LPC1100系列處理器原理及套用

《LPC1100系列處理器原理及套用》是2011年10月電子工業出版社出版的圖書，作者是桂電-豐寶聯合實驗室。

基本介紹

• 書名：LPC1100系列處理器原理及套用
• 作者：桂電-豐寶聯合實驗室
• ISBN：9787121148484
• 頁數：256頁
• 定價：36.0元
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2011年10月
• 裝幀：平裝
• 開本：16開

內容簡介

本書從基礎的理論知識到實際的套用，詳細介紹了LPC1100系列處理器的結構、指令、接口和套用開發實例等，是讀者學習Cortex-M0套用開發的基礎入門教程。

全書共分5個部分，分別為：（1）嵌入式系統及ARM處理器的概述，Cortex?M0處理器的特點和技術規範；（2）LPC1100系列處理器的硬體結構和指令系統，包括LPC1100系列處理器基本結構、匯流排結構、存儲器管理、暫存器組織、系統配置、電源管理、串列線調試、最小系統、Cortex?M0常用的指令集和定址方式；（3）IAR公司的 EWARM集成開發環境；（4）中斷系統與LPC1100接口技術，詳細介紹通用I/O口、定時/計數器、串列匯流排（UART、SPI、I2C和CAN）、A/D轉換器；（5）基於LPC1100系列處理器的綜合套用實例，介紹了SPI Flash存儲器的讀寫、波形發生器的設計、矩陣鍵盤與顯示、溫度採集4個套用開發實例。本書的所有例程均已在上海豐寶電子信息科技有限公司開發的LINPO-PS-LPC11xx實驗平台測試通過，該平台可與本書配合使用。

