Systemy wbudowane steruj

Osoby które kupowały "Wydajne systemy wbudowane w j", wybierały także:

• Język C. Solidna wiedza w praktyce. Wydanie VIII 199,00 zł, (99,50 zł -50%)
• J 77,00 zł, (38,50 zł -50%)
• Język C. Programowanie mikrokontrolerów i komputerów 24,90 zł, (12,45 zł -50%)
• Tablice informatyczne. C 16,98 zł, (8,49 zł -50%)
• Unreal Engine. Nauka pisania gier dla kreatywnych 57,00 zł, (28,50 zł -50%)

Spis treści

Wydajne systemy wbudowane w języku C. Niskopoziomowe programowanie mikrokontrolerów ARM eBook -- spis treści

O autorze

O recenzencie

Przedmowa

Wstęp

Rozdział 1. Przygotowywanie warsztatu pracy

• Wymagania techniczne
• Podstawowe narzędzia do tworzenia oprogramowania dla mikrokontrolerów
  • Instalacja STM32CubeIDE
  • Instalacja GNU Arm Embedded Toolchain
  • Instalacja OpenOCD
• Płytka rozwojowa
  • Funkcje płytki rozwojowej
  • Przegląd płytki rozwojowej NUCLEO-F411
• Karty katalogowe i instrukcje - odkrywanie szczegółów
  • Dokumentacja STMicroelectronics
  • Ogólny przewodnik użytkownika ARM
  • Pobieranie dokumentów
• Praca w środowisku STM32CubeIDE
• Ikony sterujące
• Podsumowanie

Rozdział 2. Konstruowanie rejestrów układów peryferyjnych na podstawie adresów pamięci

• Wymagania techniczne
• Różne metody tworzenia oprogramowania układowego
  • HAL
  • LL
  • Programowanie niskopoziomowe w C
  • Asembler
• Komponenty na płytce rozwojowej
  • Lokalizowanie połączenia diody LED
  • Lokalizowanie połączenia przycisku użytkownika
  • Lokalizowanie goldpinów i złączy kompatybilnych z Arduino
• Definiowanie i tworzenie rejestrów na podstawie dokumentacji
  • Lokalizowanie portu GPIO PORTA
  • Bramkowanie zegara
  • AHB1 ENR
  • Ustawianie i zerowanie bitów w rejestrach
  • Rejestr trybu portu GPIO (GPIOx_MODER)
  • Rejestr danych wyjściowych portu GPIO (GPIOx_ODR)
• Manipulowanie rejestrami - od konfiguracji do uruchomienia pierwszego programu
  • Definicje rejestrów
  • Przyrostek UL
  • Funkcja main
• Podsumowanie

Rozdział 3. Proces budowania programów i eksplorowanie narzędzi GNU

• Wymagania techniczne
• Podstawy - proces budowania oprogramowania wbudowanego
  • Etap przetwarzania wstępnego
  • Etap kompilacji
  • Etap asemblacji
  • Etap konsolidacji
  • Etap lokalizacji
• Przegląd narzędzi GNU dla systemów wbudowanych
  • arm-none-eabi-gcc
  • Często używane flagi kompilatora
  • Niektóre flagi specyficzne dla architektury
  • Inne polecenia w zestawie narzędzi GNU Arm Embedded Toolchain
• Od IDE do wiersza poleceń - analiza procesu budowania programu
  • Proces budowania oprogramowania z perspektywy IDE
  • Kompilacja plików asemblera i C
  • Praca z narzędziami binarnymi GNU
  • Wgrywanie oprogramowania układowego do mikrokontrolera za pomocą OpenOCD
• Podsumowanie

Rozdział 4. Tworzenie skryptu linkera i pliku startowego

• Wymagania techniczne
• Model pamięci STM32
  • Pamięć flash
  • SRAM
  • Pamięć układów peryferyjnych
• Skrypt linkera
  • Proces konsolidacji
  • Kluczowe elementy skryptu linkera
  • Dyrektywy w skrypcie linkera
  • Stałe w skryptach linkera
  • Symbole w skryptach linkera
• Pisanie skryptu linkera i pliku startowego
  • Regiony pamięci, do których wczytywane są poszczególne sekcje
  • Przerwania i tablica wektorów
  • Pisanie skryptu linkera
  • Pisanie pliku startowego
  • Testowanie skryptu linkera i pliku startowego
• Podsumowanie

Rozdział 5. System Make

• Wymagania techniczne
• Wprowadzenie do systemów budowania oprogramowania
  • Make
  • Maven
• System budowania Make
  • Podstawy systemu Make
  • Instalowanie i konfigurowanie systemu Make
• Tworzenie plików Makefile dla projektów oprogramowania układowego
  • Testowanie pliku Makefile
  • Stosowanie zmiennych specjalnych i zdefiniowanych przez użytkownika
• Podsumowanie

