内容概要：本文详细介绍了基于C语言实现TMC5160和TMC5130两款高性能步进电机驱动芯片的应用方法。首先阐述了寄存器配置的关键步骤，如CHOPCONF寄存器的正确配置避免电机抖震等问题。接着讨论了多芯片级联控制的实现方式，通过结构体数组管理和SPI通信确保多个电机协同工作。运动曲线生成部分展示了利用内置梯形加减速功能的优势，并强调了电流环参数调整的重要性。此外，文中分享了一些常见错误及其解决方案，如SPI时钟相位配置不当导致的问题。最后提供了代码移植指南以及一些实用技巧，如使用宏定义简化硬件适配。 适合人群：具有一定嵌入式开发经验的工程师和技术爱好者。 使用场景及目标：适用于需要精确控制步进电机的应用场合，如3D打印、雕刻机、自动化生产线等。目标是帮助开发者快速掌握这两款芯片的高级特性和最佳实践，提高系统的可靠性和性能。 其他说明：文中附带了完整的代码示例和原理图链接，方便读者理解和应用。同时提醒读者注意电源电压、SPI时钟频率等硬件细节，以确保系统稳定运行。

基于STM32F103微控制器的洗衣机大DD无感电机控制程序。重点讨论了FOC（磁场定向控制）技术在PMSM（永磁同步电机）中的应用，特别是无感电机控制中使用的混合磁链观测器。此外，文章还涵盖了偏心、重量、共振等感知算法的实现，旨在提升洗衣机的运行效率、稳定性和用户体验。通过这些技术手段，实现了对电机的精确控制和对洗衣机运行状态的实时监控与调整。 适合人群：从事电机控制系统开发的技术人员，尤其是专注于家电产品嵌入式软件开发的工程师。 使用场景及目标：适用于需要深入了解和开发洗衣机无感电机控制程序的研发团队。目标是掌握FOC控制原理及其在无感电机中的具体应用，以及如何利用感知算法优化洗衣机性能。 其他说明：文中不仅提供了理论背景和技术细节，还包括了实际量产程序的开发经验，为相关领域的研究和开发提供了宝贵的参考资料。

32位嵌入式系统硬件设计与调试。作者张嵛

内容概要：本文针对Salto机器人的智能夹爪系统开发需求，从硬件架构、软件算法和嵌入式系统三个维度提供完整的解决方案。硬件架构方面，详细描述了由IMU传感器、STM32H7主控、Dynamixel舵机、ToF激光雷达、压力传感器阵列、ESP32协处理器和AI加速器组成的硬件拓扑结构。软件算法部分，提供了基于STM32 HAL库和ROS2框架的核心C++源代码，包括松鼠抓取模式的运动控制算法和基于TensorFlow Lite Micro的跳跃预测模型。嵌入式系统方面，介绍了系统的初始化、主控制循环、关键技术实现（如仿生运动控制、自适应阻抗控制、跳跃预测模型）及系统部署流程。此外，还详细描述了跳跃预测模型的训练过程，涵盖数据采集、特征工程、LSTM模型架构、训练优化策略及模型部署优化。 适合人群：具备嵌入式系统开发经验，熟悉C++编程语言，对机器人技术感兴趣的工程师和技术人员。 使用场景及目标：①帮助开发者理解Salto机器人智能夹爪系统的硬件架构设计；②掌握基于STM32 HAL库和ROS2框架的软件算法实现；③学习如何训练和部署跳跃预测模型，提高机器人的跳跃预测能力。 其他说明：此资源不仅提供了详细的硬件和软件设计方案，还包含了完整的训练跳跃预测模型的方法。开发者可以根据提供的代码和训练方案，在STM32H7平台上进行实际部署和测试。建议在学习过程中结合硬件搭建和代码调试，逐步深入理解每个模块的功能和实现细节。

