菜鸟ARM学习笔记proteus仿真.docx
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菜鸟ARM学习笔记proteus仿真
菜鸟的ARM学习笔记
下面就是我学习ARM的第一阶段的记录，这段时间的学习基本上是使用Proteus配合KEIL做简单的实验（最后有实验的目录以及下载地址）。
通过该阶段的学习，算是对ARM的基本结构有了了解。
该阶段主要学习资料是《基于PROTEUS的ARM虚拟开发技术》，以及另外一本ARM体系结构的书籍，感觉这类书都差不多。
学习ARM前需要的基础
1.前辈学习ARM的经验！
（我是在嵌入式开发联盟的新人区看的帖子。
）
2.掌握C语言编程。
3.了解简单的微机算计原理知识，例如二进制，计算机程序的执行过程，总线（数据、地址、控制），软件系统（系统软件与应用软件）。
4.听说过RISC与CISC，高级语言与低级语言的区别。
5.最好听说过串行传输与并行传输。
6.普林斯顿（ARM7）和哈佛结构（ARM9、10、11—）。
什么是ARM？
学ARM，自然要理解ARM是什么，也好明确学习目标。
网上的资料很多，“ARM是一家公司，也是一个处理器体系”……我将学ARM分为以下几类：
1.做ARM的核心研发。
也就是进ARM公司做IP核，应该是学电子之类的东西吧。
2.买ARM的IP核，做具体的嵌入式处理器、核心板，例如三星和NXP。
3.买ARM核心板，连接外围电路制作教育用或开发用的开发板，或者直接开发其它中断产品。
4.买ARM开发板做产品，要做系统软件和应用软件。
3和4基本并列了。
ARM基础
任何一本介绍ARM体系结构书籍都应该有这些内容。
处理器模式
用户模式、特权模式又分为系统模式、管理模式、快中断模式、中断模式、终止模式、未定义指令终止模式。
2.寄存器
R0-R7、R15和CPSR是所有模式共享的。
R8-R12出快中断模式有RX-fiq外所有模式共享。
R13、R14和SPSR只有用户模式和系统模式共享，其它都有似有SPSR。
R15（PC）程序计数器
R16（CPSR）程序转台寄存器
R13（SP）堆栈指针
P14（LR）链接寄存器
ARM指令集汇编程序设计
略了，我看了，但是做Proteus仿真实验没用上，两天就忘了。
LPC2000
我买的3本ARM入门书籍中有两本都是以LPC2000系列为例的，其实从网上可以下载到具体LPC2XXX处理器的datasheet，上面的资料是最权威和详尽的。
引脚选择
PINSEL0、PINSEL1设置各个引脚的功能。
中断
中断的寄存器太多了，没记。
GPIO
做输入输出。
以P0口为例，寄存器有IO0PIN、IO0SET、IO0DIR、IO0CLR。
存储器
1.LPC2000可用地址为4GB，内部2GB（0~0x7FFFFFFF），外部2GB（0x80000000~0xDFFFFFFF），高0.5GB是I/O设备地址空间（0xE0000000~0xFFFFFFFF）。
2.内部最低128KB或256KB为Flash。
3.高1GB（0x40000000~0x7FFFFFFF）为SRAM。
其中0x40000000~0x40001FFF为片内SRAM。
4.I/O部分，低2MB（0xE0000000~0xE001FFFFF）为VPB外设空间，高2MB（0xFFE00000~0xFFFFFFFF）为AHB外设空间。
5.FLASH加速模块。
MAMCR设置是否允许加速、MAMTIM设置预取处理器时钟。
时钟
cclk、pclk
分振荡器模式和从属模式，振荡器Fosc经PLL升频为cclk，cclk经过VPB分频后为pclk。
设置cclk
PLLCFG设置PLL倍频M，PLL分频器值P
PLLCONPLL的允许与连接
PLLSTAT读取PLL状态
PLLFEED使PLL设置生效
例Fosc=12MHz，cclk=60MHz，则M=60/12-1=4，因为Fcco=P*cclk*2（要求156M~320MHz）。
设置pclk
由VPBDIV设置00为4分频、01为不分频、10为二分频。
定时器
pclk定时，定时器为32位，从0计数到0xFFFFFFFF。
以T0为例
T0TC，计数器初值
T0PR，定时计数器分频，pclk/（PR+1）
T0MR0~3，匹配值，当计数带到时候，按照T0MCR的设置触发不同动作。
T0MCR，计数器到达匹配值的动作（复位、中断、停止）
T0EMR，外部匹配寄存器，到达匹配值时候外部引脚的操作（MAT0.0~3）
T0CCR，外部引脚有特定动作时候，计数值存入T0CR0~3，设置是否触发中断
T0CR0~3，在T0CCR控制下存TC值。
T0TCR，复位与使能
T0IR，对应MR与CR中断
PWM
看门狗
Pclk四分频后控看门狗的32为计数器减一。
WDTC，看门狗计数器初值。
WDMOD，看门狗工作模式，可以开启和复位看门狗。
WDFEED，喂狗寄存器。
WDTV，看门狗计数器当前值。
UART
引脚RxD0，TxD0
U0RBR，暂存接受数据。
U0THR，暂存发送数据。
访问它时，U0LCR的DLAB位为0。
U0IER，串口个状态的中断允许。