Rozdział 6. Common Microcontroller Software Interface Standard (CMSIS)

• Wymagania techniczne
• Definiowanie rejestrów układów peryferyjnych za pomocą struktur C
  • Uzyskiwanie adresu bazowego i przesunięć rejestrów
  • Implementowanie struktur układów peryferyjnych
  • Dostęp do rejestrów oparty na strukturach
• Omówienie CMSIS
  • Czym jest CMSIS?
  • Kluczowe elementy CMSIS
  • Zasady kodowania CMSIS
  • Pliki CMSIS-Core
• Przygotowywanie wymaganych plików CMSIS
  • Dołączanie odpowiednich plików nagłówkowych
  • Praca z plikami CMSIS
• Podsumowanie

Rozdział 7. Wejście-wyjście ogólnego przeznaczenia (GPIO)

• Wymagania techniczne
• Układ peryferyjny GPIO
• Rejestry GPIO w mikrokontrolerach STM32
  • Rejestr trybu GPIO (GPIOx_MODER)
  • Rejestr danych wyjściowych GPIO (GPIOx_ODR) oraz rejestr danych wejściowych GPIO (GPIOx_IDR)
  • Rejestr ustawiania/zerowania bitów GPIO (GPIOx_BSRR)
  • Rejestry alternatywnych funkcji GPIO (GPIOx_AFRL i GPIOx_AFRH)
• Tworzenie sterowników wejścia i wyjścia
  • Sterownik wyjścia GPIO wykorzystujący rejestr BSRR
  • Sterownik wejścia GPIO
• Podsumowanie

Rozdział 8. Timer systemowy (SysTick)

• Wymagania techniczne
• Wprowadzenie do timera SysTick
  • Przegląd timera SysTick
  • Rejestry timera SysTick
• Tworzenie sterownika timera SysTick
• Podsumowanie

Rozdział 9. Timery ogólnego przeznaczenia (TIM)

• Wymagania techniczne
• Wprowadzenie do timerów i ich zastosowań
• Typowe zastosowania timerów
  • Pomiar interwałów czasowych
  • Generowanie opóźnień
  • Wyzwalanie zdarzeń
• Timery STM32
  • Wprowadzenie do timerów ogólnego przeznaczenia i timerów zaawansowanych
  • Jak działają timery w mikrokontrolerach STM32?
• Tworzenie sterownika timera
• Podsumowanie

Rozdział 10. Protokół uniwersalnego asynchronicznego odbiornika-nadajnika (UART)

• Wymagania techniczne
• Wprowadzenie do protokołów komunikacyjnych
  • Czym są protokoły komunikacyjne?
  • Porównanie interfejsów UART, SPI i I2C
  • Typowe zastosowania protokołów UART, SPI i I2C
• Przegląd protokołu UART
  • Czym jest UART?
  • Interfejs
  • Jak działa UART?
  • Układ peryferyjny UART w mikrokontrolerze STM32F4
• Tworzenie sterownika UART
• Podsumowanie

Rozdział 11. Przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC)

• Wymagania techniczne
• Podstawy konwersji analogowo-cyfrowej
  • Czym jest konwersja analogowo-cyfrowa?
  • Kluczowe parametry ADC - rozdzielczość, wielkość kroku kwantyzacji oraz napięcie referencyjne (VREF)
• Układ peryferyjny ADC w mikrokontrolerze STM32F4
  • Kanały ADC
  • Kanały zwykłe i wstrzykiwane w przetwornikach ADC mikrokontrolerów STM32F411
• Kluczowe rejestry i flagi ADC
  • 1. rejestr sterujący ADC (ADC_CR1)
  • 2. rejestr sterujący ADC (ADC_CR2)
  • Rejestr sekwencji zwykłej ADC (ADC_SQRx)
  • Rejestr danych ADC (ADC_DR)
  • Rejestr statusu ADC (ADC_SR)
  • Kluczowe flagi ADC
• Tworzenie sterownika ADC
  • Identyfikowanie pinów GPIO na użytek ADC
• Podsumowanie

Rozdział 12. Serial Peripheral Interface (SPI)

• Wymagania techniczne
• Przegląd protokołu SPI
  • Czym jest SPI?
  • Kluczowe cechy protokołu SPI
  • Interfejs SPI
  • Jak działa SPI?
  • CPHA i CPOL
  • Tryby danych
  • Prędkość SPI
• Układ peryferyjny SPI w mikrokontrolerze STM32F4
  • Kluczowe cechy
  • Kluczowe rejestry SPI
• Tworzenie sterownika SPI
  • Zdefiniowane makra
  • Inicjalizacja pinów GPIO na użytek SPI
  • Konfiguracja SPI1
  • Wysyłanie danych przez SPI
  • Odbieranie danych przez SPI
  • Zarządzanie linią SS
  • Plik nagłówkowy
  • Akcelerometr ADXL345
  • Kluczowe pojęcia - statyczne przyspieszenie grawitacyjne, wykrywanie nachylenia oraz przyspieszenie dynamiczne
  • Tworzenie sterownika akcelerometru ADXL345
• Podsumowanie

