当前课程知识点：ARM微控制器与嵌入式系统 > 第五章 ARM微控制器的各种外设 > 5.1 ARM微控制器外设学习概述 > 5.1 ARM微控制器外设学习概述
各位同学大家好
我是清华大学工程物理系的曾鸣老师
欢迎大家回到我们ARM微控器与嵌入式系统的
MOOC课的学习 从今天开始
我们就进入了第五个章节 应该来讲
这是一个特别大的章节 因为在这个章节里面
我们要系统的一个一个外设的
去进行真正嵌入式系统的学习
那么在前面几个章节如果回顾一下
我们从什么都不懂一点点的入门
看计算机的历史 看它的八卦
看计算机内部的结构 看程序运行的机制
看它这个黑盒子里头的秘密 一直到上一章
我们以最最简单的一类外设也就是IO为例
来学习了怎么对这样一个微控制器编程
让它跑起来 让它运行起来 然后比如说
我们看上去最最简单的一个功能 点灯
那么到了这个章节 我们将系统地逐一地学习
一类又一类的外设的知识
那么从学习的角度上来讲呢 我们在第四章
其实已经看过这样一张图 这张图里我们会发现
我们已经构建了一个完整的麻雀虽小
五腑俱全的微控制器的片上计算机的概念
除了CPU 除了存储器 除了总线
上面有丰富的各种各样的外设
那么我们构建起了一个对这些外设加以操作的
这样一个微控制器 这样一个片上计算机
它运行的基本概念和流程 我们从上电复位开始
加载我们的复位向量跳转到我们的MAIN函数
在flash里头逐条取我们的指令加以运行
然后在内存里头去使用内存的堆栈
也就堆和栈 来生成这个全局的变量
局部的变量以及函数调用对栈的使用
来使这个程序一步一步地往下行走
那么在第四章的开发过程当中
我们对这个环节理解的更加的深入
我们知道我们对于外设的存储器的控制
可以使我们让一个外设工作起来
比如讲的第一类外设IO 我们对寄存器的读写
使IO外设 能够控制对外的一个两个
或者八个引脚的高或者低电平的输入输出
最后点灯 那么这样一个流程的建立
我们已经基本对于一个微控制器嵌入式系统
该怎么运行了然于胸 那么如果我们再去看
这样一个我们本门课程学习的
ARM Cortex M4 的微处理器KL25
我们这个型号的时候你会发现如果我们看下
芯片手册这样一个结构框图
里头仍然有大量的丰富的外设
可以让我们去学习和掌握
包括频率的调制 时钟的定时
ADC的模数变换 DAC的数模变换
以及CAN总线的通讯 SPI的通讯 I2C的通讯
等等 各种各样的外设 那么这些模块的知识
我们可能在第五章会进入一种范式
逐一的去学习它的原理 它的寄存器
它的编程实现 以及它怎么用 那么枯燥的学习
可能是感觉是没有趣味的 所以从一开始我就说
我们在这门课里会把它揉到我们这样一个
教学系统里头 让大家通过对于每一个模块功能
的使用来使你的兵器库里的十八般武艺
越来越丰富 比如我们可以通过对于脉冲频率的
控制来学会对于 这个多色的灯的控制
包括对于音乐的播放 然后对于IO按键的控制
我们已经做到了输出是点灯 输入呢
我们可以学会这些按键的控制 在这个过程中
我们可以学会时钟的中断 按键的中断的操作
然后通过ADC DAC我们可以学会对于这里头
包括温度 光照度乃至这样一些物理量的采集
然后呢我们通过丰富的通讯的学习
可以学会 对于像这样的彩色液晶屏 OLED点阵屏
乃至这个微控制器与计算机之间各种通讯功能的掌握
最终大家会发现我们把我们所有的知识
融在一个又一个的功能里 伴随着我们一个模块
一个模块的趣味实验 最终把这样一个系统玩起来
然后呢 然后我们相信我们就会具备了
十八般武艺 就能自己完成一个在这上面的
像我们第一节课所看到那样很酷 很炫的一些
综合性的设计 你可以控制它的音乐
控制它的显示 控制它的输入输出
甚至用这些物理量的测量或者外扩的模块
去做成一个你自己的创意设计
那么这就是整个第五章要给大家一步一步
学会的知识的一个概览
那么相信通过这样的学习 我们在第一章看到的
像这样一些特别趣味的程序
大家就已经具备能力自己会做
而我更加希望看到的是在这门课程的学习当中
随着第五章带领大家真正进入
嵌入式自由开发的世界 你们会产生更多的火花
更多的创意做出 我连想都没有想到
或者说不敢想的一些很棒的想法
那我就会觉得非常非常的开心 那么
到了这个最后的单元 一个更加完整的综合设计
就跟我们最开始所说一样 类似于像智能车这样
机电信号的处理 传感器一体的综合设计
也就不再是一个难事 所以呢第五章
虽然体量很大 门类很多
我相信它不会是一个枯燥的学习
而是通过一个单元一个单元 我们真真正正的
本事越来越大
那么跟着我们一起进入第五章外设的学习吧
-1.1 课程概览