SSP（Serial Synchronous Port）在嵌入式系统中常被用作SPI（Serial Peripheral Interface）主机模式，这是一种常见的通信协议，广泛应用于微控制器与外部设备之间，如传感器、LCD显示器、存储器等。本实验是基于周立功编写的《深入浅出ARM7---LPC213X LPC214X》一书，该书是ARM7嵌入式系统学习的经典教材，旨在帮助读者深入理解并实践ARM7处理器的应用。 LPC213X和LPC214X系列是NXP公司生产的基于ARM7TDMI内核的微控制器，它们包含一个或多个SSP模块，可以作为SPI主机或从机工作。SPI通信协议是一种全双工、同步、串行通信协议，它使用四根信号线：SCK（时钟）、MISO（主设备输入，从设备输出）、MOSI（主设备输出，从设备输入）和SS（Slave Select，从设备选择）。在SPI主机模式下，微控制器控制时钟信号，并决定何时发送和接收数据。 实验中的"SSP作SPI主机实验"，主要目的是让读者掌握如何配置SSP模块以进行SPI通信。我们需要设置SSP的控制寄存器，包括选择SPI模式（模式0、1、2或3），设置时钟频率，以及确定数据帧格式（如数据位数、极性和相位）。这些配置可以通过微控制器的寄存器编程实现。 接下来，实验将演示如何通过SSP接口与外部设备交互。这通常涉及初始化SSP模块，选择要通信的从设备（通过SS引脚的低电平激活），然后通过MOSI线发送数据，并通过MISO线接收返回的数据。在发送数据时，需要根据SPI协议的时序来控制SCK信号的上升沿和下降沿，以确保数据的正确传输。 在LPC213X/LPC214X中，SSP模块的操作涉及到几个关键函数，例如初始化函数、读写函数和中断处理函数。初始化函数会设置SSP的相关寄存器，而读写函数则用于实际的数据传输。中断处理函数则是在数据传输完成后或发生错误时执行的，它可以提高系统的实时性。 实验代码通常会包含详细的注释，解释每一步操作的目的和背后的原理，这对于初学者理解SPI通信机制至关重要。通过实践这个实验，读者不仅可以了解SPI协议的基本工作原理，还能学习到微控制器的硬件接口编程技巧，以及如何调试和优化SPI通信。 "SSP作SPI主机实验"是一个非常有价值的实践环节，它将理论知识与实际操作相结合，使学习者能够深入理解嵌入式系统中SPI通信的实际应用。通过阅读和分析提供的代码，你可以进一步提升你的嵌入式系统开发技能，为将来设计更复杂的系统打下坚实基础。

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静态技术规格中，我们探讨了静态技术规格以及它们对DC的偏移、增益和线性等特性的影响。这些特性在平衡双电阻 (R-2R) 和电阻串数模转换器 (DAC) 的各种拓扑结构间是基本一致的。然而，R-2R和电阻串DAC的短时毛刺脉冲干扰方面的表现却有着显著的不同。　　我们可以在DAC以工作采样率运行时观察到其动态不是线性。造成动态非线性的原因很多，但是影响最大的是短时毛刺脉冲干扰、转换率/稳定时间和采样抖动。　　用户可以在DAC以稳定采样率在其输出范围内运行时观察短时毛刺脉冲干扰。图1显示的是一个16位R-2R DAC，DAC8881上的此类现象。　　图1　　这个16位DAC (R-2R) 输出显示了

由于物联网市场非常的碎片化，不同的场景之下，对于连接技术也有不同的要求，这也使得目前在物联网市场上，有着种类非常多的连接技术，比如Wi-Fi、蓝牙、Zigbe等成本低廉的短距离无线连接技术，以及LoRaWAN和Sigfox等运行在非授权频段的低功耗广域网（LPWAN）技术，还有NB-IoT、eMTC、Cat.1等成本相对较高的基于运营商网络的蜂窝物联网技术。 由于Wi-Fi和蓝牙早已成为了智能手机的标配，这也使得在消费类物联网市场，Wi-Fi和蓝牙成为了应用最广的物联网连接技术。但是在很多行业应用领域，由于对功耗、传输距离、成本等多方面有着更高的要求，这也使得Wi-Fi和蓝牙应用较少。 虽然，相对于其他的短距离物联网连接技术来说，Wi-Fi有着传输速率更快、可直接接入互联网、低时延的优势，但是它的功耗和成本也更高，传输距离也仅比蓝牙高一些，连接数量也有限。而这也限制了Wi-Fi技术在更为广阔的物联网市场的应用。 为了进一步开拓Wi-Fi技术在物联网领域的应用，一方面，不少Wi-Fi芯片厂商开始不断推出更低功耗、更低成本的Wi-Fi芯片来争夺物联网市场；另一方面，一些Wi-Fi芯片

