Einleitung 15. Teil I Grundlagen 25

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1 Einleitung 15 Teil I Grundlagen 25 1 Orientierung Kommerzielle IDEs Keil ^ Vision IAR Workbench Sourcery Codebench Atollic TrueSTUDIO CrossWorks for ARM Herstellergebundene IDEs ATMEL Studio Texas Instruments StellarisWare STMicroelectronics STVD Freie IDEs CooCox CoIDE NetBeans for C Developers Code::Blocks emide Edipse für C/C++-Entwickler Vorbereitende Arbeiten Hardware Software 37 2 ARM und CMSIS Einige Hintergrundinformationen Die Firma ARM Holdings PLC Das Geschäftsmodell CMSIS Implementierungen

2 2.3 Erzeugung der Bibliotheken libboard: Die Bibliothek für das Entwicklungsboard libchip: Die Bibliothek für den Mikrocontroller-Chip Weitere Software installieren SAM-BA SEGGER J-Link GDB Server via JTAG 67 3 Das erste Eclipse-Projekt Erstellen einer Projektschablone Workspace einrichten Anlegen eines neuen Projekts Projektspezifische Einstellungen C/C++ Build: Settings Weitere erforderliche Dateien board_cstartup_gnu.c und syscalls.c Linkerscriptdateien Konfiguration des Debuggers Fertigstellen des Templates Anwendung der Erweiterung Hello World! Grundlegende Hinweise Erstellen des Projekts 04_oi_Blinky Importieren der Schablone Der Sourcecode von Blinky Blinky im Debugger ausfuhren Debugging light Was Sie benötigen Konfiguration der Schnittstelle Programm laden und ausführen Vorteile und Nachteile dieser Methode 134 Teil II Einfache Grundlagen der Elektronik Der ATMEL SAM3S4B Die ATMEL-SAM3S-Familie Übersicht 140 6

3 5.2 Das Datenblatt DOC Der Aufbau von DOC Mikrocontroller anderer Hersteller Elektrische Daten des SAM3S Minimum-und Maximumwerte Elektrische Versorgungsspannungen Gleichstromwerte System Controller CHIP_ID Das Projekt C>5_OI_CH1PID Erläuterungen Weiterfuhrende Literatur Elektronik Digitale Ausgänge Ports A, B und C im Reset-Zustand Schalten kleiner Ströme Current Sourcing Current Sinking Dimensionierung bei Current Sourcing und Current Sinking Vor-und Nachteile beider Betriebsarten Schalten größerer Ströme Bipolare Transistoren FeldefFekt-Transistoren (FETs) Schalten mit Optokopplern Schalten von Leistungstransistoren Schalten induktiver Lasten (Relais, Elektromagnete, Motoren) Digitale Eingänge.' Grundlegende Betrachtungen Einfachste Form der Beschaltung Bessere Form der Beschaltung Erfassen größerer Spannungen I Erfassen größerer Spannungen II Allgemeine Anmerkungen 198

4 7 Anwendungen LC-Displays Die Hardware Projekt 07_OI_LCD Segment-Anzeigen Kein Datenblatt verfugbar? Eine Möglichkeit der Ansteuerung 226 Teil III Basiskomponenten NVIC, PMC, Clock Generator und SUPC Allgemeines zu Interrupts Asynchrone Ereignisse Der NVIC - Nested Vector Interrupt Controller Zuordnung der Interrupt-Quellen Tail Chaining CMS IS-Funktionen für den NVIC (Kein) Beispiel Software-Interrupts Tipps und Empfehlungen Der Clock Generator / Taktgenerator Funktionen des Clock Generators Der PMC - Power Management Controller Aufgaben des PMC Die Taktsignale des PMC Weitere Informationen zum PMC Ausgewählte Register des PMC Der SUPC - Supply Controller Parallel Input/Output Controller Port-Register und -Betriebsarten PIOA, PIOB und PIOC Die Register von PIOA, PIOB und PIOC Input-Ports in der Praxis Das Projekt Ö9_OI_INPUT_SAMPLE Das Ergebnis 296 8

5 10 Timer und Counter, Teil i Real-time Timer RTT Projekt IO_OI_RTT Die Register des RTT RTC - Die Echtzeituhr Das Projekt IO_02_RTC Projekt io_02_rtc_advanced Die Register der RTC Der Watchdog-Timer WDT Projekt IO_03_WDT Register des WDT Der System-Timer SysTick Grundlegende Funktion Anwendung von SysTick Konfiguration des SysTick Register des System-Timers SysTick SysTick-Interrupt Abschlussbetrachtung Timer und Counter, Teil Timer/Counter, Grundlagen Einsatzgebiete von Timern und Countern Grundlegende Betrachtungen Triggern der Counter Timer/Counter programmieren PlO-Controller konfigurieren PMC konfigurieren NVIC konfigurieren Die Register der Timer/Counter TC-und TC-Channel-Register Projekt II_OI_TIMER_COUNTER global.h tcwave.h und tcwave.c tccapture.h und tccapture.c main.c 385

