轻松玩转ARMCortexM3微控制器基于LPC系列

　　《轻松玩转ARM Cortex M3微控制器 基于LPC1788系列》 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。

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
参考文献

　　ARM CortexM3是一种基于ARM7v架构的最新ARM内核，NXP公司的LPC178x/7x系列微控制器以性能强大的ARM CortexM3 版本r2p0为内核， 面向通信、工业、医疗、消费家电、汽车等领域，用于处理要求高集成度和低功耗嵌入式应用的32位RISC处理器。
　　目前，市面上有关LPC1788系列微控制器的图书为数不多，一般分为两种类型：一类基于μC/OSIII讲述嵌入式实时操作系统及外设应用，另一类则多针对各种外设接口介绍编程设计。很少有能够综合硬件与嵌入式系统软件设计，集各类综合应用于一体的。本书基于LPC178x/7x系列微控制器，既涉及基础理论，又涉及嵌入式系统软件设计，整体侧重于实践。内容分为基础篇、入门篇和进阶篇：基础篇主要介绍LPC1788微控制器分类与结构特点，RealView MDK、IAR EWARM的开发环境及其开发板；入门篇主要基于LPC1788微控制器的常用外设进行应用设计；重点为进阶篇，覆盖了嵌入式实时操作系统μC/OSII、μC/OSIII、FreeRTOS、TCP/IP协议栈LwIP、μIP，以及嵌入式图形系统μC/GUI，在介绍硬件编程设计与应用的同时，深化了基于系统软件层次架构下的应用，使读者迅速入门和提高。
　　本书的内容结构
　　全书共20章，划分为三大篇。各篇、章内容安排如下：
　　基础篇
　　第1章，简述基于ARM CortexM3内核的LPC178x/7x处理器的产品型号与分类、主要特点、外设配置、存储器映射等，此外还介绍了CMSIS软件接口标准，基于CMSIS架构的软件设计层次，为后续学习打好基础。
　　第2章，是开发工具入门介绍，讲述了开发工具软件环境RealView MDK、IAR EWARM、仿真器Jlink、ULINK2，以及本书配套实验LPC1788硬件开发平台，读者可以对常用开发工具及硬件平台有一入门性的了解。
　　入门篇
　　第3章，先从I/O配置与GPIO端口部分进行原理讲述，然后列举了两个简单的GPIO端口应用实例。
　　第4章，讲述RTC内部功能结构以及RTC应用实例。着重介绍RTC原理、相关寄存器与库函数功能、通过调用I/O引脚连接管理驱动库、RTC模块驱动库以及UART模块驱动库等，列举了两个简单的RTC应用实例。
　　第5章，讲述定时器的特点、结构、库函数，以及应用实例。着重介绍定时器外设的原理、相关寄存器与库函数功能、通过定时器外设驱动库以及UART模块驱动库等实现的两个定时器应用实例。
　　第6章，着重讲述ADC外设的基本原理、寄存器，以及库函数功能，详解调用其他公用模块驱动库实现两个ADC采样与转换实例的编程设计。
　　第7章，简述DAC外设的基本结构、寄存器，以及库函数功能，详述通过综合I/O引脚连接管理驱动库、定时器外设驱动库、DMA控制器驱动库、DAC驱动库实现DAC输出的应用。
　　第8章，简述PWM外设的基本结构、相关寄存器，以及库函数功能等，详解以I/O引脚连接管理驱动库、PWM外设驱动库为基础实现单双沿PWM信号的应用。
　　第9章，主要介绍MCPWM外设的基本结构、相关寄存器、库函数以及基本应用操作，以MCPWM外设驱动库为基础实现MCPWM信号的简单输出应用。读者可通过改良，快速实现三相直流或交流电机驱动。
　　第10章，主要介绍UART外设的基本结构、寄存器、库函数以及基本应用操作等，详解以UART外设驱动库为基础实现RS232和RS485标准数据通信的应用。
　　第11章，主要介绍SSP外设相关寄存器、库函数功能等，介绍基于SSP外设驱动库来设计SST25VF016B存储器的相关操作功能函数和实现串行存储器的简易操作。
　　第12章，主要介绍I2S外设的基本特性、寄存器和库函数。定义I2C总线接口对数字音频编解码UDA1380的硬件配置，I2S总线接口实现对既定义音频数据流的传送，实现了一个数字音频数据流演示传输的实例。
　　第13章，主要介绍MCI外设的基本特性、相关寄存器和库函数功能等。安排了基于SD卡的文件系统操作实例，实例软件设计基于应用层、中间件层、硬件底层的三层架构，对FATFS中间件层程序文件、文件系统的各种操作指令及存储介质I/O接口均作了详细的阐述。