圖書目錄

第1章 嵌入式系統概述

1.1 嵌入式系統

1.1.1 嵌入式系統的定義

1.1.2 嵌入式系統的特點

1.1.3 嵌入式實時作業系統概述

1.2 嵌入式處理器

1.2.1 嵌入式處理器的分類

1.2.2 ARM微處理器

1.2.3 Cortex-M0處理器

習題1

第2章 LPC1100系列處理器的硬體結構

2.1 LPC1100系列處理器的簡介

2.1.1 LPC1100系列處理器的特點

2.1.2 LPC1110系列處理器基本結構

2.1.3 引腳描述

2.2 匯流排結構

2.3 存儲器管理

2.3.1 LPC1100系列處理器存儲器地址映射

2.3.2 異常向量表及其重映射

2.3.3 Boot ROM

2.4 暫存器組織

2.4.1 通用暫存器

2.4.2 特殊功能暫存器

2.5 系統配置

2.5.1 時鐘與PLL配置

2.5.2 外圍電路復位配置

2.6 電源管理

2.6.1 系統工作模式

2.6.2 電源管理單元及其他相關暫存器

2.6.3 節電工作模式的配置

2.7 串列線調試（SWD）

2.7.1 串列線調試概述

2.7.2 串列線調試的連線

2.8 LPC1100最小系統

2.8.1 電源系統

2.8.2 復位系統

2.8.3 調試接口和ISP

2.8.4 時鐘系統

習題2

第3章 Cortex-M0指令系統

3.1 Cortex-M0指令概述

3.2 Cortex-M0定址方式

3.2.1 立即定址

3.2.2 暫存器定址

3.2.3 暫存器間接定址

3.2.4 基址加變址定址

3.2.5 多暫存器定址

3.2.6 暫存器移位定址

3.2.7 相對定址

3.2.8 堆疊定址

3.3 Cortex-M0常用指令集

3.3.1 存儲器訪問指令

3.3.2 通用數據處理指令

3.3.3 跳轉與控制指令

3.3.4 綜合指令

3.4 彙編應用程式舉例

3.4.1 分支程式

3.4.2 循環程式

3.4.3 子程式調用

3.4.4 查表法

3.4.5 彙編語言與C/C++的混合編程

習題3

第4章 IAR集成開發環境套用

4.1 IAR EWARM集成開發環境與仿真工具

4.1.1 IAR EWARM軟體的特點

4.1.2 仿真工具的介紹

4.2 基於LINPO-PS-LPC11xx實驗環境的搭建

4.2.1 LINPO-PS-LPC11xx實驗平台概述

4.2.2 J-Link仿真器的物理連線與驅動安裝

4.3 工程的創建、編譯與連線

4.3.1 在IAR EWARM生成項目

4.3.2 在IAR EWARM編譯項目

4.3.3 在IAR EWARM連線項目

4.4 IAR C-SPY調試器

4.4.1 C-SPY調試器的啟動

4.4.2 視窗介紹

4.4.3 斷點的設定

4.4.4 其他功能

4.5 C語言與彙編語言混合編程模式

習題4

第5章 LPC1100系列處理器中斷控制系統

5.1 NVIC概述

5.2 中斷控制過程

5.2.1 異常類型及中斷向量表

5.2.2 中斷輸入及掛起行為

5.2.3 中斷優先權

5.2.4 中斷回響及返回過程

5.3 中斷源及NVIC相關暫存器

5.3.1 中斷源

5.3.2 NVIC相關暫存器

5.4 Cortex微控制器軟體接口標準（CMSIS）中的NVIC編程

習題5

第6章 LPC1100系列處理器I/O口配置及其套用

6.1 I/O口的配置

6.1.1 I/O口的引腳模式

6.1.2 I/O口的配置

6.1.3 I/O配置示例

6.2 GPIO口結構及功能

6.2.1 GPIO口的結構特點

6.2.2 GPIO口的配置

6.2.3 GPIO套用示例

習題6

第7章 LPC1100系列處理器定時/計數器及其套用

7.1 定時/計數器

7.1.1 定時/計數器概述

7.1.2 定時/計數器的配置

7.1.3 定時/計數器套用示例

7.2 系統節拍定時器

7.2.1 系統節拍定時器概述

7.2.2 系統節拍定時器的配置

7.2.3 系統節拍定時器套用示例

7.3 看門狗定時器

7.3.1 看門狗定時器概述

7.3.2 看門狗定時器的配置

7.3.3 看門狗定時器套用示例

習題7

第8章 LPC1100系列處理器串列匯流排通信及其套用

8.1 UART串口通信

8.1.1 UART概述

8.1.2 UART接口電路

8.1.3 UART功能暫存器

8.1.4 UART接口配置

8.1.5 接口函式

8.2 SPI接口

8.2.1 概述

8.2.2 SPI接口電路

8.2.3 SPI功能暫存器

8.2.4 SPI接口配置

8.2.5 接口函式

8.3 I2C匯流排

8.3.1 I2C概述

8.3.2 I2C接口電路

8.3.3 I2C功能暫存器

8.3.4 I2C接口配置

8.3.5 接口函式

8.4 CAN匯流排

8.4.1 CAN概述

8.4.2 CAN接口電路

8.4.3 CAN功能暫存器描述

8.4.4 CAN接口配置

8.4.5 接口函式

習題8

第9章 LPC1100系列處理器A/D轉換器及其套用

9.1 概述

9.1.1 A/D轉換器的分類

9.1.2 A/D轉換器的主要性能指標

9.1.3 LPC1100系列處理器A/D轉換器特性

9.2 A/D轉換器接口電路

9.3 A/D轉換器功能暫存器描述

9.3.1 暫存器總匯

9.3.2 暫存器描述

9.4 A/D轉換器配置

9.4.1 A/D時鐘配置

9.4.2 A/D中斷配置

9.5 套用例程

9.5.1 A/D初始化

9.5.2 A/D數據採集

9.5.3 A/D中斷服務程式

9.5.4 A/D轉換主函式

習題9

第10章 LPC1100系列處理器套用開發實踐

10.1 SPI Flash存儲器的讀寫

10.1.1 W25X系列Flash存儲器簡介

10.1.2 W25X系列Flash存儲器功能描述

10.1.3 W25X系列Flash存儲器的套用

10.2 波形發生器的設計

10.2.1 程式流程

10.2.2 波形發生器的實現

10.3 矩陣鍵盤與顯示

10.3.1 矩陣鍵盤掃描

10.3.2 按鍵掃描

10.3.3 鍵盤工作方式

10.4 溫度採集

10.4.1 LM75A的功能介紹

10.4.2 LM75A的工作模式

10.4.3 LM75A套用

習題10

附錄A LPC1100系列晶片各封裝引腳圖

附錄B Cortex-M0指令系統

附錄C LPC1100微處理器彙編啟動代碼

附錄D LINPO-PS-LPC11xx實驗平台電路圖

參考文獻

前言

隨著我國信息化建設的不斷發展，嵌入式技術成為發展最快、套用最廣、最有前景的技術之一，嵌入式設備也不斷套用到人們生活的各個領域，如電信、醫療、汽車電子、安全和消費等。廣闊的套用前景導致了巨大的人才需求，據國內人才網統計，嵌入式工程師憑藉其旺盛的需求榮登IT職場人氣排行榜榜首，社會各界也對嵌入式人才的就業前景非常看好。

面對嵌入式系統如火如荼的發展形勢，業界掀起了嵌入式系統理論和套用開發的學習熱潮，各大高校也開設了相關課程。“桂電?豐寶聯合實驗室”在合作開發嵌入式教學平台的基礎上，相繼出版了嵌入式系列教材“ARM原理與嵌入式套用——基於LPC2400系列處理器和IAR開發環境”、“基於LPC3250的嵌入式Linux系統開發”。本書是“桂電-豐寶聯合實驗室”長期合作的又一成果，本書以LPC1100系列處理器為例，介紹Cortex-M0處理器的工作原理與套用開發。