U0IIR，中断标志。
U0FCR，控制UART的FIFO（暂时没明白）。
U0LCR，传输模式。
U0LSR，当前状态（错误指示）。
U0DLL、U0DLM，pclk/（U0DLLU0DLM），访问时UOLCR的DLAB位为1。
SPI
全双工同步串行接口
引脚：
SCK0，串行时钟。
SSEL0，从机选择。
MISO，主机输入，从机输出。
MOSI，主机输出，从机输入。
寄存器：
S0SPCR，SPI控制。
S0SPSR，SPI状态。
S0SPDR，SPI数据。
S0SPCCR，控制SCK的频率。
必须为偶数且大于等于8。
（指示一个SCK周期中的pclk周期）
S0SPINT，SPI中断。
I2C
引脚：
SDA，SCL
寄存器：
I2CONSET
I2CONCLR
I2CON
上面三个寄存器控制应答标志位，中断标志、停止和起始以及I2C使能。
I2STAT，I2C状态。
I2DAT，I2C数据。
I2ADR，I2C从模式地址。
I2STAT，I2C状态。
I2SCLH，高电平占空比占pclk周期个数。
I2SCLL，低电平占空比占pclk周期个数。
分频fpclk/（I2SCLH+I2SCLL）。
AD转换
引脚：
AIN0~3
寄存器：
ADCR，工作模式选择。
ADDR，转换数据以及标志的暂存。
基于Proteus的ARM实验目录
菜鸟的ARM学习笔记（第一阶段）
1.LED闪烁——ARM的Proteus实验
2.开关控制LED——ARM的Proteus实验
3.LCD——ARM的Proteus实验
4.UART——ARM的Proteus实验
5.Eint1外部中断——ARM的Proteus实验
6.多个外部中断——ARM的Proteus实验
7.中断结合串口——ARM的Proteus实验
8.定时器——ARM的Proteus实验
9.SPI通信——ARM的Proteus实验
10.SPI通信（多从设备）——ARM的Proteus实验
11.ADC数模转换——ARM的Proteus实验
1、LED闪烁——ARM的Proteus实验
实验原理
ARM（LPC21XX）的一个I/O口接LED，通过给它送0和1来设置LED的亮和灭。
Proteus仿真电路图
步骤
KEIL
1.创建新工程
2.选择ARM型号（KEIL会自动生成启动代码startup.s）
3.添加源文件，编写程序
4.设置项目选项（是否输出hex、lst文件，设置linkerscript）
Proteus
1.绘制电路图
2.载入程序
3.仿真
C语言源程序
/******************************************************************************/
/**/
/*led.c:
用ARM点亮一个led并闪烁,有点浪费……*/
/**/
/******************************************************************************/
#include
/*******************************************************************************
**函数名:
delay（）
**描述:
软件延时
********************************************************************************/
voiddelay（void）{
unsignedvolatilelongi,j;
for（i=0;i<60000;i++）
for（j=0;j<5;j++）
;
}
intmain（void）{
PINSEL0=0;/*设置引脚为GPIO*/
IO0DIR=0x000001;/*将P0.0设置为输出*/
IO0SET=0x000001;/*将P0.0置1，也就是让led灭*/
while
（1）{
IO0CLR=0x000001;
delay（）;
IO0SET=0x000001;
delay（）;
}
}
2、开关控制LED——ARM的Proteus实验
实验原理
ARM的P0.1口接按钮，再通过P0.0控制LED的亮、灭。
本实验的电路图以及实验均在上一个实验基础之上修改。
其中电路图只多了一个开关。
Proteus仿真电路图
实验步骤略（与上一实验相同）
C语言源程序
/******************************************************************************/
/**/
/*led.c:
用ARM实现开关控制led并亮灭,还是有点浪费……*/
/**/
/******************************************************************************/
#include
#defineP0_10x02;/*P0.1*/
/*******************************************************************************
