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ARM快速嵌入式系统原型设计

ARM快速嵌入式系统原型设计
基于开源硬件mbed

中文版
(英)托尔森,(英)威尔姆斯特 著,韩德强 等译
ARM 嵌入式
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《电子与嵌入式系统设计译丛·ARM快速嵌入式系统原型设计:基于开源硬件mbed》旨在通过mbed介绍嵌入式系统设计的所有主要议题,便于读者快速掌握嵌入式系统的设计方法。本书共15章。第1~10章从基本的原理和简单的项目入手,使用mbed项目示例提供一套完整的嵌入式系统设计入门课程,旨在揭示如何使用mbed快速地设计嵌入式系统。第11~15章逐渐深入到更专业的领域,阐述嵌入式系统的设计精髓,为读者进一步阅读或学习更高级的课程打基础。

译者序   
前言    1
第一部分 嵌入式系统概述与玩转mbed   
第1章 嵌入式系统、微控制器与ARM   
1.1 嵌入式系统简介   
1.1.1 什么是嵌入式系统   
1.1.2 嵌入式系统示例   
1.2 微处理器与微控制器   
1.2.1 计算机主要组件   
1.2.2 微控制器   
1.3 嵌入式系统的开发流程   
1.3.1 程序语言:C/C++有什么特别之处   
1.3.2 开发周期   
1.4 进入ARM世界   
1.4.1 关于ARM的历史   
1.4.2 技术细节:RISC的意义   
1.4.3 Cortex内核   
第2章 mbed开发板   
2.1 mbed简介   
2.1.1 mbed体系结构   
2.1.2 LPC1768微控制器   
2.2 mbed入门教程   
2.2.1 步骤1:连接mbed到PC   
2.2.2 步骤2:创建mbed账户   
2.2.3 步骤3:运行程序   
2.2.4 步骤4:编译程序   
2.2.5 步骤5:下载程序二进制代码   
2.2.6 步骤6:修改程序代码   
2.3 开发环境   
2.3.1 mbed编译器和API   
2.3.2 C/C++的使用   
第3章 数字输入和输出   
3.1 开始编写程序   
3.1.1 思考第一个程序   
3.1.2 了解mbed的API函数   
3.1.3 分析while循环   
3.2 用电压表示逻辑值   
3.3 mbed数字输出   
3.3.1 发光二极管的使用   
3.3.2 mbed外部引脚的使用   
3.4 mbed数字输入   
3.4.1 开关与数字系统的连接   
3.4.2 DigitalIn API   
3.4.3 用if语句响应开关输入   
3.5 简单的光电设备接口   
3.5.1 光敏反射和透射传感器   
3.5.2 光敏传感器与mbed开发板的连接   
3.5.3 七段数码管显示   
3.5.4 七段数码管与mbed开发板的连接   
3.6 驱动大型直流负载   
3.6.1 使用晶体管驱动   
3.6.2 用mbed进行电机驱动控制   
3.6.3 驱动多个七段数码管   
3.7 小项目:字母计数器   
第4章 模拟输出   
4.1 数据转换简介   
4.2 mbed开发板上的模拟输出   
4.2.1 产生恒定的输出电压   
4.2.2 锯齿波   
4.2.3 测试DAC分辨率   
4.2.4 产生正弦波   
4.3 另一种形式的模拟量输出:脉冲宽度调制   
4.4 mbed开发板上的脉冲宽度调制   
4.4.1 使用mbed的PWM信号源   
4.4.2 一些PWM输出实验   
4.4.3 控制小电机的速度   
4.4.4 用软件方式产生PWM   
4.4.5 伺服控制   
4.4.6 输出到一个压电转换器   
第5章 模拟输入   
5.1 数模转换   
5.1.1 模-数转换器   
5.1.2 范围、分辨率和量化   
5.1.3 采样频率   
5.1.4 mbed开发板上的模拟输入   
5.2 模拟输入和输出混合应用   
5.2.1 用可变电压控制LED亮度   
5.2.2 用PWM控制LED亮度   
5.2.3 PWM频率控制   
5.3 模拟输入数据的处理   
5.3.1 在计算机屏幕上显示数值   
5.3.2 将ADC输出调整到识别范围内   