　　第14章，介绍LCD控制器的基本特性、相关寄存器，并简单介绍一些库函数功能，演示了LCD控制器驱动7 in（英寸）TFT液晶屏以及触摸屏多点校准的例程。
　　第15章，讲述LPC178x微控制器以太网控制器接口的基本结构与特性、寄存器及库函数功能等，同时也介绍了以太网物理收发器LAN8720A的相关寄存器及配置方式，以及μIP协议栈的特点、架构、与底层的接口、移植重点等，通过两个应用实例演示采用以太网接口的网络通信，实例侧重于μIP协议栈的应用设计。
　　进阶篇
　　第16章，主要介绍嵌入式实时操作系统μC/OSII的内核体系结构和特点，并集中讲述μC/OSII嵌入式系统的移植要点，最后给出一个简易μC/OSII系统软件编程实例。通过实例展示了如何在μC/OSII系统中进行软件设计，其软件设计涉及的层次结构又是怎样的，以及μC/OSII系统任务的建立和启动方式。
　　第17章，是一个综合应用实例，以第15章为设计基础。首先介绍网络传输介质、以太网协议的数据帧格式、嵌入式系统的以太网协议等，紧接着详细介绍LwIP协议栈常用的API函数以及内存管理机制，并进一步介绍了基于μC/OSII系统环境的LwIP移植过程。
　　第18章，详细介绍FreeRTOS系统的特点、文件架构、移植步骤与要点，并通过一个简单的应用实例演示了FreeRTOS系统的运行。
　　第19章，是一个综合型应用实例，基于第14章LCD控制器进行软件设计。首先讲述嵌入式图形系统μC/GUI的系统架构、各模块的功能实现函数、系统移植步骤等，然后通过一个图形界面显示实例来演示如何在μC/OSII系统中构建μC/GUI图形用户接口及执行触点校准动作。
　　第20章，详细介绍嵌入式实时操作系统μC/OSIII的特点、内核、内核结构以及主要功能函数，并详细阐述了μC/OSIII系统基于CortexM3内核LPC1788微控制器的移植要点。
　　本书通过18个实例，由浅入深、点面结合，详细深入地阐述了LPC1788应用实例的开发与应用。这些应用实例典型、类型丰富、覆盖面广，涉及理论但更侧重于实践，代表性和指导性强。
　　本书特色
　　（1）　实例丰富、技术新潮。精选了18个应用实例，基础实例主要涉及理论讲述与简易设计，进阶应用实例偏重实践，综合实践指导性强。
　　（2） 全书实例以“硬件电路设计+软件设计”相结合的形式讲授，帮助读者掌握开发精要，学懂学透。
　　（3） 基础实例与进阶应用实例并举，软件设计架构分明、层次清晰，有利于跨开发平台移植，兼容性强。
　　本书实例全部在配套的LPC1788开发板上调试通过。该开发板很适合教学使用，同时也是很好的通用开发板。为促进读者更好地学习，加强互动，提供优惠购买图书配套开发板活动，有需要的读者可以在作者的淘宝网店（http：//sortwell.taobao.com）购买，也可以通过邮件（powenliu@yeah.net）联系作者本人。
　　本书的代码设计基本采用NXP公司官方公布的库函数，易于操作，使用方便。一般来说，软件模块化设计，主要面向大规模的用户群体以及项目群体，这也是一种最通用的设计；库函数的提供可作为软件设计正规化、规范化、模块化、系统化、承前继后、迭代更新的一种很重要的实现手段。这类库函数在嵌入式操作系统层面设计时适用性较好，可快速实现系统设计与硬件驱动层面的剥离。当然这也对驱动库函数的编写提出了更大的挑战：必须隔离性好，操作定位精确，冗余少，编码风格易懂。这里也必须说明自定义的寄存器型软件设计，它的针对性强，面向客户化需求，其操作时序、速度、效率较高，适合于快速应用、中小规模及裸机系统的固件设计，但不一定适合研发团队代码量很大的开发应用。尽管两种方式都有优缺点，但有一点不容置疑，无论采用哪种方式进行软件设计，硬件底层的设计最终都是针对寄存器的操作，包括但不仅限于配置、定义、修改等操作，它们的实现最终都需要精确到每个寄存器位的设置。
　　致谢
　　本书除参考文献提及的书籍与文献外，部分章节的编写参考了网络传播资源以及NXP公司提供的库函数及演示代码，未再一一列出这些资料的贡献者，在此一并感谢。
　　本书由刘波文编著。这里还要特别感谢黄红光、黄国灿、黄国铭、黄亮金、夏铁华、罗敏、程义育、丁磊、王磊、梁海峰、梁丹、聂静敏、毛文秀、何同芬、崔春艳、崔虎威、熊尉、孙岩、孙江波、陈秋宇、陈攀、陈明、李楠、毛青、张永明、易耀、吕帅、劳展杰、董琴、陶源、谢志强、汤砚侠、刘健等人参与了编写及资料收集工作。
　　由于涉及内容较多，加之知识有限，时间仓促，书中不足和错误之处在所难免，恳请专家和读者批评指正。
　　刘波文
　　2014年6月12日
　　于深圳