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【转】ARM快速嵌入式系统原型设计:基于开源硬件mbed电子书

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jingjingge
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ARM快速嵌入式系统原型设计:基于开源硬件mbed,  英文原版书名: Fast and Effective Embedded Systems Design Applying the ARM Mbed,机械工业出版社出版,作者:托尔森 (Rob Toulson), 威尔姆斯特 (Tim Wilmshurst) 著, 韩德强 译。《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。《ARM快速嵌入式系统原型设计:基于开源硬件mbed》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。
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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 2
1.1 嵌入式系统简介 2
1.1.1 什么是嵌入式系统 2
1.1.2 嵌入式系统示例 3
1.2 微处理器与微控制器 4
1.2.1 计算机主要组件 5
1.2.2 微控制器 6
1.3 嵌入式系统的开发流程 7
1.3.1 程序语言:C/C++有什么特别之处 7
1.3.2 开发周期 7
1.4 进入ARM世界 8
1.4.1 关于ARM的历史 8
1.4.2 技术细节:RISC的意义 9
1.4.3 Cortex内核 10
本章回顾 11
习题 11
参考文献 11
第2章 mbed开发板 12
2.1 mbed简介 12
2.1.1 mbed体系结构 14
2.1.2 LPC1768微控制器 15
2.2 mbed入门教程 16
2.2.1 步骤1:连接mbed到PC 17
2.2.2 步骤2:创建mbed账户 17
2.2.3 步骤3:运行程序 17
2.2.4 步骤4:编译程序 18
2.2.5 步骤5:下载程序二进制代码 19
2.2.6 步骤6:修改程序代码 19
2.3 开发环境 19
2.3.1 mbed编译器和API 19
2.3.2 C/C++的使用 20
本章回顾 20
习题 20
参考文献 21
第3章 数字输入和输出 22
3.1 开始编写程序 22
3.1.1 思考第一个程序 22
3.1.2 了解mbed的API函数 25
3.1.3 分析while循环 25
3.2 用电压表示逻辑值 27
3.3 mbed数字输出 27
3.3.1 发光二极管的使用 28
3.3.2 mbed外部引脚的使用 29
3.4 mbed数字输入 30
3.4.1 开关与数字系统的连接 30
3.4.2 Digital In API 31
3.4.3 用if语句响应开关输入 31
3.5 简单的光电设备接口 33
3.5.1 光敏反射和透射传感器 33
3.5.2 光敏传感器与mbed开发板的连接 34
3.5.3 七段数码管显示 35
3.5.4 七段数码管与mbed开发板的连接 36
3.6 驱动大型直流负载 39
3.6.1 使用晶体管驱动 39
3.6.2 用mbed进行电机驱动控制 40
3.6.3 驱动多个七段数码管 41
3.7 小项目:字母计数器 42
本章回顾 42
习题 43
参考文献 44
第4章 模拟输出 45
4.1 数据转换简介 45
4.2 mbed开发板上的模拟输出 46
4.2.1 产生恒定的输出电压 47
4.2.2 锯齿波 47
4.2.3 测试DAC分辨率 50
4.2.4 产生正弦波 50
4.3 另一种形式的模拟量输出:脉冲宽度调制 51
4.4 mbed开发板上的脉冲宽度调制 52
4.4.1 使用mbed的PWM信号源 52
4.4.2 一些PWM输出实验 53
4.4.3 控制小电机的速度 55
4.4.4 用软件方式产生PWM 55
4.4.5 伺服控制 56
4.4.6 输出到一个压电转换器 57
本章回顾 59
习题 60
参考文献 60
第5章 模拟输入 61
5.1 数模转换 61
5.1.1 模—数转换器 61
5.1.2 范围、分辨率和量化 62
5.1.3 采样频率 64
5.1.4 mbed开发板上的模拟输入 64
5.2 模拟输入和输出混合应用 65
5.2.1 用可变电压控制LED亮度 65
5.2.2 用PWM控制LED亮度 66
5.2.3 PWM频率控制 67
5.3 模拟输入数据的处理 68
5.3.1 在计算机屏幕上显示数值 68
5.3.2 将ADC输出调整到识别范围内 69
5.3.3 采用平均值降低噪声 69
5.4 一些简单的模拟传感器 70
5.4.1 光敏电阻 70
5.4.2 集成电路温度传感器 71
5.5 分析数据转换时间 71
5.6 小项目:二维光跟踪 73
本章回顾 73
习题 74
参考文献 74
第6章 高级编程技术 75
6.1 思考程序设计和程序结构带来的好处 75
6.2 函数 75
6.3 程序设计 76
6.3.1 使用流程图定义代码结构 76
6.3.2 伪代码 77
6.4 在mbed开发板上使用函数 78
6.4.1 实现七段数码管计数器 79
6.4.2 函数重用 80
6.4.3 一个使用函数且更复杂的程序 81
6.5 在C/C++中使用多个文件 83
6.5.1 C/C++程序编译过程概述 83
6.5.2 C/C++预处理器和预处理器指令 84
6.5.3 #ifndef伪指令 85
6.5.4 全局地使用mbed对象 86
6.6 模块化程序示例 86
本章回顾 89
习题 90


