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ARM Cortex-M3 Mikrocontroller

by Ralf Jesse

April 2014

Intermediate to advanced

576 pages

18h 57m

German

mitp Verlag

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1.1 Kommerzielle IDEs1.1.1 Keil µVision1.1.2 IAR Workbench1.1.3 Sourcery Codebench1.1.4 Atollic TrueSTUDIO1.1.5 CrossWorks for ARM1.2 Herstellergebundene IDEs1.2.1 ATMEL Studio 61.2.2 Texas Instruments StellarisWare1.2.3 STMicroelectronics STVD1.3 Freie IDEs1.3.1 CooCox CoIDE1.3.2 NetBeans for C Developers1.3.3 Code::Blocks1.3.4 emIDE1.3.5 Eclipse für C/C++-Entwickler1.4 Vorbereitende Arbeiten1.4.1 Hardware1.4.2 Software
2.1 Einige Hintergrundinformationen2.1.1 Die Firma ARM Holdings PLC2.1.2 Das Geschäftsmodell2.2 CMSIS2.2.1 Implementierungen2.3 Erzeugung der Bibliotheken2.3.1 libboard: Die Bibliothek für das Entwicklungsboard2.3.2 libchip: Die Bibliothek für den Mikrocontroller-Chip2.4 Weitere Software installieren2.4.1 SAM-BA2.4.2 SEGGER J-Link GDB Server via JTAG
3.1 Erstellen einer Projektschablone3.1.1 Workspace einrichten3.1.2 Anlegen eines neuen Projekts3.1.3 Projektspezifische Einstellungen3.1.4 C/C++ Build: Settings3.2 Weitere erforderliche Dateien3.2.1 board_cstartup_gnu.c und syscalls.c3.2.2 Linkerscriptdateien3.3 Konfiguration des Debuggers3.4 Fertigstellen des Templates3.4.1 Anwendung der Erweiterung
4.1 Grundlegende Hinweise4.2 Erstellen des Projekts 04_01_Blinky4.2.1 Importieren der Schablone4.2.2 Der Sourcecode von Blinky4.3 Blinky im Debugger ausführen4.4 Debugging light4.4.1 Was Sie benötigen4.4.2 Konfiguration der Schnittstelle4.4.3 Programm laden und ausführen4.4.4 Vorteile und Nachteile dieser Methode
5.1 Die ATMEL-SAM3S-Familie5.1.1 Übersicht5.2 Das Datenblatt DOC 65005.2.1 Der Aufbau von DOC 65005.2.2 Mikrocontroller anderer Hersteller5.3 Elektrische Daten des SAM3S45.3.1 Minimum- und Maximumwerte5.3.2 Elektrische Versorgungsspannungen5.3.3 Gleichstromwerte5.4 System Controller5.5 CHIP_ID5.5.1 Das Projekt 05_01_CHIPID5.5.2 Erläuterungen5.6 Weiterführende Literatur
6.1 Digitale Ausgänge6.1.1 Ports A, B und C im Reset-Zustand6.2 Schalten kleiner Ströme6.2.1 Current Sourcing6.2.2 Current Sinking6.2.3 Dimensionierung bei Current Sourcing und Current Sinking6.2.4 Vor- und Nachteile beider Betriebsarten6.3 Schalten größerer Ströme6.3.1 Bipolare Transistoren6.3.2 Feldeffekt-Transistoren (FETs)6.3.3 Schalten mit Optokopplern6.3.4 Schalten von Leistungstransistoren6.3.5 Schalten induktiver Lasten (Relais, Elektromagnete, Motoren)6.4 Digitale Eingänge6.4.1 Grundlegende Betrachtungen6.4.2 Einfachste Form der Beschaltung6.4.3 Bessere Form der Beschaltung6.4.4 Erfassen größerer Spannungen I6.4.5 Erfassen größerer Spannungen II6.5 Allgemeine Anmerkungen

