嵌入式系统

16.2.3重提μC/OSII嵌入式系统移植要点

16.3应用实例

16.3.1设计目标

16.3.2硬件电路设计

16.3.3μC/OSII系统软件设计

16.4实例总结

第17章　LwIP移植与应用实例

17.1以太网概述

17.1.1以太网的网络传输介质

17.1.2以太网数据帧格式

17.1.3嵌入式系统的以太网协议

17.2LwIP协议栈概述

17.2.1LwIP协议栈的整体架构和进程模型

17.2.2LwIP协议栈的API接口

17.2.3LwIP内存管理

17.3LwIP协议栈基于μC/OSII系统的移植

17.3.1LwIP协议栈的源文件结构

17.3.2LwIP协议栈的移植

17.4应用实例

17.4.1设计目标

17.4.2系统软件设计

17.5实例总结

第18章　嵌入式实时操作系统FreeRTOS应用

18.1嵌入式系统FreeRTOS概述

18.1.1FreeRTOS系统的特点

18.1.2FreeRTOS系统的任务管理

18.1.3FreeRTOS系统的队列管理

18.1.4FreeRTOS系统的信号量

18.1.5FreeRTOS系统的资源管理

18.1.6FreeRTOS系统的内存管理

18.1.7联合程序

18.2如何在LPC1788微控制上器移植FreeRTOS系统

18.2.1初识FreeRTOS嵌入式系统

18.2.2FreeRTOS系统的移植

18.2.3FreeRTOS系统的可配置参数项

18.3FreeRTOS应用实例

18.4实例总结

第19章　嵌入式图形系统μC/GUI的移植与应用

19.1嵌入式图形系统μC/GUI

19.1.1μC/GUI系统的软件结构

19.1.2文本显示

19.1.3数值显示

19.1.42D图形库

19.1.5字体

19.1.6颜色

19.1.7存储设备

19.1.8视窗管理器

19.1.9窗口对象

19.1.10对话框

19.1.11抗锯齿

19.1.12输入设备

19.1.13时间函数

19.2μC/GUI系统的移植

19.2.1初识μC/GUI系统

19.2.2细说μC/GUI系统的移植

19.2.3μC/GUI系统的触摸屏驱动

19.2.4μC/OSII系统环境下支持μC/GUI系统

19.3设计目标

19.4系统软件设计

19.5实例总结

第20章　嵌入式实时操作系统μC/OSIII的移植与应用

20.1嵌入式系统μC/OSIII概述

20.1.1μC/OSIII系统的特点

20.1.2代码的临界段

20.1.3任务管理

20.1.4任务就绪表

20.1.5任务调度

20.1.6上下文切换

20.1.7时间管理

20.1.8资源管理

20.1.9信号量

20.1.10事件标志组

20.1.11消息传递

20.1.12内存管理

20.2如何在LPC1788处理器上移植μC/OSIII系统

20.2.1移植μC/OSIII系统必须满足的条件

20.2.2初识μC/OSIII嵌入式系统

20.3设计目标

20.4μC/OSIII系统软件设计

20.5实例总结

参考文献

本书以ARM Cortex M3内核LPC1788微控制器为讲述对象，分成基础篇、入门篇、进阶篇，覆盖了LPC1788微控制器基本外设应用、嵌入式实时操作系统μC/OS II、μC/OS III、FreeRTOS、TCP/IP协议栈LwIP、μIP，以及嵌入式图形系统μC/GUI的应用，软件与硬件兼顾，涉及理论但更偏重于实践。
　　全书共分为20章，所讲述的18个实例涵盖了最常用的外设以及典型的应用，实例设计中软件架构清晰，层次分明，跨平台可移植性强。
　　本书可作为高等院校计算机、电子信息工程、自动控制等专业本科生、研究生的嵌入式系统教材，也可供从事ARM和嵌入式软件开发的科研人员、从业人员和高等院校师生使用。