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jingjingge
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  • 2018-6-19 11:03:33
  • 倒数2
 
第7章 串行通信 91
7.1 同步串行通信简介 91
7.2 串行外围接口 92
7.2.1 SPI简介 93
7.2.2 mbed开发板上的SPI 94
7.2.3 设置mbed SPI主设备 94
7.2.4 创建SPI数据链路 95
7.3 智能仪表和SPI加速器 99
7.3.1 ADXL345加速器简介 99
7.3.2 简单ADXL345程序开发 100
7.4 SPI评估 102
7.5 I2C总线 103
7.5.1 I2C总线简介 103
7.5.2 mbed开发板上的I2C总线 105
7.5.3 设置I2C数据链路 105
7.6 用I2C总线标准的温度传感器通信 108
7.7 SRF08超声波测距仪的使用 110
7.8 I2C总线评估 112
7.9 异步串行数据通信 112
7.9.1 异步串行通信简介 113
7.9.2 mbed开发板上的异步串行通信应用 113
7.9.3 同宿主计算机的同步串行通信应用 116
7.10 小项目:多节点I2C总线 116
本章回顾 116
习题 116
参考文献 117
第8章 液晶显示器 118
8.1 显示技术 118
8.1.1 液晶技术简介 118
8.1.2 液晶字符显示 119
8.2 使用PC1602F LCD 120
8.2.1 PC1602F显示器简介 121
8.2.2 连接PC1602F到mbed开发板 121
8.2.3 LCD接口的模块化编程 122
8.2.4 初始化显示 123
8.2.5 向LCD发送显示数据 124
8.2.6 完整的LCP.cpp定义 125
8.2.7 使用LCD函数 126
8.2.8 向指定位置添加数据 127
8.3 使用mbed开发板的TextLCD库 128
8.4 在LCD上显示模拟输入数据 130
8.5 更先进的LCD 131
8.5.1 彩色LCD 131
8.5.2 控制SPI标准的LCD手机显示屏 132
8.6 小项目:数字水平仪 134
本章回顾 134
习题 135
参考文献 135
第9章 中断、定时器和任务 136
9.1 嵌入式系统中的定时和任务 136
9.1.1 定时器和中断 136
9.1.2 任务 136
9.1.3 事件触发任务和时间触发任务 137
9.2 响应事件触发的事件 137
9.2.1 轮询 137
9.2.2 中断简介 138
9.3 简单的mbed中断 139
9.4 深入理解中断 140
9.4.1 LPC1768中断 142
9.4.2 测试中断延迟 142
9.4.3 禁用中断 143
9.4.4 模拟输入中断 144
9.4.5 中断总结 145
9.5 定时器 145
9.5.1 数字计数器 145
9.5.2 使用计数器作为定时器 146
9.5.3 mbed上的定时器 146
9.6 使用mbed定时器 146
9.6.1 使用多个mbed定时器 147
9.6.2 测试定时器延迟 148
9.7 使用mbed超时 150
9.7.1 超时应用简单示例 150
9.7.2 超时进阶应用 151
9.7.3 用超时测试反应时间 152
9.8 使用mbed断续装置 153
9.8.1 节拍器中使用断续装置 154
9.8.2 思考多任务节拍器程序 156
9.9 实时时钟 157
9.10 开关去除抖动 157
9.11 小项目 159
9.11.1 独立节拍器 159
9.11.2 加速度计阈值中断 159
本章回顾 160
习题 160
第10章 存储器与数据管理 161
10.1 存储器综述 161
10.1.1 存储器功能类型 161
10.1.2 基本电子存储器类型 161
10.2 使用mbed的数据文件 163
10.2.1 回顾部分所需的C/C++库函数 164
10.2.2 定义mbed的本地文件系统 164
10.2.3 打开和关闭文件 164
10.2.4 写入和读取文件数据 165
10.3 mbed数据文件存取示例 165
10.3.1 文件存取 165
10.3.2 字符串文件存取 166
10.3.3 使用格式化数据 167
10.4 使用mbed的外部存储器 168
10.5 指针简介 170
10.6 小项目:加速度计阈值的记录 172
本章回顾 173
习题 173
参考文献 173


