《ARM Cortex-M4 微控制器深度實戰(zhàn)》前言
嵌入式領(lǐng)域的發(fā)展日新月異，你也許還沒有注意到，但是如果你停下來想一想 MCU 系統(tǒng)十年前的樣子并與當(dāng)今的 MCU 系統(tǒng)比較一下，你會發(fā)現(xiàn) PCB 設(shè)計、元件封裝、集成度、時鐘速度和內(nèi)存大小已經(jīng)經(jīng)歷了好幾代的變化。在這方面最熱門的話題之一是仍在使用8 位 MCU 的用戶何時才能擺脫傳統(tǒng)架構(gòu)并轉(zhuǎn)向使用更先進(jìn)的 32 位微控制器架構(gòu)，如基于 ARM Cortex-M 的 MCU 系列。在過去幾年里，嵌入式開發(fā)者向 32 位 MCU 的遷移一直呈現(xiàn)強(qiáng)勁勢頭，采取這一行動的最強(qiáng)有力的理由是市場和消費者對嵌入式產(chǎn)品復(fù)雜性的需求大大增加。隨著嵌入式產(chǎn)品彼此互聯(lián)越來越多、功能越來越豐富，目前的 8 位和 16 位 MCU 已經(jīng)無法滿足處理要求，即使 8 位或 16 位 MCU 能夠滿足當(dāng)前的項目需求，它也存在限制未來產(chǎn)品升級和代碼重復(fù)使用的嚴(yán)重風(fēng)險；第二個常見原因是嵌入式開發(fā)者開始認(rèn)識到遷移到 32 位 MCU 帶來的好處，且不說 32 位 MCU 能提供超過 10 倍的性能，單說這種遷移本身就能夠帶來更低的能耗、更小的程序代碼、更快的軟件開發(fā)時間以及更好的軟件重用性。
隨著近年來制造工藝的不斷進(jìn)步，ARM Cortex 微控制器的成本也不斷降低，已經(jīng)與 8 位和 16 位微控制器處于同等水平；另一個原因是基于 ARM 的器件的選擇余地、性能范圍和可用性。如今，越來越多的微控制器供應(yīng)商提供基于 ARM 的微控制器，這些產(chǎn)品能提供選擇范圍更廣的外設(shè)、性能、內(nèi)存大小、封裝、成本等等。另外，基于 ARM Cortex-M 的微控制器還具有專門針對微控制器應(yīng)用的一些特性，這些特性使 ARM 微控制器具有日益廣泛的應(yīng)用范圍。與此同時，基于 ARM 的微控制器的價格在過去 5 年里已大幅降低，并且面向開發(fā)者的低成本甚至免費開發(fā)工具也越來越多。
與其它架構(gòu)相比，選擇基于 ARM 的微控制器也是更好的投資，F(xiàn)今，針對 ARM 微控制器開發(fā)的軟件代碼可在未來多年內(nèi)供為數(shù)眾多的微控制器供應(yīng)商重復(fù)使用。隨著 ARM 架構(gòu)的應(yīng)用更加廣泛，聘請具有 ARM 架構(gòu)行業(yè)經(jīng)驗的軟件工程師也比聘請其他架構(gòu)工程師更加容易，這也使得嵌入式開發(fā)者的產(chǎn)品和資產(chǎn)能夠更加面向未來。
微控制器的選型以新唐公司 ARM Cortex-M4 內(nèi)核的 NuMicro M451 系列微控制器為藍(lán)本，目前新唐已推出功能更強(qiáng)大的M471系列、M480系列、NUC505系列，本書的大部分內(nèi)容同樣適用，穎特新科技代理新唐全系列MCU，M451RG6AE、M451VG6AE、M484SIDAE、M487SIDAE主推。此前，本人已經(jīng)編寫了《51 單片機(jī)C 語言創(chuàng)新教程》、《ARM Cortex-M0 微控制器原理與實踐》、《ARM Cortex-M0 微控制器深度實戰(zhàn)》等書籍，并在北京航空航天大學(xué)成功出版。
本書籍本書主要特色是邊學(xué)邊做，不是單純的理論講解，各章節(jié)中規(guī)中矩，遵循由簡到繁、循序漸進(jìn)的編排方式。本書大部分的內(nèi)容均來自本人的項目經(jīng)驗，因而許多 C 語言代碼能夠直接應(yīng)用到工程項目中去，且代碼風(fēng)格良好。書中還介紹了如何驅(qū)動 TFT 屏、觸摸控制、SD 卡數(shù)據(jù)讀寫、FAT 文件系統(tǒng)的移植、觸摸按鍵、FreeRTOS 移植于應(yīng)用、UCGUI 的移植與應(yīng)用、智能家居下常用的無線串口模組的使用、FM 收音機(jī)、FM 空中音頻傳輸、MPU6050 六軸傳感器、uip 網(wǎng)絡(luò)編程、CAN 總線、紅外數(shù)據(jù)收發(fā)、usb 協(xié)議、音頻編解碼、攝像頭編程、藍(lán)牙通信、2.4GHz 通信、WiFi 通信等，而這些內(nèi)容在很多同類型書籍中并不具備，恰恰也是踏出社會工作經(jīng)常要接觸的。其中配套的資料提供各章節(jié)的實例代碼，可使讀者在短時間內(nèi)迅速掌握 NuMicro M451 系列微控制器應(yīng)用技巧，并可向讀者提供配套開發(fā)板。
天下大事，必作于細(xì)，無論是從微控制器入門與深入的角度出發(fā)，還是從實踐性與技術(shù)性的角度出發(fā)，都是本書的亮點，可以說是作者用盡了心血進(jìn)行編寫，多年工作經(jīng)驗的積累，讀者通過學(xué)習(xí)本書相當(dāng)于繼承了作者的思路與經(jīng)驗，找到了學(xué)習(xí)微控制器的快捷徑，能夠花最少的時間獲得最佳的學(xué)習(xí)效果，節(jié)省不必要的摸爬打滾的時間。
參與本書編寫工作的主要人員有溫子祺、冼安勝、林秩謙等 3 人，最終方案的確定和本書的定稿全部由溫子祺負(fù)責(zé)；感謝新唐科技股份有限公司的賈雪巍先生、北京航空航天大學(xué)出版社的胡曉柏主任，在從寫書到出版的過程中提出了不少有價值的參考意見，讓此書不斷完善。
本書主要取材于實際的項目開發(fā)經(jīng)驗，對于微控制器編程的程序員說是一個很好的消息，本書例程不但編程規(guī)范良好，代碼具有良好的移植性，移植到不同的平臺同樣十分之方便。最后希望本書能對微控制器應(yīng)用推廣起到一定的作用，由于程序代碼較復(fù)雜、圖表比較多，難免會有紕漏，懇請讀者批評指正，并且可以通過該 E-mail 地址：wenziqi@hotmail.com 進(jìn)行反饋。
溫子祺
2016 年 8 月 29日
編輯：admin 最后修改時間：2022-06-02