**函数名:
delay（）
**描述:
软件延时
********************************************************************************/
voiddelay（void）{
unsignedvolatilelongi;
for（i=0;i<10000;i++）
;
}
intmain（void）{
intp01State;
PINSEL0=0;/*设置引脚为GPIO*/
IO0DIR=0x000001;/*将P0.0设置为输出*/
IO0SET=0x000001;/*将P0.0置1，也就是让led灭*/
while
（1）{
p01State=IO0PIN&P0_1;/*读取开关状态*/
if（p01State==0）{
IO0CLR=0x000001;
delay（）;
}
else{
IO0SET=0x000001;
delay（）;
}
}
}
3、LCD——ARM的Proteus实验
实验原理
ARM的P0.0口到P0.10口接LCD，P0.11接LED。
每过一段时间LED状态改变，LCD显示LED的状态。
Proteus仿真电路图
C语言源程序
#include
#definers（1<<8）
#definerw（1<<9）
#defineen（1<<10）
#definebusy（1<<7）//P0.7
typedefunsignedcharuint8;
uint8ledDown[]={"TheLEDisdown!
"};
uint8ledUp[]={"TheLEDisup!
"};
voidwaitLCD（）/*等待LCD*/
{
IO0DIR=0xf00;
while
（1）
{
IO0CLR=rs;
IO0SET=rw;
IO0SET=en;
if（!
（IO0PIN&busy））break;
IO0CLR=en;
}
IO0DIR=0xfff;
}
voidlcdOp（uint8dat）/*送LCD控制码*/
{
waitLCD（）;
IO0CLR=rs;
IO0CLR=rw;
IO0CLR=0xff;
IO0SET=dat;
IO0SET=en;
IO0CLR=en;
}
voidlcdData（uint8dat）/*送LCD显示数据*/
{
waitLCD（）;
IO0SET=rs;
IO0CLR=rw;
IO0CLR=0xff;
IO0SET=dat;
IO0SET=en;
IO0CLR=en;
}
voidlcdInit（void）/*初始化LCD，DataSheet里有建议的初始化代码*/
{
/*LCD配置为两行，5*7字体*/
lcdOp（0x38）;
lcdOp（0x38）;
lcdOp（0x06）;
lcdOp（0x0E）;
lcdOp（0x01）;
/*LCD配置为一行，5*10字体
lcdOp（0x34）;
lcdOp（0x34）;
lcdOp（0x06）;
lcdOp（0x0E）;
lcdOp（0x01）;
*/
}
voidlcdDisplay（uint8addr,uint8*p）/*LCD显示字符串*/
{
lcdOp（addr）;
while（*p!
='\0'）{
lcdData（*（p++））;
}
}
voidlcdClear（void）/*LCD清屏*/
{
lcdOp（0x01）;
}
voiddelay（void）{
unsignedvolatilelongi,j;
for（i=0;i<60000;i++）
for（j=0;j<10;j++）
;
}
intmain（void）
{
lcdInit（）;/*初始化LCD显示*/
IO0DIR=0xfff;//设置为输出口
IO0CLR=0xfff;
while
（1）{
IO0CLR=0x000800;
lcdDisplay（0x80,ledUp）;
delay（）;
lcdClear（）;
IO0SET=0x000800;
lcdDisplay（0x80,ledDown）;
delay（）;
lcdClear（）;
}
}
4、UART——ARM的Proteus实验
实验原理
ARM的P0.0口接LED，串口接Proteus的虚拟终端。
每隔一段时间改变一次LED的状态，并且在串口上输出LED的当前状态。
Proteus仿真电路图
C语言源程序
#include
#include"uart.h"
#defineCR0x0D
charledDown[]={"TheLEDisdown!
\n"};
charledUp[]={"TheLEDisup!
\n"};
intputchar（intch）{/*向串口输出一个字符*/
if（ch=='\n'）{
while（!
（U1LSR&0x20））;
U1THR=CR;a
}
while（!
（U1LSR&0x20））;
return（U1THR=ch）;
}
voiddelay（void）{
unsignedvolatilelongi,j;
for（i=0;i<60000;i++）
for（j=0;j<5;j++）
;
}
voidserialPuts（char*p）{/*向串口输出字符串*/
while（*p!