### C 语言嵌入式系统编程修炼 #### 一、背景篇 嵌入式系统编程是一种专门针对特定硬件平台的编程技术，这类编程通常需要直接访问底层硬件资源，以实现高性能和实时性的需求。虽然汇编语言可以直接操作硬件，但由于其开发过程复杂，通常不作为首选。相比之下，C语言因其强大的硬件操作能力和较高的开发效率，成为了嵌入式系统开发的首选语言。 本文基于一个典型的嵌入式系统硬件平台展开讨论，该平台包括两个主要组成部分： 1. **以通用处理器为中心的协议处理模块**：负责处理网络控制协议。 2. **以数字信号处理器（DSP）为中心的信号处理模块**：用于调制、解调以及数模信号转换。 本文主要关注通用处理器的协议处理模块，因为这部分涉及到更多的C语言编程技巧。在本章节中，将详细介绍该硬件平台的特点，并解释为什么选择80186作为CPU芯片。 #### 二、软件架构篇 在嵌入式系统中，合理的软件架构设计至关重要。良好的架构不仅可以提高系统的性能，还可以增强系统的可维护性和可扩展性。 ##### 2.1 模块划分 模块划分是软件架构设计的基础，通过将软件分解成多个独立的功能模块，可以降低系统的复杂度，提高可读性和可维护性。例如，可以将协议处理模块进一步划分为网络层、传输层和应用层等子模块。 ##### 2.2 多任务还是单任务 在设计软件架构时，还需要考虑是否采用多任务机制。多任务可以提高系统的并发执行能力，但同时也增加了调度和同步的复杂性。单任务模型虽然简单，但在处理复杂交互时可能会显得力不从心。 ##### 2.3 中断服务程序 中断服务程序是嵌入式系统中的关键组件，负责处理外部事件或硬件触发的中断请求。设计高效的中断服务程序对于确保系统的实时响应非常重要。 ##### 2.4 硬件驱动模块 硬件驱动模块是软件与硬件之间的桥梁，它提供了对底层硬件资源的抽象访问接口。良好的硬件驱动设计应该能够简化上层软件的开发，并确保系统的稳定性和可靠性。 ##### 2.5 C 的面向对象化 虽然C语言本身并不支持面向对象编程，但可以通过一些技巧来模拟面向对象的特性，比如使用结构体和函数指针等。这种做法有助于提高代码的组织性和复用性。 #### 三、内存操作 内存管理是嵌入式系统开发中的一个重要话题，不当的内存管理可能会导致各种问题，如内存泄漏、数据损坏等。 ##### 3.1 数据指针 指针是C语言中最强大的工具之一，它可以用来访问和操作内存中的任意位置。合理使用指针可以提高程序的效率和灵活性。 ##### 3.2 数组 vs. 动态申请 在嵌入式系统中，数组通常用于静态分配内存，而动态内存分配则适用于大小不确定的情况。了解两者之间的差异以及何时使用哪种方法是非常重要的。 ##### 3.3 关键字 const `const`关键字用于声明常量，可以保护数据不被意外修改，有助于提高程序的健壮性和安全性。 ##### 3.4 关键字 volatile `volatile`关键字用于标记可能被外部硬件改变的变量，确保编译器不会对该变量进行优化，这对于处理中断或外部事件时非常重要。 ##### 3.5 CPU 字长与存储器位宽不一致处理 当CPU字长与存储器位宽不一致时，需要特殊处理以确保数据正确传输。例如，如果CPU字长为16位而存储器位宽为8位，则需要采取措施确保数据完整无误地传输。 #### 四、屏幕操作 屏幕操作是嵌入式系统人机交互的重要组成部分。这一章节将介绍如何处理汉字、系统时间显示、动画显示、菜单操作以及模拟消息框等功能。 1. **汉字处理**：嵌入式系统中显示汉字通常需要考虑字符编码和字体资源的加载。 2. **系统时间显示**：显示系统时间需要从硬件时钟获取时间信息，并将其格式化后显示。 3. **动画显示**：动画效果的实现通常涉及图像帧的连续刷新。 4. **菜单操作**：设计友好的用户界面需要实现灵活的菜单导航。 5. **模拟 MessageBox 函数**：为用户提供提示或警告信息。 #### 五、键盘操作 键盘是嵌入式系统中常见的输入设备，正确处理键盘输入可以提升用户体验。 1. **处理功能键**：功能键通常用于实现特定的功能，如切换页面、打开菜单等。 2. **处理数字键**：数字键主要用于输入数值或命令码。 3. **整理用户输入**：收集用户的连续输入并进行解析处理。 #### 六、性能优化 性能优化是嵌入式系统开发中不可忽视的一个环节，有效的优化手段可以显著提升系统的运行效率。 1. **使用宏定义**：宏定义可以减少重复代码，提高代码的可读性和可维护性。 2. **使用寄存器变量**：寄存器变量存储在CPU寄存器中，访问速度更快。 3. **内嵌汇编**：在某些情况下，使用内嵌汇编可以实现更高效的底层操作。 4. **利用硬件特性**：合理利用硬件特性，如硬件加速功能，可以显著提高性能。 5. **活用位操作**：位操作是C语言中的一种高效数据处理方式，合理运用可以提高程序效率。 通过上述章节的详细阐述，我们可以看到，C语言在嵌入式系统开发中的应用非常广泛，无论是从软件架构设计到内存操作，还是屏幕和键盘的控制，甚至是性能优化等方面，都有许多值得探讨和实践的技术点。对于嵌入式系统开发者而言，掌握这些技术是提高开发效率和系统质量的关键。

Xilinx Zynq-7000 嵌入式系统设计与实现 基于ARM Cortex-A9双核处理器和Vivado的设计方法