Rozdział 13. Inter-Integrated Circuit (I2C)

• Wymagania techniczne
• Przegląd protokołu I2C
  • Czym jest I2C?
• Układ peryferyjny I2C w mikrokontrolerach STM32F4
  • Kluczowe rejestry I2C
• Tworzenie sterownika I2C
• Podsumowanie

Rozdział 14. Przerwania i zdarzenia zewnętrzne (EXTI)

• Wymagania techniczne
• Przerwania i ich rola w oprogramowaniu układowym
  • Czym są przerwania?
  • Jak działają przerwania?
  • Znaczenie przerwań w oprogramowaniu układowym
  • Przerwania a wyjątki
  • Analiza porównawcza: rozwiązania oparte na przerwaniach a rozwiązania oparte na odpytywaniu
• Kontroler EXTI w STM32
  • Kluczowe cechy EXTI
  • Odwzorowywanie zewnętrznych linii przerwań/zdarzeń
• Tworzenie sterownika EXTI
  • EXTI_IMR
  • EXTI_RTSR
  • EXTI_FTSR
  • Rejestr przerwań oczekujących (EXTI_PR)
  • Sterownik EXTI
• Podsumowanie

Rozdział 15. Zegar czasu rzeczywistego (RTC)

• Wymagania techniczne
• Zegary RTC
  • Jak działają zegary RTC?
  • Typowe zastosowania zegarów RTC
• Moduł RTC w mikrokontrolerach STM32
  • Główne cechy modułu RTC w STM32F4
  • Kluczowe elementy modułu RTC w STM32F4
• Kluczowe rejestry RTC
  • Rejestr czasu RTC (RTC_TR)
  • Rejestr daty RTC (RTC_DR)
  • Rejestr sterujący RTC (RTC_CR)
  • Rejestr inicjalizacji i statusu RTC (RTC_ISR)
  • Rejestr preskalera RTC (RTC_PRER)
  • Rejestry alarmów RTC (RTC_ALRMAR i RTC_ALRMBR)
  • Rejestr timera wybudzania RTC (RTC_WUTR)
• Tworzenie sterownika RTC
  • Plik implementacji RTC
  • Format BCD
  • Plik nagłówkowy
  • Główny plik
• Podsumowanie

Rozdział 16. Niezależny watchdog (IWDG)

• Wymagania techniczne
• Watchdogi
  • Czym są watchdogi?
  • Jak działa watchdog?
  • Typowe zastosowania
  • Typy watchdogów
• IWDG w mikrokontrolerach STM32
  • Kluczowe cechy IWDG
  • Jak działa IWDG?
  • Rejestry IWDG
• Tworzenie sterownika IWDG
  • Plik implementacji IWDG
  • Plik nagłówkowy
  • Główny plik
  • Testowanie projektu
• Podsumowanie

Rozdział 17. Bezpośredni dostęp do pamięci (DMA)

• Wymagania techniczne
• Bezpośredni dostęp do pamięci (DMA)
  • Jak działa DMA?
  • Kluczowe cechy
  • Typowe zastosowania
• Moduły DMA mikrokontrolera STM32F4
  • Kluczowe cechy kontrolera DMA w mikrokontrolerze STM32F4
  • Tryby transferu
  • Tryby danych DMA
  • Schemat blokowy modułu DMA w mikrokontrolerze STM32F4
  • Kluczowe rejestry DMA w mikrokontrolerach STM32
• Tworzenie sterownika DMA
  • Sterownik DMA dla przetwornika ADC
• Sterownik DMA dla układu UART
• Sterownik DMA do transferu danych między obszarami pamięci
• Podsumowanie

Rozdział 18. Zarządzanie energią i efektywność energetyczna w systemach wbudowanych

• Wymagania techniczne
• Przegląd technik zarządzania energią
  • Dynamiczne skalowanie napięcia i częstotliwości (DVFS)
  • Bramkowanie zegara
  • Bramkowanie zasilania
  • Tryby niskiego poboru mocy
  • Studium przypadku 1. Energooszczędny smartwatch
  • Studium przypadku 2. Monitor środowiskowy zasilany energią słoneczną
  • Tryby niskiego poboru mocy w mikrokontrolerze STM32F4
• Źródła i wyzwalacze wybudzania w STM32F4
  • Źródła wybudzania
  • Kwestie praktyczne
• Tworzenie sterownika do wchodzenia w stan gotowości i wybudzania mikrokontrolera
• Podsumowanie

Skorowidz