='\0'）{
putchar（*p++）;
}
}
intmain（void）{
/*开始初始化串口*/
PINSEL0=0x00050000;/*设置引脚，开串口功能*/
U1LCR=0x83;/*8位数据，无效验，一个停止位*/
U1DLL=97;/*VPB15MHz的时候波特率为9600*/
U1LCR=0x03;/*DLAB=0*/
/*结束初始化串口*/
IO0DIR=0x000001;/*将P0.0设置为输出*/
while
（1）{
IO0CLR=0x000001;
serialPuts（ledUp）;
delay（）;
IO0SET=0x000001;
serialPuts（ledDown）;
delay（）;
}
}
5、Eint1外部中断——ARM的Proteus实验
实验原理
ARM的P0.25接一个LED，引脚设置时连接EINT1功能，按钮触发中断。
中断服务程序另LED快速闪烁。
Proteus仿真电路图
C语言源程序
#include
#defineLEDCON0x02000000/*LED接在P0.25上*/
typedefunsignedintuint32;
voidIRQ_Eint1（void）__attribute__（（interrupt））;/*声明某函数为中断服务子程序的方法*/
uint32times=100;/*循环次数默认为100*/
voidIRQ_Eint1（void）{
times=5;
while（（EXTINT&0x02）!
=0）{
EXTINT=0x02;//清除EINT1中断标志
}
VICVectAddr=0;
}
voiddelay100（void）{
unsignedvolatilelongi,j;
for（i=0;i<10000;i++）
for（j=0;j;
if（times>100）{
times--;
}elseif（times<100）{
times++;
}
}
intmain（void）
{
IO0DIR=LEDCON;
PINSEL0=0x20000000;/*引脚选中EINT1功能*/
PINSEL1=0x00000000;
/*以下为中断控制部分*/
VICIntSelect=0;/*全部中断设置为IRQ，若某位为1是FIQ*/
VICIntEnable=0x00008000;/*使能EINT1，EINT为第15位*/
VICVectCntl1=0x2F;/*0xF,15号中断*/
VICVectAddr1=（int）IRQ_Eint1;/*设置中断服务子程序*/
EXTINT=0x07;
while
（1）{
IO0CLR=LEDCON;
delay100（）;
IO0SET=LEDCON;
delay100（）;
}
}
6、多个外部中断——ARM的Proteus实验
实验原理
ARM开启两个中断源Eint1与Eint2，分别用一个按钮来控制。
在没有中断的时候两个LED都缓慢闪烁，当任何一个中断被出发的时候，对应的LED会急促闪烁，逐渐回复正常。
Proteus仿真电路图
C语言源程序
#include
#defineLED10x02000000/*LED1接在P0.25上*/
#defineLED00x01000000/*LED0接在P0.24上*/
typedefunsignedintuint32;
voidEint1_ISR（void）__attribute__（（interrupt））;/*声明某函数为中断服务子程序的方法*/
voidEint0_ISR（void）__attribute__（（interrupt））;
uint32times=40;/*循环次数默认为40*/
voiddelay40（void）{
unsignedvolatilelongi,j;
for（i=0;i<10000;i++）
for（j=0;j;
if（times>40）{
times-=2;
}elseif（times<40）{
times+=2;
}
}
voidEint0_ISR（void）{
times=0;
while（times!
=40）{
IO0CLR=LED0;
delay40（）;
IO0SET=LED0;
delay40（）;
}
while（（EXTINT&0x01）!
=0）{
EXTINT=0x01;/*清除EINT0中断标志*/
}
VICVectAddr=0x00;
}
voidEint1_ISR（void）{
times=0;
while（times!
=40）{
IO0CLR=LED1;
delay40（）;
IO0SET=LED1;
delay40（）;
}
while（（EXTINT&0x02）!
=0）{
EXTINT=0x02;/*清除EINT1中断标志*/
}
VICVectAddr=0;
}
intmain（void）
{
IO0DIR=LED1|LED0;
PINSEL0=0x20000000;/*引脚选中EINT1功能*/
PINSEL1=0x00000001;/*引脚选中EINT0功能*/
/*以下为中断控制部分*/
VICIntSelect=0;/*全部中断设置为IRQ，若某位为1是FIQ*/
VICIntEnable=0x0000C000;/*使能EINT1、0，EINT1为第15位，0为14位*/
VICVectCntl0=0x2E;/*EIN
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