7.1 LC-Displays7.1.1 Die Hardware7.1.2 Projekt 07_01_LCD7.2 7-Segment-Anzeigen7.2.1 Kein Datenblatt verfügbar?7.2.2 Eine Möglichkeit der Ansteuerung
8.1 Allgemeines zu Interrupts8.1.1 Asynchrone Ereignisse8.1.2 Der NVIC – Nested Vector Interrupt Controller8.1.3 Zuordnung der Interrupt-Quellen8.1.4 Tail Chaining8.1.5 CMSIS-Funktionen für den NVIC8.1.6 (Kein) Beispiel8.1.7 Software-Interrupts8.1.8 Tipps und Empfehlungen8.2 Der Clock Generator / Taktgenerator8.2.1 Funktionen des Clock Generators8.3 Der PMC – Power Management Controller8.3.1 Aufgaben des PMC8.3.2 Die Taktsignale des PMC8.3.3 Weitere Informationen zum PMC8.3.4 Ausgewählte Register des PMC8.4 Der SUPC – Supply Controller
9.1 Port-Register und -Betriebsarten9.1.1 PIOA, PIOB und PIOC9.1.2 Die Register von PIOA, PIOB und PIOC9.2 Input-Ports in der Praxis9.2.1 Das Projekt 09_01_INPUT_SAMPLE9.2.2 Das Ergebnis
10.1 Real-time Timer RTT10.1.1 Projekt 10_01_RTT10.1.2 Die Register des RTT10.2 RTC – Die Echtzeituhr10.2.1 Das Projekt 10_02_RTC10.2.2 Projekt 10_02_RTC_Advanced10.2.3 Die Register der RTC10.3 Der Watchdog-Timer WDT10.3.1 Projekt 10_03_WDT10.3.2 Register des WDT10.4 Der System-Timer SysTick10.4.1 Grundlegende Funktion10.4.2 Anwendung von SysTick10.4.3 Konfiguration des SysTick10.4.4 Register des System-Timers SysTick10.4.5 SysTick-Interrupt10.5 Abschlussbetrachtung
11.1 Timer/Counter, Grundlagen11.1.1 Einsatzgebiete von Timern und Countern11.1.2 Grundlegende Betrachtungen11.1.3 Triggern der Counter11.2 Timer/Counter programmieren11.2.1 PIO-Controller konfigurieren11.2.2 PMC konfigurieren11.2.3 NVIC konfigurieren11.3 Die Register der Timer/Counter11.3.1 TC- und TC-Channel-Register11.4 Projekt 11_01_TIMER_COUNTER11.4.1 global.h11.4.2 tcWave.h und tcWave.c11.4.3 tcCapture.h und tcCapture.c11.4.4 main.c
12.1 Prinzipieller Aufbau12.1.1 Voll-Duplex-fähige Peripherie12.1.2 Halb-Duplex-fähige Peripherie12.1.3 Monodirektionale Peripherie12.1.4 Voll-Duplex- und Halb-Duplex-Kanäle12.1.5 Monodirektionale Kanäle12.2 PDC-Register12.2.1 Receive Pointer Register (PERIPH_RPR)12.2.2 Receive Counter Register (PERIPH_RCR)12.2.3 Transmit Pointer Register (PERIPH_TPR)12.2.4 Transmit Counter Register (P_TCR)12.2.5 Weitere Receive- und Transmit-Register12.2.6 Transfer Control Register (PERIPH_PTCR)12.2.7 Transfer Status Register (PERIPH_PTSR)12.3 Schlussbetrachtung
13.1 Was ist Pulsweitenmodulation?13.2 Pulsweitenmodulation – aber wozu?13.3 Der PWMC der AT91SAM3S-Familie13.3.1 Abhängigkeiten des PWMC13.3.2 Die CMSIS-Funktion des PWMC13.3.3 Zuordnung der PWM-Anschlüsse13.4 Projekt 13_01_PWM13.4.1 board_olimex.h13.4.2 pulsewidthmod.h13.4.3 pulsewidthmod.c13.4.4 terminal.c13.4.5 main.c13.5 Drehzahlregelung eines DC-Motors13.5.1 Dimensionierung der Schaltung13.5.2 Drehrichtungswechsel
