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| 目錄：
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目录
前言
第1章嵌入式系统概述1
1.1嵌入式系统1
1.1.1嵌入式系统的定义1
1.1.2嵌入式系统的历史1
1.1.3嵌入式系统的发展趋势2
1.2嵌入式处理器3
1.3嵌入式操作系统5
1.3.1嵌入式操作系统简介5
1.3.2嵌入式实时操作系统的特点6
1.3.3常用的嵌入式操作系统6
1.4ARM Cortex系列嵌入式处理器10
1.5ARM Cortex-M0M0+处理器12
1.5.1Cortex-M0M0+处理器简介12
1.5.2Cortex-M0M0+处理器的特性13
1.6NXP公司Cortex-M0M0+系列处理器13
1.6.1LPC800系列14
1.6.2LPC1100L系列16
1.6.3LPC1200系列19
1.7ARM Cortex-M处理器开发工具21
1.7.1集成开发环境21
1.7.2Proteus Design Suite仿真平台27
1.7.3嵌入式操作系统支持29
习题30
第2章ARM Cortex-M0内核体系结构31
2.1处理器结构与特性31
2.2总线架构33
2.3编程模型34
2.3.1操作模式和状态34
2.3.2堆栈34
2.3.3内核寄存器35
2.3.4内部函数38
2.4存储器模型39
2.4.1存储区、类型和属性39
2.4.2存储器访问秩序40
2.4.3存储器访问的行为41
2.4.4存储器的字节存储顺序41
2.4.5数据类型42
2.5异常模型42
2.5.1异常状态42
2.5.2异常类型42
2.5.3向量表44
2.5.4异常优先级44
2.5.5异常的进入和返回44
2.5.6中断输入及挂起行为46
2.5.7故障处理48
2.5.8异常处理程序48
2.6电源管理50
2.6.1进入睡眠模式50
2.6.2从睡眠模式唤醒50
2.6.3电源管理编程提示51
2.7核内外设51
2.7.1系统控制模块51
2.7.2嵌套向量中断控制器56
2.7.3系统节拍定时器59
习题62
第3章LPC1100系列处理器基础63
3.1LPC1100系列处理器基本结构63
3.2存储器管理64
3.2.1LPC1100系列处理器存储器映射64
3.2.2异常向量表及其重映射65
3.2.3Boot ROM66
3.2.4Flash存储器访问67
3.3系统控制模块67
3.3.1系统控制模块概述67
3.3.2引脚描述68
3.3.3系统控制模块寄存器68
3.3.4复位84
3.3.5掉电检测84
3.3.6代码安全与调试——代码安全保护寄存器84
3.4时钟系统86
3.4.1时钟系统结构86
3.4.2振荡器86
3.4.3多路选择输出外部时钟87
3.4.4PLL工作原理与使用88
3.5引脚描述与IO口配置92
3.5.1引脚描述92
3.5.2IO口的引脚模式97
3.5.3IO口的配置97
3.5.4IO配置示例102
3.6GPIO口的结构及功能104
3.6.1GPIO口的结构特点104
3.6.2GPIO口的配置104
3.6.3GPIO口中断107
3.6.4GPIO应用示例109
3.7中断源及NVIC相关寄存器110
3.7.1中断源110
3.7.2NVIC相关寄存器113
3.8串行线调试115
3.8.1串行线调试概述115
3.8.2串行线调试接口116
3.8.3SWD调试接口设置116
3.9LPC1100最小系统和开发板117
3.9.1LPC1100最小系统117
3.9.2LPC1114开发板122
3.9.3ISP程序下载124
习题126
第4章LPC1100系列处理器外设127
4.1定时器计数器127
4.1.1定时器计数器概述127
4.1.2定时器计数器寄存器129
4.1.3定时器中断设置137
4.1.4定时器操作示例139
4.2通用异步收发器142
4.2.1UART概述142
4.2.2UART接口引脚与配置144
4.2.3UART寄存器145
4.2.4RS-485EIA-485模式的操作164
4.2.5UART中断165
4.2.6UART接口电路设计168
4.2.7UART程序设计示例170
4.3I2C总线接口176
4.3.1I2C总线接口描述176
4.3.2I2C总线配置178
4.3.3I2C寄存器与功能描述178
4.3.4I2C接口中断186
4.3.5I2C操作模式详解187
4.3.6I2C状态服务程序199
4.3.7I2C总线接口应用示例199
4.3.8I2C程序设计201
4.4SSP同步串行端口控制器211
4.4.1引脚描述212
4.4.2基本配置213
4.4.3寄存器描述213
4.4.4SPI帧格式217
4.4.5SSI帧格式220
4.4.6Microwire帧格式222
4.4.7SSP接口中断设置223
4.4.8SPI接口应用示例225
4.5A-D转换器230
4.5.1A-D转换器概述230
4.5.2ADC引脚描述和配置230
4.5.3ADC寄存器231
4.5.4基本操作234
4.5.5ADC中断设置235
4.5.6ADC操作与示例236
4.6看门狗定时器239
4.6.1看门狗定时器概述239