5.3.3 采用平均值降低噪声   
5.4 一些简单的模拟传感器   
5.4.1 光敏电阻   
5.4.2 集成电路温度传感器   
5.5 分析数据转换时间   
5.6 小项目:二维光跟踪   
第6章 高级编程技术   
6.1 思考程序设计和程序结构带来的好处   
6.2 函数   
6.3 程序设计   
6.3.1 使用流程图定义代码结构   
6.3.2 伪代码   
6.4 在mbed开发板上使用函数   
6.4.1 实现七段数码管计数器   
6.4.2 函数重用   
6.4.3 一个使用函数且更复杂的程序   
6.5 在C/C++中使用多个文件   
6.5.1 C/C++程序编译过程概述   
6.5.2 C/C++预处理器和预处理器指令   
6.5.3 #ifndef伪指令   
6.5.4 全局地使用mbed对象   
6.6 模块化程序示例   
第7章 串行通信   
7.1 同步串行通信简介   
7.2 串行外围接口   
7.2.1 SPI简介   
7.2.2 mbed开发板上的SPI   
7.2.3 设置mbed SPI主设备   
7.2.4 创建SPI数据链路   
7.3 智能仪表和SPI加速器   
7.3.1 ADXL345加速器简介   
7.3.2 简单ADXL345程序开发   
7.4 SPI评估   
7.5 I2C总线   
7.5.1 I2C总线简介   
7.5.2 mbed开发板上的I2C总线   
7.5.3 设置I2C数据链路   
7.6 用I2C总线标准的温度传感器通信   
7.7 SRF08超声波测距仪的使用   
7.8 I2C总线评估   
7.9 异步串行数据通信   
7.9.1 异步串行通信简介   
7.9.2 mbed开发板上的异步串行通信应用   
7.9.3 同宿主计算机的同步串行通信应用   
7.10 小项目:多节点I2C总线   
第8章 液晶显示器   
8.1 显示技术   
8.1.1 液晶技术简介   
8.1.2 液晶字符显示   
8.2 使用PC1602F LCD   
8.2.1 PC1602F显示器简介   
8.2.2 连接PC1602F到mbed开发板   
8.2.3 LCD接口的模块化编程   
8.2.4 初始化显示   
8.2.5 向LCD发送显示数据   
8.2.6 完整的LCP.cpp定义   
8.2.7 使用LCD函数   
8.2.8 向指定位置添加数据   
8.3 使用mbed开发板的TextLCD库   
8.4 在LCD上显示模拟输入数据   
8.5 更先进的LCD   
8.5.1 彩色LCD   
8.5.2 控制SPI标准的LCD手机显示屏   
8.6 小项目:数字水平仪   
第9章 中断、定时器和任务   
9.1?嵌入式系统中的定时和任务   
9.1.1?定时器和中断   
9.1.2?任务   
9.1.3?事件触发任务和时间触发任务   
9.2?响应事件触发的事件   
9.2.1?轮询   
9.2.2?中断简介   
9.3?简单的mbed中断   
9.4?深入理解中断   
9.4.1?LPC1768中断   
9.4.2?测试中断延迟   
9.4.3?禁用中断   
9.4.4?模拟输入中断   
9.4.5?中断总结   
9.5?定时器   
9.5.1 数字计数器   
9.5.2?使用计数器作为定时器   
9.5.3?mbed上的定时器   
9.6?使用mbed定时器   
9.6.1?使用多个mbed定时器   
9.6.2?测试定时器延迟   
9.7?使用mbed超时   
9.7.1?超时应用简单示例   
9.7.2?超时进阶应用   
9.7.3 用超时测试反应时间   
9.8?使用mbed断续装置   
9.8.1?节拍器中使用断续装置   
9.8.2?思考多任务节拍器程序   
9.9 实时时钟   
9.10?开关去除抖动   
9.11?小项目   
9.11.1?独立节拍器   
9.11.2?加速度计阈值中断   
第10章 存储器与数据管理   
10.1?存储器综述   
10.1.1?存储器功能类型   
10.1.2?基本电子存储器类型   
10.2?使用mbed的数据文件   
10.2.1?回顾部分所需的C/C++库函数   