jingjingge
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第二部分 高级和专家级应用
第11章 数字信号处理 176
11.1 数字信号处理器简介 176
11.2 数字滤波示例 176
11.3 mbed DSP示例 178
11.3.1 数字数据的输入和输出 178
11.3.2 信号重构 180
11.3.3 添加一个数字低通滤波器 182
11.3.4 添加一个激活按钮 183
11.3.5 数字高通滤波器 184
11.4 延迟/回声效果 184
11.5 使用wave音频文件 187
11.5.1 波形信息的头部 187
11.5.2 用mbed读取wave文件的头部 189
11.5.3 读取、输出单声道wave数据 191
11.6 DSP小结 194
11.7 小项目:立体声播放器 194
11.7.1 基本功能的立体声播放器 194
11.7.2 拥有PC接口的立体声播放器 194
11.7.3 拥有手机显示接口的便携式立体声播放器 194
本章回顾 194
习题 195
参考文献 195
第12章 高级串行通信 196
12.1 高级串行通信协议简介 196
12.2 蓝牙串行通信 196
12.2.1 蓝牙简介 196
12.2.2 蓝牙模块RN—41和RN—42的接口 197
12.2.3 通过蓝牙发送mbed数据 197
12.2.4 从主机终端应用程序接收的蓝牙数据 199
12.2.5 两个mbed之间通过蓝牙通信 199
12.3 USB简介 202
12.3.1 使用mbed模拟USB鼠标 203
12.3.2 从mbed端发送USB MIDI数据 203
12.4 以太网简介 206
12.4.1 以太网概述 206
12.4.2 实现简单的mbed以太网通信 207
12.4.3 mbed之间的以太网通信 209
12.5 用mbed进行本地网络和Internet通信 211
12.5.1 用mbed作为HTTP客户端 211
12.5.2 用mbed作为HTTP文件服务器 213
12.5.3 用远程过程调用修改mbed输出 214
12.5.4 用远程JavaScript接口控制mbed 216
本章回顾 218
习题 219
参考文献 219
第13章 控制系统 220
13.1 控制系统简介 220
13.1.1 闭环和开环控制系统 220
13.1.2 闭环巡航控制示例 221
13.1.3 比例控制 223
13.1.4 PID控制 224
13.2 闭环数字罗盘示例 225
13.2.1 HMC6352数字罗盘的使用 225
13.2.2360°旋转伺服系统的实现 227
13.2.3 闭环控制算法的实现 229
13.3 基于控制器局域网控制数据通信 231
13.3.1 控制器局域网 231
13.3.2 mbed上的CAN总线 232
本章回顾 237
习题 237
参考文献 237
第14章 mbed库函数入门 238
14.1 简介 238
14.2 控制寄存器概念 238
14.3 数字输入/输出 240
14.3.1 mbed数字输入/输出控制寄存器 240
14.3.2 数字输出的应用 241
14.3.3 添加第二个数字输出 242
14.3.4 数字输入 243
14.4 深入了解控制寄存器 244
14.4.1 引脚功能选择寄存器和引脚模式寄存器 245
14.4.2 功率控制寄存器和时钟选择寄存器 246
14.5 使用DAC 248
14.5.1 mbed DAC控制寄存器 248
14.5.2 DAC的应用 249
14.6 使用ADC 250
14.6.1 mbed ADC控制寄存器 250
14.6.2 ADC应用 251
14.6.3 改变ADC转换速度 253
14.7 控制寄存器使用小结 255
本章回顾 255
习题 256
参考文献 256
第15章 项目扩展 257
15.1 去往何方 257
15.2 mbed Pololu机器人 257
15.3 高级音频项目 258
15.4 物联网 258
15.5 mbed LPC11U24简介 259
15.6 从mbed到实际生产 260
15.7 结束语 262
参考文献 263
附录A 数制系统 264
附录B C语言基础 269
附录C mbed技术资料 286
附录D 配件清单 290
附录E Tera Term终端模拟器 292

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