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本书共分为三部分，第一部分包含第1～3章，是有关Cortex-M3及LPC17XX的软、硬件基础部分。第二部分包含第4～13章，是有关LPC17XX的外设功能及实例部分。第三部分包含第14、15章，是根据LPC17XX设计的两个综合实例。本书采用NXP的固件库进行讲解，具有标准化、软件设计稳定的特点。本书提供了大量经过验证的硬件原理图和应用程序代码，方便读者参考设计。

目    录
第1章  Cortex-M3体系结构	（1）
1.1  Cortex-M3简介	（1）
1.1.1  ARM的历史	（1）
1.1.2  Cortex-M3的特征	（6）
1.2  内核寄存器	（8）
1.2.1  通用寄存器	（9）
1.2.2  连接寄存器	（9）
1.2.3  程序计数器	（9）
1.2.4  专用寄存器	（10）
1.3  操作模式和特权级别	（11）
1.4  存储器映射	（12）
1.4.1  地址空间	（12）
1.4.2  位带操作	（15）
1.4.3  端模式	（19）
1.5  总线接口	（20）
1.5.1  3级流水线	（20）
1.5.2  总线矩阵	（20）
1.6  存储器保护单元（MPU）	（22）
1.6.1  MPU概述	（22）
1.6.2  MPU的寄存器	（22）
1.6.3  MPU的使用	（23）
1.7  中断和异常	（24）
1.7.1  异常类型	（24）
1.7.2  异常优先级	（25）
1.7.3  异常响应过程	（27）
1.8  指令系统	（30）
1.9  小结	（32）
第2章  LPC17XX的硬件设计基础	（33）
2.1  LPC17XX概述	（33）
2.1.1  简介	（33）
2.1.2  特性	（34）
2.1.3  LPC17XX的结构图	（36）