14.1 Vereinfachte Grundlagen14.2 DACC – Digital-to-Analog Converter Controller14.2.1 DACC-Register14.2.2 CMSIS-Funktionen zum DACC14.2.3 14_01_DACC_SIGNAL_GENERATOR_WITH_INTERRUPT14.2.4 Hilfsprogramm: 14_02_TABLE_GENERATOR14.3 ACC – Analog Comparator Controller14.3.1 Die Register des ACC14.3.2 CMSIS-Funktionen zum ACC14.3.3 Projekt 14_03_ACC14.4 ADC – Analog-to-Digital Converter14.4.1 Eigenschaften des ADC14.4.2 Die ADC-Register14.4.3 CMSIS-Funktionen des ADC14.4.4 Projekt 14_06_ADC_TS_UND_POTI
15.1 Hardware15.1.1 RS-232 (EIA 232)15.1.2 RS-48515.1.3 TWI (I2C)15.1.4 Serial Peripheral Interface (SPI)15.1.5 Synchronous Serial Controller (SSC)15.2 Serielle Schnittstellen der AT91SAM3S-Familie15.2.1 Grundlegende Begriffe15.3 Universal Asynchronous Receiver Transceiver (UART)15.3.1 UART-Eigenschaften beim AT91SAM3S15.3.2 UARTs auf dem Olimex SAM3-P25615.3.3 UART-Register15.3.4 RS232_0 und Retargeting15.4 Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transceiver (USART)15.4.1 USART-Eigenschaften beim AT91SAM3S15.4.2 USARTs auf dem Olimex SAM3-P25615.4.3 USART-Register15.5 Two-wire Interface (TWI)15.5.1 TWI-Eigenschaften beim AT91SAM3S15.5.2 TWI auf dem Olimex SAM3-P25615.5.3 TWI-Register
16.1 SD Card (stark vereinfacht)16.1.1 Ausführungsformen und Anschlüsse16.1.2 Versorgung und Stromaufnahme16.1.3 Speicherkapazitäten und Zugriffsraten16.2 SD-Karten im SPI-Modus16.2.1 Grundlagen zum SPI16.2.2 Initialisierung des SPI16.2.3 Lesen und Schreiben von Rohdaten16.3 High Speed MultiMedia Card Interface (HSMCI)16.3.1 Merkmale des HSMCI16.3.2 Informationen zu den Protokollen16.3.3 Anschluss eines SD-Kartenslots16.3.4 Die HSMCI-Register16.3.5 Hinweis zur Nutzung des HSMCI16.4 Synchronous Serial Controller (SSC)16.4.1 Merkmale des SSC16.4.2 Die wichtigsten Register des SSC
A.1 ArchitekturA.2 ARMA.3 ARM-BefehlssatzA.4 Big.LITTLE-KonzeptA.5 BSSA.6 CMSISA.7 CortexA.8 DebuggingA.9 Echtzeit-BetriebssystemeA.10 Embedded LinuxA.11 FIFOA.12 FirmwareA.13 HeapA.14 JTAGA.15 LIFOA.16 OCDA.17 SAM-BAA.18 StackA.19 SWDA.20 TDMIA.21 Text-SegmentA.22 Thumb-Befehlssatz
B.1 HardwareB.1.1 Das Olimex-Board SAM3-P256B.1.2 In-Circuit-EmulatorenB.1.3 Andere Elektronik-KomponentenB.2 Software
C.1 Literatur (Buchversion)C.2 Literatur (Online-Version)C.3 Weitere allgemeine Quellen
D.1 Wechsel der ToolchainD.2 GNU Tools for ARM Embedded ProcessorsD.3 Nochmals: Verwendung der Nano-LibsD.4 Updates von Eclipse und dem CDTD.5 Andere Probleme mit Eclipse und dem CDTD.6 DebuggerD.7 Versionsverwaltung