10.2.2?定义mbed的本地文件系统   
10.2.3?打开和关闭文件   
10.2.4?写入和读取文件数据   
10.3?mbed数据文件存取示例   
10.3.1?文件存取   
10.3.2?字符串文件存取   
10.3.3 使用格式化数据   
10.4?使用mbed的外部存储器   
10.5?指针简介   
10.6?小项目:加速度计阈值的记录   
第二部分 高级和专家级应用   
第11章 数字信号处理   
11.1 数字信号处理器简介   
11.2 数字滤波示例   
11.3?mbed DSP示例   
11.3.1 数字数据的输入和输出   
11.3.2 信号重构   
11.3.3 添加一个数字低通滤波器   
11.3.4 添加一个激活按钮   
11.3.5 数字高通滤波器   
11.4 延迟/回声效果   
11.5 使用wave音频文件   
11.5.1?波形信息的头部   
11.5.2?用mbed读取wave文件的头部   
11.5.3 读取、输出单声道wave数据   
11.6?DSP小结   
11.7 小项目:立体声播放器   
11.7.1 基本功能的立体声播放器   
11.7.2 拥有PC接口的立体声播放器   
11.7.3 拥有手机显示接口的便携式立体声播放器   
第12章 高级串行通信   
12.1 高级串行通信协议简介   
12.2 蓝牙串行通信   
12.2.1 蓝牙简介   
12.2.2 蓝牙模块RN-41和RN-42的接口   
12.2.3?通过蓝牙发送mbed数据   
12.2.4 从主机终端应用程序接收的蓝牙数据   
12.2.5 两个mbed之间通过蓝牙通信   
12.3 USB简介   
12.3.1 使用mbed模拟USB鼠标   
12.3.2 从mbed端发送USB MIDI数据   
12.4 以太网简介   
12.4.1 以太网概述   
12.4.2 实现简单的mbed以太网通信   
12.4.3 mbed之间的以太网通信   
12.5 用mbed进行本地网络和Internet通信   
12.5.1 用mbed作为HTTP客户端   
12.5.2 用mbed作为HTTP文件服务器   
12.5.3 用远程过程调用修改mbed输出   
12.5.4 用远程JavaScript接口控制mbed   
第13章 控制系统   
13.1 控制系统简介   
13.1.1 闭环和开环控制系统   
13.1.2 闭环巡航控制示例   
13.1.3 比例控制   
13.1.4 PID控制   
13.2 闭环数字罗盘示例   
13.2.1 HMC6352数字罗盘的使用   
13.2.2 360°旋转伺服系统的实现   
13.2.3 闭环控制算法的实现   
13.3 基于控制器局域网控制数据通信   
13.3.1 控制器局域网   
13.3.2 mbed上的CAN总线   
第14章 mbed库函数入门   
14.1 简介   
14.2 控制寄存器概念   
14.3 数字输入/输出   
14.3.1 mbed数字输入/输出控制寄存器   
14.3.2 数字输出的应用   
14.3.3 添加第二个数字输出   
14.3.4 数字输入   
14.4 深入了解控制寄存器   
14.4.1 引脚功能选择寄存器和引脚模式寄存器   
14.4.2 功率控制寄存器和时钟选择寄存器   
14.5 使用DAC   
14.5.1 mbed DAC控制寄存器   
14.5.2 DAC的应用   
14.6 使用ADC   
14.6.1 mbed ADC控制寄存器   
14.6.2 ADC应用   
14.6.3 改变ADC转换速度   
14.7 控制寄存器使用小结   
第15章 项目扩展   
15.1 去往何方   
15.2 mbed Pololu机器人   
15.3 高级音频项目   
15.4 物联网   
15.5 mbed LPC11U24简介   
15.6 从mbed到实际生产   
15.7 结束语   
附录A 数制系统   
附录B C语言基础   
附录C mbed技术资料   
附录D 配件清单   
附录E Tera Term终端模拟器    
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