Mikrokontrolery z rdzeniem ARM od wielu lat budzą duże emocje - są one powszechnie spotykane w telefonach komórkowych, grach multimedialnych, nawigacjach samochodowych, routerach czy palmtopach. Są to układy charakteryzujące się wysoką wydajnością (m.in. 32-bitowy rdzeń) z wbudowanymi licznymi układami peryferyjnymi i, co wydaje się najważniejsze, są one oferowane przez wielu producentów (m.in. Atmel, Freescale, NXP, Texas Instruments). Ponieważ układy różnych producentów są zbudowane w oparciu o wspólny rdzeń, wiele narzędzi programowych (np. kompilatory) czy sprzętowych (np. interfejsy JTAG) jest wspólnych dla wielu rodzin mikrokontrolerów. W książce zawarto praktyczne wprowadzenie w świat programowania w języku C mikrokontrolerów z rdzeniem ARM7. Przykłady zawarte w książce pokazują sposób wykorzystywania zasobów wbudowanych w mikrokontrolery z rodziny LPC2000 firmy NXP, które są obecnie najpopularniejszymi układami stosowanymi przez konstruktorów.
Spis treści
Od autora.......................................................................................................................5
1. Rdzeń ARM7TDMI-S ............................................................................................... 7
1.1. Wstęp ....................................................................................................................8
1.2. Architektura RISC. Charakterystyka procesora ARM7TDMI-S ..........................8
1.3. Tryby ochrony procesora ....................................................................................11
1.4. Rejestry ...............................................................................................................13
1.5. Wyjątki procesora................................................................................................18
1.6. Lista instrukcji ARM ..........................................................................................20
2. Mikrokontrolery LPC213x/LPC214x .................................................................. 25
2.1. Wstęp ..................................................................................................................26
2.2. Porty wejścia-wyjścia (GPIO) oraz zasilanie mikrokontrolera ...........................28
2.3. Magistrale wewnętrzne mikrokontrolera ............................................................32
2.4. Przestrzeń adresowa mikrokontrolera. Kontroler pamięci MAM .......................34
2.5. Sygnał zegarowy i układ zerowania mikrokontrolera .........................................37
2.6. Przerwania zewnętrzne, tryby oszczędzania energii ...........................................40
3. Przykłady aplikacji .................................................................................................. 43
3.1. Najprostsza aplikacja mikrokontroleraLPC213x/214x .......................................44
3.2. Zestaw uruchomieniowy ZL9ARM ....................................................................46
4. Środowisko programistyczne................................................................................. 51
4.1. Wstęp ..................................................................................................................52
4.2. Instalacja oprogramowania .................................................................................52
4.3. Składniki projektu dla LPC21xx .........................................................................58
4.4. Automatyzacja kompilacji projektu za pomocą GNU make ...............................59
4.5. Skrypty linkera ....................................................................................................66
4.6. Programowanie pamięci Flash w mikrokontrolerach LPC21xx .........................70
4.7. Praca w środowisku Eclipse - pierwszy projekt .................................................73
4.8. Kilka słów o programie węża świetlnego ...........................................................76
5. Podstawowe urządzenia peryferyjne mikrokontrolera .................................. 79
5.1. Wstęp, start systemu............................................................................................80
5.2. Mapowanie pamięci, czyli rejestr MEMMAP ....................................................81
5.3. Konfiguracja pętli PLL oraz sygnałów zegarowych ...........................................82
5.4. Konfiguracja kontrolera pamięci MAM..............................................................85
5.5. Pozostałe elementy pliku startowego ..................................................................87
5.6. Detektor zaniku napięcia, wykrywanie przyczyny zerowania ............................90
5.7. Tryby oszczędzania energii .................................................................................92
6. Porty wejścia-wyjścia (GPIO) ............................................................................... 95
6.1. Wstęp ..................................................................................................................96
6.2. Budowa portów GPIO mikrokontrolerów LPC ..................................................96
6.3. Praktyczna obsługa portów ...............................................................................101
6.4. Obsługa wyświetlacza LCD ..............................................................................104
7. System przerwań mikrokontrolera .................................................................... 113
7.1. Wstęp ................................................................................................................114
7.2. Przerwania programowe....................................................................................114
7.3. Przerwania sprzętowe - kontroler przerwań VIC .............................................118
7.4. Przerwania "szybkie" FIQ.................................................................................119
7.5. Wektoryzowane przerwania IRQ ......................................................................120
7.6. Przerwania niewektoryzowane IRQ ..................................................................122
7.7. Obsługa przerwań w jednostce centralnej .........................................................122
7.8. Przerwania zewnętrzne EINT ...........................................................................124
7.9. Praktyczne zagadnienia dotyczące systemu przerwań ......................................126
8. Odmierzanie czasu - układy licznikowe ........................................................... 133
8.1. Wstęp ................................................................................................................134
8.2. Układy czasowo-licznikowe T0 i T1 ................................................................134
8.3. Układ PWM ......................................................................................................144
8.4. Zegar czasu rzeczywistego RTC .......................................................................151
8.5. Układ watchdog ................................................................................................158
9. Interfejsy szeregowe ............................................................................................... 163
9.1. Wstęp ................................................................................................................164
9.2. Porty szeregowe UART.....................................................................................164
9.3. Interfejs I2C .......................................................................................................177
9.4. Interfejs SPI.......................................................................................................185
10. Przetwarzanie sygnałów analogowych .............................................................. 199
10.1. Wstęp ................................................................................................................200
10.2. Przetworniki analogowo-cyfrowe .....................................................................200
10.3. Przetwornik cyfrowo-analogowy ......................................................................211
10.4. Biblioteka standardowa STDIO ........................................................................213
Literatura ................................................................................................................. 216
