Descripción
Los microcontroladores están integrados en sistemas más grandes para proporcionar beneficios como un mejor rendimiento, más funciones, mejor eficiencia, menores costos y una mejor confiabilidad. Este libro de texto introduce a los estudiantes en la creación de sistemas embebidos basados en microcontroladores con un núcleo de CPU ARM Cortex-M.
El capítulo 1 introduce a los estudiantes a los conceptos de sistemas embebidos basados en MCU, y cómo difieren de las computadoras de propósito general. Luego introduce la CPU ARM Cortex-M0+, la MCU Kinetis KL25Z y la placa de desarrollo de bajo costo FRDM-KL25Z MCU.
El capítulo 2 presenta el periférico de E/S de propósito general para proporcionar una experiencia temprana y práctica con la lectura de interruptores y el encendido de LED utilizando código C. También introduce la capa de abstracción de hardware CMSIS, que simplifica el acceso al software a los periféricos.
El capítulo 3 introduce la multitarea en la CPU, con el objetivo de mejorar la capacidad de respuesta y la modularidad del software, al tiempo que reduce la sobrecarga de la CPU. Se examina la interacción de interrupciones, periféricos y planificadores (tanto cooperativos como preventivos).
El capítulo 4 presenta el núcleo del procesador ARM Cortex-M0+, incluyendo la organización, los registros, la memoria y el conjunto de instrucciones. Luego discute las interrupciones y excepciones, incluyendo la respuesta de la CPU y la configuración del hardware. Se discute el diseño de software para un sistema con interrupciones, incluyendo el diseño del programa (incluida la partición del trabajo), la configuración de interrupciones, la escritura de manejadores en C y el uso compartido seguro de datos dada la prevención.
El capítulo 5 primero ofrece una visión general de la cadena de herramientas que traduce un programa de código fuente C a código objeto ejecutable. Luego muestra lado a lado el código fuente y el código objeto que la cadena de herramientas ha generado para implementarlo. Los temas cubiertos incluyen funciones, argumentos, valores de retorno, registros de activación, manejadores de excepciones, constructos de flujo de control para bucles y selección, asignación y uso de memoria, y acceso a datos en memoria.
El capítulo 6 presenta la interfaz analógica, comenzando con la teoría y terminando con implementaciones prácticas. La cuantificación y el muestreo se presentan como una base para la conversión de digital a analógico y de analógico a digital. Se presentan y utilizan los periféricos DAC, ADC y el comparador analógico.
El capítulo 7 presenta los periféricos del temporizador y su uso para generar una interrupción periódica o una señal modulada por ancho de pulso, o para medir el tiempo transcurrido o la frecuencia de una señal. También se discuten los temporizadores de vigilancia, utilizados para detectar y reiniciar un programa fuera de control. Se examinan los temporizadores SysTick, PIT, TPM y COP.
El capítulo 8 discute las comunicaciones en serie, comenzando con los fundamentos de la serialización de datos, el encuadre, la detección de errores, el control de acceso a medios y el direccionamiento. Se introducen las colas de software para mostrar cómo almacenar datos en búfer entre las ISR de comunicación y otras partes del programa. A continuación, se investigan tres protocolos y sus periféricos de soporte: SPI, serie asíncrona (UART) e I2C. La comunicación UART se demuestra utilizando la MCU de depuración de la FRDM-KL25Z como puente de puerto serie a través de USB a la PC. La comunicación I2C se demuestra utilizando el acelerómetro de 3 ejes incorporado en la FRDM-KL25Z con interfaz I2C.
El capítulo 9 introduce el periférico de acceso directo a memoria y su capacidad para transferir datos de forma autónoma, descargando trabajo de la CPU y ofreciendo un rendimiento drásticamente mejorado. Los ejemplos incluyen el uso de DMA para la copia masiva de datos y para la generación de formas de onda analógicas basadas en DAC con temporización precisa.
Un apéndice cubre cómo medir el uso de energía en la placa FRDM-KL25Z, incluida la desconexión de la MCU de depuración para reducir la energía. También se presenta la medición de energía utilizando un ultracondensador.
Para uso en los departamentos de ECE, EE y CS.
Author: Alexander G. Dean
Publisher: Arm Education Media UK
Published: 28/03/2017
Pages: 316
Binding Type: Tapa blanda
Weight: 1.25lbs
Size: 9.69h x 7.44w x 0.66d
ISBN13: 9781911531036
ISBN10: 1911531034
BISAC Categories:
- Computadoras | Ingeniería informática
- Educación | Computadoras y tecnología
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