4.6.2时钟和功率控制240
4.6.3看门狗定时器结构240
4.6.4看门狗定时器的配置241
4.6.5看门狗定时器中断243
4.6.6看门狗定时器应用示例243
4.7电源管理单元246
4.7.1功率控制246
4.7.2功率控制相关寄存器246
4.7.3电源管理单元及其相关寄存器247
4.7.4节电工作模式的配置248
4.7.5三种节电模式的比较251
4.7.6功率控制注意事项251
4.7.7CMSIS内在函数252
习题252
第5章基于CMSIS接口标准的软件设计253
5.1CMSIS标准简介253
5.2CMSIS代码规范255
5.3CMSIS文件结构258
5.4CMSIS例子程序263
5.5Startup_LPC11xx.s启动代码266
5.5.1启动代码的作用266
5.5.2Startup_LPC11xx.s启动代码分析266
习题270
附录271
附录ACortex-M0M0+指令集271
A.1指令
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前言
随着计算机技术、网络技术和微电子技术的深入发展，嵌入式系统的应用无处不在。ARM是目前公认的业界领先的32位嵌入式RISC（精简指令计算机）微处理器，并且全世界有200多家领先的半导体厂商获得ARM授权，组成了一个牢靠的产业联盟，每秒可生产90个芯片，基于ARM体系结构的微处理器占领了32位嵌入式系统领域的大部分份额。
ARM公司的微控制器Cortex系列为嵌入式市场提供了一个三管齐下的解决方案。Cortex-A系列提供高性能应用处理器，Cortex-R系列专门针对实时、深度嵌入式解决方案，Cortex-M系列专注于低成本嵌入式微控制器。ARM Cortex-M是一系列可向上兼容的高能效、易于使用的处理器，可以帮助开发人员满足将来的嵌入式应用的需要，以更低的成本提供更多功能、不断增加连接、改善代码重用和提高能效。Cortex-M0作为Cortex-M系列的一款基于ARMv6M架构的RISC处理器，集8位单片机的价格和32位ARM处理器的性能于一身，为目前能耗最低的最小的ARM处理器之一。
NXP公司的LPC1100系列处理器是全球首个基于Cortex-M0内核的微控制器系列，时钟速度可达50MHz，每秒4500多万条指令，可以实现更低的功耗和更长的电池寿命，是电池供电的消费电子设备、智能仪表、电机控制等的理想之选。LPC1100系列丰富，不仅有基本LPC1100系列，还有LPC1100L更低功耗系列、LPC11U00 USB系列、LPC11C00 CAN总线系列等多种选择。LPC1100系列得到广泛的工具厂商的支持，如Keil（ARM旗下公司）、IAR Systems、Hitex Development Tools、Embedded Artists和Labcenter Electronics等公司。
本书主要以LPC1100系列微控制器为硬件平台，详细介绍Cortex-M0微控制器的原理与开发技术，基于Proteus仿真软件平台设计最小应用系统板和具有在板仿真器的口袋开发板以及相关例程。
第1章简要介绍嵌入式系统的定义、分类、历史以及发展趋势，主要介绍嵌入式操作系统的基本知识和对ARM Cortex-M处理器的支持情况，并对NXP公司ARM Cortex-M0系列处理器及集成开发环境和仿真软件平台进行简要介绍。
第2章主要介绍ARM Cortex-M0处理器的结构与特性，内核体系结构的介绍包括总线架构、编程模型、存储器模型、异常模型、电源管理和系统控制模块、嵌套向量中断控制器、系统节拍定时器等核内外设，结合CMSIS对内部函数和外设的操作进行讲解。
第3章主要介绍LPC1100系列处理器的基础部分，包括其基本结构、存储器管理、时钟与PLL、引脚描述与IO配置、GPIO、中断和串行线调试接口，在此基础上讲解LPC1100最小系统的设计方法，并给出一个LPC1114开发板的设计实例。
第4章主要介绍LPC1100系列处理器外设的结构及工作原理，包括通用定时器计数器、看门狗定时器、通用异步收发器UART、SSP同步串行端口控制器、I2C总线接口、A-D转换器和电源管理单元，并对部分外设进行示例操作。
第5章主要介绍基于CMSIS接口标准的ARM Cortex-M0软件设计，包括Cortex微控制器软件接口标准CMSIS的基本构架以及如何在Keil MDK软件中使用CMSIS。通过本章的学习，读者可以掌握基于CMSIS接口标准的函数的使用。
本书由张永辉组织完成编写任务，团队成员杨永钦、易家傅、陈敏、潘学松、冯尔理和王萍等多位同事参与了编写工作。刘一鸣、贾烁、王容、谢宇威、张帅岩、何超等硕士研究生对本书的编写进行了资料整理和开发板调试等工作；本书的出版得到了清华大学丁天怀教授的鼎力支持；编写过程中得到了NXP公司王朋朋女士、辛华峰先生、梁平先生以及广州风标公司匡载华先生的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢！
ARM Cortex-M0的功能强大，LPC1100微控制器的型号丰富，但限于篇幅，本书只对部分内容进行介绍。由于编者的水平有限，书中的错误在所难免，恳请读者批评指正。
张永辉
于海南大学
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