2.2  LPC17XX的时钟与功率控制	（38）
2.2.1  振荡器	（39）
2.2.2  时钟源选择多路复用	（41）
2.2.3  PLL0	（42）
2.2.4  时钟分频器	（47）
2.2.5  功率控制	（50）
2.3  LPC17XX的引脚	（55）
2.3.1  LPC17XX的引脚连接模块	（55）
2.3.2  LPC17XX的引脚配置寄存器	（64）
2.4  最小系统设计	（67）
2.5  小结	（69）
第3章  LPC1700程序设计基础	（70）
3.1  RealView MDK开发环境	（70）
3.1.1  RealView MDK开发环境简介	（70）
3.1.2  工程创建、编译	（72）
3.1.3  Flash编程器	（79）
3.1.4  简易实例	（79）
3.2  CMSIS——Cortex-M3微控制器软件接口标准	（80）
3.2.1  CMSIS概述	（81）
3.2.2  CMSIS编码规范	（81）
3.2.3  CMSIS文件结构	（82）
3.2.4  核内外设访问层	（83）
3.3  LPC1700 CMSIS标准固件库	（89）
3.3.1  固件库的组织结构	（90）
3.3.2  固件库的驱动部分	（90）
3.3.3  驱动标识定义	（92）
3.4  小结	（93）
第4章  系统节拍定时器	（94）
4.1  系统节拍定时器概述	（94）
4.2  系统节拍定时器的原理	（94）
4.3  寄存器	（95）
4.3.1  系统节拍定时器的控制和状态寄存器（STCTRL）	（95）
4.3.2  系统节拍定时器的重载值寄存器（STRELOAD）	（97）
4.3.3  系统节拍定时器的当前值寄存器（STCURR）	（98）
4.3.4  系统节拍定时器的校准值寄存器（STCALIB）	（98）
4.4  使用系统节拍定时器测试程序运行时间实例	（99）
4.4.1  需求分析	（99）
4.4.2  软件设计	（99）
4.5  小结	（100）
第5章  GPIO——通用输入/输出	（101）
5.1  GPIO的功能	（101）
5.1.1  数字I/O端口功能	（101）
5.1.2  可产生中断的数字端口	（101）
5.1.3  可掉电唤醒	（102）
5.2  GPIO的寄存器	（102）
5.2.1  端口方向寄存器（FIOxDIR）	（103）
5.2.2  端口输出设置寄存器（FIOxSET）	（104）
5.2.3  端口输出清零寄存器（FIOxCLR）	（104）
5.2.4  端口引脚寄存器（FIOxPIN）	（105）
5.2.5  端口屏蔽寄存器（FIOxMASK）	（105）
5.3  GPIO构建小型声光报警系统实例	（106）
5.3.1  系统设计	（106）
5.3.2  硬件设计	（106）
5.3.3  软件设计	（106）
5.4  GPIO控制交流接触器实例	（107）
5.4.1  需求分析	（107）
5.4.2  硬件设计	（107）
5.4.3  软件设计	（108）
5.5  小结	（109）
第6章  嵌套向量中断	（110）
6.1  NVIC	（110）
6.1.1  特性	（110）
6.1.2  中断源	（111）
6.1.3  寄存器	（113）
6.1.4  软件中断	（115）
6.1.5  NVIC软件编程	（116）
6.2  外部中断	（117）
6.2.1  外部中断概述	（117）
6.2.2  外部中断寄存器	（118）
6.2.3  外部中断软件设计	（120）
6.3  GPIO中断	（121）
6.4  响应过零中断实例	（124）
6.4.1  需求分析	（124）
6.4.2  软件设计	（125）
6.5  小结	（126）
第7章  定时器	（127）
7.1  定时器概述	（127）
7.2  引脚与结构图	（128）
7.3  寄存器描述	（129）
7.4  定时器操作举例	（136）
7.5  软件设计	（138）
7.5.1  LPC17XX的定时器固件库	（138）
7.5.2  定时器的用法	（139）
7.6  利用LPC17XX实现频率计实例	（141）
7.6.1  硬件设计	（141）
7.6.2  软件设计	（142）
7.7  小结	（144）
第8章  通用异步接收/发送器UART	（145）
8.1  UART概述	（145）
8.1.1  UART的特点	（145）
8.1.2  UART的结构原理	（146）
8.1.3  UART的中断原理	（147）
8.1.4  基本配置	（148）
8.1.5  应用	（148）
8.2  引脚描述	（149）
8.3  寄存器	（150）
8.4  UART的编程基础	（163）
8.4.1  UART的数据处理方式	（163）
8.4.2  固件库	（165）
8.5  LPC17XX与PC串口通信实例	（168）
8.5.1  硬件设计	（168）
8.5.2  软件设计	（169）
8.6  小结	（175）
第9章  ADC	（176）
9.1  ADC概述	（176）
9.2  引脚描述	（178）
9.3  寄存器	（178）
9.4  ADC硬件设计实例	（185）
9.5  LPC17XX的ADCMSIS固件库	（186）
9.5.1  固件库的函数	（186）
9.5.2  固件库的用法	（186）
9.6  两路ADC通道同时采集实例	（190）
9.6.1  系统设计分析	（190）
9.6.2  软件设计	（191）
9.7  压力传感器A/D采集实例	（196）
9.7.1  需求分析	（196）
9.7.2  硬件设计	（197）
9.7.3  软件设计	（197）
9.8  小结	（200）
第10章  DAC	（201）
10.1  DAC概述	（201）
10.2  DAC寄存器	（202）
10.3  DAC实现波形发生器实例	（204）
10.4  语音报警系统实例	（207）
10.4.1  需求分析	（207）
10.4.2  硬件设计	（208）
10.4.3  软件设计	（208）
10.5  小结	（213）
第11章  SPI/SSP	（214）
11.1  SPI	（215）
11.1.1  LPC17XX的SPI概述	（215）
11.1.2  LPC17XX的SPI操作方式	（215）
11.1.3  SPI引脚	（217）
11.1.4  SPI的数据传输时序	（219）
11.1.5  SPI寄存器	（220）
11.2  SSP	（224）
11.2.1  SSP引脚	（224）
11.2.2  总线描述	（225）
11.2.3  寄存器描述	（230）
11.3  SPI/SSP驱动函数	（235）
11.4  LPC17XX的数码管显示实例	（237）
11.4.1  硬件设计	（238）
11.4.2  软件设计	（238）
11.5  小结	（240）
第12章  I2C	（241）
12.1  I2C的原理	（241）
12.1.1  I2C的描述	（241）
12.1.2  I2C的特点	（243）
12.1.3  I2C的结构	（244）
12.2  I2C引脚	（247）
12.3  I2C操作模式	（248）
12.3.1  主发送模式	（248）
12.3.2  主接收模式	（250）
12.3.3  从接收模式	（252）
12.3.4  从发送模式	（254）

12.4  寄存器描述与驱动函数库	（256）
12.4.1  I2C寄存器	（256）
12.4.2  驱动函数库	（263）
12.5  I2C读写EEPROM实例	（265）
12.5.1  硬件电路设计	（265）
12.5.2  软件设计	（266）
12.6  小结	（269）
第13章  PWM	（270）
13.1  PWM概述	（270）
13.1.1  PWM描述	（271）
13.1.2  PWM的特性	（272）
13.1.3  引脚	（272）
13.2  结构	（272）
13.3  PWM波形形式	（274）
13.4  寄存器	（275）
13.5  PWM应用	（282）
13.5.1  PWM驱动函数及用法	（283）
13.5.2  利用双边沿PWM模拟带死区形式的PWM	（284）
13.6  PWM实现LED灯的亮度调节实例	（287）
13.6.1  硬件设计	（287）
13.6.2  软件设计	（287）
13.7  小结	（289）
第14章  基于LPC1768温控系统的设计实例	（290）
14.1  系统需求	（290）
14.2  硬件设计	（296）
14.3  软件设计	（298）
14.4  小结	（304）
第15章  LPC1768的Modbus开关量	（305）
15.1  需求分析	（305）
15.1.1  开关量	（305）
15.1.2  现场总线	（305）
15.1.3  串行总线概述	（306）
15.2  硬件设计	（307）
15.3  软件设计	（309）
15.3.1  现场总线Modbus	（309）
15.3.2  Freemodbus的移植与使用	（313）
15.3.3  开关量操作函数	（323）
15.4  小结	（325）
参考文献	（326）