--1.1 课程概览
-1.2 如何学好嵌入式系统
-2.1 计算机的基本概念、发展历史
-2.2 从晶体管到CPU
-2.3 概念CPU、微控制器MCU和嵌入式系统
-2.4 八卦计算机史
-2.5 不同领域、不同系列的嵌入式系统
-2.6 ARM历史与MKL25Z128 MCU
--2.6 ARM历史与MKL25Z128 MCU【习题】
-3.1 CPU的基本结构和运行机制
-3.2.1 堆栈的概念
--3.2.1 堆栈的概念【习题】
-3.2.2 堆栈的概念-头脑体操
-3.3.1 ARM的体系结构
--3.3.1 ARM的体系结构【习题】
-3.3.2 ARM的体系结构-头脑体操
-3.4.1 中断的概念和机制
-3.4.2 中断子程的概念和编程
-3.5 复位、时钟、存储器和总线
--3.5 复位、时钟、存储器和总线【习题】
-3.6 小结：MCU的总体结构和程序运行机制
--3.6 小结：MCU的总体结构和程序运行机制【习题】
-4.1 第一种外设：IO
-4.2 IO外设的编程实操-点亮LED
-4.3 IO外设的进阶知识
-4.4 嵌入式开发的基本概念与工具链
-4.5 嵌入式开发的进阶知识
-4.6 嵌入式开发中的C语言（上）
--4.6 嵌入式开发中的C语言（上）【习题】
-4.7 嵌入式开发中的C语言（下）
--4.7 嵌入式开发中的C语言（下）【习题】
-E0.1 实验零 开发板的初步认识与工具链的安装
-E0.2 实验零 体验一个例程的编译与下载
-E0.3 实验零 编写第一个程序：点亮核心板LED
-E1 实验一 点灯秘籍
-5.1 ARM微控制器外设学习概述
-5.2.1 ARM微控制器外设：通讯
-5.2.2 ARM微控制器外设：异步串行通讯UART的原理（上）
--5.2.2 ARM微控制器外设：异步串行通讯UART的原理（上）
--5.2.2 ARM微控制器外设：异步串行通讯UART的原理（上）【习题】
-5.2.3 ARM微控制器外设：异步串行通讯UART的原理（下）
--5.2.3 ARM微控制器的外设：异步串行通讯UART的原理（下）
--5.2.3 ARM微控制器外设：异步串行通讯UART的原理（下）【习题】
-5.2.4 ARM微控制器外设：RS-232串口与USB虚拟串口
--5.2.4 ARM微控制器外设：RS-232串口与USB虚拟串口
-5.2.5 ARM微控制器外设：UART的寄存器编程（上）
--5.2.5 ARM微控制器外设：UART的寄存器编程（上）
-5.2.6 ARM微控制器外设：UART的寄存器编程（下）
--5.2.6 ARM微控制器外设：UART的寄存器编程（下）
--5.2.6 ARM微控制器外设：UART的寄存器编程（下）【习题】
-E2 实验二 UART编程实操
-5.3.1 ARM微控制器外设：IO的中断编程（上）
-5.3.2 ARM微控制器外设：IO的中断编程（下）
-5.4.1 ARM微控制器外设：定时器的原理
-5.4.2 ARM微控制器外设：定时器的编程
--5.4.2 ARM微控制器外设：定时器的编程【习题】
-E3 实验三 定时器中断编程实操
-5.5.1 ARM微控制器外设：PWM的原理
-5.5.2 ARM微控制器外设：PWM寄存器与编程
-5.5.3 ARM微控制器外设：PWM编程实例—电子音乐
--5.5.3 ARM微控制器外设：PWM编程实例—电子音乐
-E4 实验四 数码管显示编程实操
-5.6.1 ARM微控制器外设：SPI通讯简介
--5.6.1 ARM微控制器外设：SPI通讯简介【习题】
-5.6.2 ARM微控制器外设：SPI寄存器与编程
-5.6.3 ARM微控制器外设：SPI编程实例—OLED显示屏驱动
--5.6.3 ARM微控制器外设：SPI编程实例—OLED显示屏驱动
-5.7.1 ARM微控制器外设：I2C通讯简介
-5.7.2 ARM微控制器外设：I2C的通讯协议
-5.7.3 ARM微控制器外设：I2C寄存器与编程
--5.7.3 ARM微控制器外设：I2C寄存器与编程【习题】
-5.7.4 ARM微控制器外设：I2C编程实例—加速度传感器
--5.7.4 ARM微控制器外设：I2C编程实例—加速度传感器
-5.8.1 ARM微控制器外设：ADC简介
-5.8.2 ARM微控制器外设：ADC基础
-5.8.3 ARM微控制器外设：ADC寄存器与编程
-E5 实验五 ADC编程实操
-E6 挑战实验
--E6 挑战实验
-6.1 嵌入式系统的接口与设计
-6.2 嵌入式系统的实例