Cortex-M0是ARM公司為了占領單片機市場而推出的一款極具競爭力的MCU，該處理器是市場上現有的最小、功耗最低、最節能的具有32位架構性能的ARM處理器。與素有“體積小、功耗低、簡單易學、性能價格比高”的8051單片機相比，Cortex-M0的價格與之相當，但體積更小，功耗更低，性能更強，學習難度也與8051相當，因此，該款處理器極其適合作為入門級的首選。目前已有多家公司獲得Cortex-M0處理器授權，比如新唐科技、NXP（恩智浦）等。其中，NXP的LPC1100系列處理器以其低功耗和高性能等特性，在Cortex-M0產品中占有較大市場份額。

本書從基礎理論知識到實際套用，詳細介紹了LPC1100系列處理器的結構、指令、接口和中斷等，是讀者學習Cortex-M0套用開發的基礎入門教程。同時，實踐是嵌入式系統課程的重要環節，缺乏實踐的嵌入式系統課程是紙上談兵。為了便於讀者揣摩研習，本書的所有例程均已在上海豐寶電子信息科技有限公司開發的基於LPC1100系列處理器的實驗平台——LINPO-PS-LPC11xx實驗平台測試過，該平台可與本書配合使用。

本書圍繞著NXP的LPC1100系列處理器及套用開發展開，共10章，5個部分，包括嵌入式系統概述、LPC1100硬體結構和指令系統、IAR EWARM集成開發環境、LPC1100接口技術與中斷、基於LPC1100系列處理器的套用開發實例。

第一部分為第1章，即嵌入式系統概述，主要對嵌入式系統及ARM處理器進行了概述，對ARM處理器的結構進行了介紹，並簡要介紹Cortex-M0處理器的特點和技術規範。

第二部分包括第2章和第3章，其中第2章主要介紹LPC1100系列處理器的硬體結構。內容包括LPC1100系列處理器的簡介、匯流排結構、存儲器管理、暫存器組織、系統配置、電源管理、串列線調試和最小系統等。第3章為Cortex-M0指令系統，首先對Cortex-M0指令系統進行了概述，介紹了幾種常用的定址方式，並對Cortex-M0常用的指令集進行了詳細介紹，包括存儲器訪問指令、通用數據處理指令、跳轉與控制指令和綜合指令等，最後對彙編程式基本結構進行了舉例說明。

第三部分為第4章，即IAR集成開發環境套用，主要介紹了IAR EWARM的特點，以及結合LPC1100系列處理器進行工程建立、編譯與連線的方法，其中重點介紹了IAR C-SPY調試器的使用。此外，還介紹了如何在上海豐寶電子信息科技有限公司的LINPO-PS-LPC11xx實驗平台上進行應用程式的開發與調試。

第四部分為第5～9章，主要對LPC1100系列處理器的接口技術和中斷系統進行了介紹。其中，第5章介紹中斷控制系統，第6章介紹通用I/O口配置及其套用，第7章介紹定時/計數器及其套用，第8章介紹LPC1100系列處理器的串列匯流排通信及其套用，包括UART、SPI、I2C和CAN，第9章對LPC1100系列處理器的A/D轉換器及其套用進行介紹。在對接口技術進行介紹時，對接口配置的方法進行了詳細描述，通過實例來引導讀者更好地學習。

第五部分為第10章，是基於LPC1100系列處理器的套用開發實踐。本部分介紹了4個套用開發實例，分別為SPI Flash存儲器的讀寫、波形發生器的設計、矩陣鍵盤與顯示、溫度採集。SPI Flash存儲器的讀寫是針對Winbond公司生產的W25X系列Flash存儲器的套用，波形發生器是採用LPC1100系列處理器具有的PWM功能而設計的，矩陣鍵盤與顯示利用了LINPO-PS-LPC11xx實驗平台上的矩陣鍵盤，溫度採集是利用具有I2C接口的LM75A數字溫度感測器和溫度監控器而設計的溫度採集系統。

附錄部分介紹了LPC1100系列晶片的各封裝引腳圖、Cortex-M0處理器指令集、IAR下的彙編啟動代碼和LINPO-PS-LPC11xx實驗平台的電路圖。

本書可作為高等院校電子信息類專業本科生及研究生“嵌入式系統”課程入門教程，也可作為嵌入式愛好者或從事嵌入式系統套用的人員參考。本書也可以作為工程開發的入門指導書，還可作為LPC1100處理器的開發參考手冊。另外，還可以作為ARM Cortex-M0的編程入門指南。

本書由張紅梅擔任主編，由“桂電-豐寶聯合實驗室”的教師和工程師共同策劃和編寫，其中參與策劃和編寫的有張紅梅、魏藝海、王鵬鵬、陳俊彥、張全君、吳阿沛。全書由張紅梅負責統稿工作，郭遠洋、呂兆輝、田慶陽、何燕、韋賢歲對本書進行了認真的校對。

感謝上海豐寶電子信息科技有限公司的朱玉峰總經理對本書工作的支持，感謝NXP（北京）有限公司的王鵬鵬女士、NXP（上海）有限公司的王維先生對本書提出的許多建設性意見和不辭勞苦的審閱工作。同時，也非常感謝家人的理解與支持。

由於時間倉促及作者水平有限，書中難免存在遺漏和不足之處，懇請讀者批評指正。