前    言
目前，采用NXP固件库讲解LPC17XX的书籍比较少。本书采用NXP标准固件库讲解了Cortex-M3内核的LPC17XX，并采用原理与实例结合的方式进行讲解。读者既可以在实际使用中直接采用固件库方式，也可以根据固件库的设计思想直接操作寄存器。
本书在讲解LPC17XX原理时穿插了NXP公司的固件库（NXP在Arm公司提出的CMSIS标准基础上，实现的一套标准固件库）的讲解。读者不仅可以根据NXP公司的固件库熟悉LPC17XX的原理，而且可以通过实例熟练掌握NXP公司的固件库。读者会发现将NXP公司的固件库应用到产品设计中可避免多人（次）书写驱动程序及个人对原理理解得不是非常完善而使驱动程序设计不合理的现象发生，并且可以加快产品的开发进度，避免将过多时间与精力浪费在底层设计上。目前，NXP公司的固件库版本拥有大量的客户群体，已经被许多的实时操作系统厂家使用，极大地减少了软件厂家自己开发BSP的工作量。
本书是作者根据多年在自动化控制领域的项目经验，采用讲解原理时结合多个实际应用的方式编写而成的。本书的最后两章给出了两个实例设计，属于工业现场应用比较广泛的两个实例。其中基于Modbus协议的开关量是用途非常广泛的一款工业产品，读者可以直接使用该案例。
全书共分为15章。其中第1～3章是基础；第4～13章是外设功能讲解；第14～15章是综合实例。
第1章主要讲解了Cortex-M3的基础与特征，主要包括寄存器、存储器映射、系统总线、存储器保护单元、嵌套中断控制器，是进行LPC17XX开发工作的理论基础。
第2章主要讲解了LPC17XX在硬件方面的基础工作，这是理解该芯片的基础，主要包括时钟、功率控制、引脚。
第3章是进行LPC17XX软件开发的准备工作，主要包括编译环境准备、烧写程序、ARM公司的CMSIS标准，以及NXP公司的固件库标准。其中CMSIS标准是理解目前ARM对软件组织结构及系统启动文件的规范，也是目前所有Cortex-M3内核CPU软件的设计要求与基础。
第4～13章讲解了LPC17XX的系统定时器、GPIO、NVIC、UART、I2C、SPI、ADC、DAC、PWM、定时器。其中每1章均提供了1～2个实际项目中的使用实例，并给出了芯片在实际工作中的注意事项及技巧（也可以说是作者的经验教训）。
第14与第15章是综合实例，分别讲解了用途比较广泛的温控箱设计与Modbus开关量设备。这两个实例都可以进行大量扩展应用。
第14章中介绍的温控箱实例在家用面包机、加热器中经常使用。在一些温度控制精度及控制速度要求较为严格的场合，如工业加热炉的加热，以及医疗中的细菌培养，药品、试剂的储存，疫苗、血液的冷藏和保温，透析液的加温都属于温控箱实例。读者可将本章的实例加以改进以用于这类场合。读者可以根据本章介绍的反馈控制的原理，熟悉如何从被控对象进行信号检测，控制器如何进行控制参数设定及驱动相应的执行机构进行控制的过程。
第15章中的Modbus的开关量在实际项目工程应用中属于用量比较大的产品，可以用来控制电信电力机房监控、安防系统、智能楼宇自控系统、工业集散分布系统、POS系统、银行自助系统、门禁考勤系统、环境检测系统、道路监控系统等。本书对该功能的硬件电路和软件实现进行了详细描述。
本书由笔者独立编著而成，工作量很大，在这期间，离不开我的家人在背后的支持。我在写书过程中没有很好地照顾好我的女儿，我对此心怀歉意。同时，我要感谢我的丈夫为书中的代码提供了验证工作，感谢大连医科大学对本书的支持。
本书在写作过程中参考了嵌入式领域前辈、同行的一些经验与心得，并有所引用，在此表示感谢。
本书的写作过程还得到了王敬栋、谭丽莎两位编辑的大力支持，在此表示感谢。
为了方便读者学习，本书提供书中的所有程序代码，请有需要的读者登录华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn）免费注册后进行下载，有问题时请在网站留言或与电子工业出版社联系（E-mail:hxedu@phei.com.cn）。
鉴于作者的水平有限，书中难免存在错误和不当之处，恳请读者批评和指正。


张燕妮    
2013年7月于大连

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