嵌入式微处理器程序设计：从Arduino到ARM9787115593986

唐光义：

男，副教授，任教于哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院，主持并完成多个省级和校级的教学改革项目，主持并完成多个横向科研项目，出版教材一部，公开发表学术论文20余篇；具有多年从事嵌入式系统开发、分布式系统开发的实战经验，一直在一线教学岗位任教，对于当前学校的教学状态、学生能力素质培养和学生学习兴趣激发有比较全面的了解。

【章名目录】

01　初识ARM微处理器　1

02　Arduino Due简介　17

03　Arduino编程基础　32

04　基于Arduino的应用开发　53

05　ARM编程基础　76

06　Cortex-M3微处理器　96

07　Thumb-2指令集　114

08　PIO接口　141

09　异常处理　157

10　定时/计数器TC　182

11　UART　199

12　ADC　216

13　DAC　237

【详细目录】

01　初识ARM微处理器　1

1．1 ARM微处理器概述　1

1．1．1 ARM公司的发展历史　2

1．1．2 ARM微处理器的架构　3

1．1．3 ARM微处理器的特点　6

1．1．4 ARM微处理器的应用领域　6

1．2 ARM微处理器的开发工具　8

1．2．1 交叉编译环境　8

1．2．2 软件开发工具　9

1．2．3 硬件开发工具　12

1．3 ARM微处理器的开发方法简介　13

1．3．1 基于Arduino的应用开发　13

1．3．2 基于CMSIS的应用开发　14

思考与练习　16

02　Arduino Due简介　17

2．1 Arduino Due概述　17

2．2 功能特点　18

2．3 参数规格　19

2．4 硬件平台的结构　20

2．4．1 元件布局　20

2．4．2 连接器　20

2．4．3 跳线器　21

2．5 硬件电路的设计原理　21

2．5．1 微处理器电路　21

2．5．2 电源电路　23

2．5．3 复位电路　25

2．5．4 时钟源电路　25

2．5．5 LED显示电路　25

2．5．6 JTAG接口电路　26

2．5．7 SWD接口电路　26

2．5．8 电源扩展接口电路　27

2．5．9 I/O扩展接口电路　27

2．5．10 USB接口电路　28

2．5．11 USB转串口电路　29

2．5．12 擦除按键接口电路　30

2．5．13 TWI电路　30

2．5．14 SPI电路　30

思考与练习　31

03　Arduino编程基础　32

3．1 搭建Arduino开发环境　32

3．1．1 安装Arduino IDE　32

3．1．2 Arduino IDE结构　34

3．1．3 Arduino IDE的主界面　35

3．2 Arduino编程语言基础　39

3．2．1 语法符号　40

3．2．2 数据类型　41

3．2．3 常量与变量　42

3．2．4 控制结构　44

3．3 Arduino程序的结构　47

3．4 Arduino入门项目——Blink　48

3．4．1 实验材料　48

3．4．2 硬件电路　48

3．4．3 连接硬件电路并安装驱动　48

3．4．4 编辑程序　50

3．4．5 设置开发板及串行通信接口　50

3．4．6 编译程序　51

3．4．7 下载并运行程序　51

思考与练习　52

04　基于Arduino的应用开发　53

4．1 数字量I/O　53

4．1．1 数字量I/O函数　53

4．1．2 编程实验：键控流水灯　54

4．2 模拟量I/O　56

4．2．1 模拟量输入函数　56

4．2．2 编程实验：光强度自动报警系统　57

4．2．3 模拟量输出函数　58

4．2．4 编程实验：简易调色LED灯　59

4．2．5 编程实验：三角波发生器　61

4．3 串行通信　61

4．3．1 串行通信接口函数　62

4．3．2 编程实验：回音壁　66

4．4 中断处理　67

4．4．1 中断处理函数　67

4．4．2 编程实验：键控LED灯　68

4．4．3 编程实验：中断方式的回音壁　69

4．4．4 编程实验：控制中断　70

4．5 其他功能函数　72

4．5．1 时间函数　72

4．5．2 高级I/O操作函数　72

4．5．3 编程实验：测量程序的执行时间　73

4．5．4 编程实验：74HC595芯片驱动多路LED灯　74

思考与练习　75

05　ARM编程基础　76

5．1 ARM编程与Arduino编程的比较　76

5．1．1 Arduino编程的局限性　76

5．1．2 Arduino引脚　77

5．2 ARM开发工具概述　78

5．2．1 MDK概述　78

5．2．2 ULINK 2概述　81

5．3 ARM编程入门向导　81

5．3．1 MDK环境简介　81

5．3．2 简单工程示例　86

思考与练习　95

06　Cortex-M3微处理器　96

6．1 Cortex-M3微处理器内核　96

6．1．1 Cortex-M3微处理器内核简介　98

6．1．2 三级流水线　99

6．1．3 总线系统　100

6．2 Cortex-M3微处理器工作模式和访问级别　101

6．3 Cortex-M3寄存器组成　103

6．3．1 通用寄存器R0～R12　103

6．3．2 通用寄存器R13　104

6．3．3 通用寄存器R14　104

6．3．4 通用寄存器R15　105

6．3．5 特殊功能寄存器　105

6．4 存储器系统　109

6．4．1 存储器映射　109

6．4．2 位带操作　110

6．4．3 非对齐数据传送　113

思考与练习　113

07　Thumb-2指令集　114

7．1 Thumb-2指令集概述　114

7．2 寻址方式　116

7．3 Thumb-2指令集分类　121

7．4 Thumb-2常用指令详细介绍　122

7．4．1 数据传送指令　122

7．4．2 存储器访问指令　123

7．4．3 算术运算指令　126

7．4．4 逻辑运算指令　130

7．4．5 比较和测试指令　13