6 Teil IV Weiterführende Komponenten Peripheral DMA Controller (PDC) Prinzipieller Aufbau Voll-Duplex-fahige Peripherie Halb-Duplex-fahige Peripherie Monodirektionale Peripherie Voll-Duplex- und Halb-Duplex-Kanäle Monodirektionale Kanäle PDC-Register Receive Pointer Register (PERIPH_RPR) Receive Counter Register (PERIPH_RCR) Transmit Pointer Register (PERIPH_TPR) Transmit Counter Register (P_TCR) Weitere Receive- und Transmit-Register Transfer Control Register (PERIPH_PTCR) Transfer Status Register (PERIPH_PTSR) Schlussbetrachtung PWM - Pulsweitenmodulation Was ist Pulsweitenmodulation? Pulsweitenmodulation - aber wozu? Der PWMC der AT9iSAM3S-Familie Abhängigkeiten des PWMC Die CMS IS-Funktion des PWMC Zuordnung der PWM-Anschlüsse Projekt i3_oi_pwm board_olimex.h pulsewidthmod.h pulsewidthmod.c terminal.c main.c Drehzahlregelung eines DC-Motors Dimensionierung der Schaltung Drehrichtungswechsel Analoge und digitale Größen Vereinfachte Grundlagen DACC - Digital-to-Analog Converter Controller DACC-Register 427 io

7 CMSIS-Funktionen zum DACC I4_OI_DACC_SIGNAL_GENERATOR_WITH_. INTERRUPT Hilfsprogramm: i4_02_table_generator ACC - Analog Comparator Controller Die Register des ACC CMSIS-Funktionen zum ACC Projekt i4_03_acc ADC - Analog-to-Digital Converter Eigenschaften des ADC Die ADC-Register CMSIS-Funktionen des ADC Projekt i4_o6^adc_ts_und_poti 458 Teil V Serielle Kommunikation Serielle Schnittstellen I Hardware RS-232 (EIA 232) RS TWI (I 2 C) Serial Peripheral Interface (SPI) Synchronous Serial Controller (SSC) Serielle Schnittstellen der ATgiSAMjS-Familie Grundlegende Begriffe Universal Asynchronous Receiver Transceiver (UART) UART-Eigenschaften beim AT91SAM3S UARTs auf dem Olimex SAM3-P UART-Register RS232_o und Retargeting Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transceiver (USART) USART-Eigenschaften beim AT91SAM3S USARTs auf dem Olimex SAM3-P USART-Register Two-wire Interface (TWI) TWI-Eigenschaften beim AT91SAM3S TWI auf dem Olimex SAM3-P TWI-Register 509 n

8 16 Serielle Schnittstellen II SD Card (stark vereinfacht) Ausfuhrungsformen und Anschlüsse Versorgung und Stromaufnahme Speicherkapazitäten und Zugriffsraten SD-Karten im SPI-Modus Grundlagen zum SPI Initialisierung des SPI Lesen und Schreiben von Rohdaten High Speed MultiMedia Card Interface (HSMCI) Merkmale des HSMCI Informationen zu den Protokollen Anschluss eines SD-Kartenslots Die HSMCI-Register Hinweis zur Nutzung des HSMCI Synchronous Serial Controller (SSC) Merkmale des SSC Die wichtigsten Register des SSC 545 A Glossar 547 A.i Architektur 547 A.2 ARM 547 A.3 ARM-Befehlssatz 547 A.4 Big.LITTLE-Konzept 548 A.5 BSS 548 A.6 CMSIS 548 A.7 Cortex 548 A.8 Debugging 549 A.9 Echtzeit-Betriebssysteme 549 A.10 Embedded Linux 549 A.ix FIFO 550 A.12 Firmware 550 A.13 Heap 550 A.14 JTAG 550 A.15 LIFO 551 A.16 OCD 551 A.17 SAM-BA 551 A.18 Stack

9 A.19 SWD 552 A.20 TDMI 552 A.21 Text-Segment 552 A.22 Thumb-Befehlssatz 553 B Ressourcen 555 B.i Hardware 555 B.1.1 Das Olimex-Board SAM3-P B.i.2 In-Circuit-Emulatoren 556 B.1.3 Andere Elektronik-Komponenten 556 B.2 Software 556 C Literatur 559 C.i Literatur (Buchversion) 559 C.2 Literatur (Online-Version) 559 C.3 Weitere allgemeine Quellen 561 D Erfahrungen 563 D.i Wechsel der Toolchain 563 D.2 GNU Tools for ARM Embedded Processors 563 D.3 Nochmals: Verwendung der Nano-Libs 564 D.4 Updates von Eclipse und dem CDT 564 D-5 Andere Probleme mit Eclipse und dem CDT 564 D.6 Debugger 565 D.7 Versionsverwaltung 565 Stichwortverzeichnis 566