前言
致谢
第1章　软件篇
1.1　LabVIEW ARM嵌入式模块介绍
1.2　Keil RealView MDK软件介绍
1.3　Keil RTX实时操作系统介绍
1.4　LabVIEW ARM Module软件架构
1.5　LabVIEW ARM Module、RealView MDK、实验平台驱动软件安装
1.6　STM32实验范例程序查找与USB JLink-OB驱动加载
第2章　硬件篇
2.1　ARM Cortex-M3内核简介
2.2　实验平台介绍
2.3　实验平台资源说明
第3章　基础模块篇
3.1　GPIO
3.2　ADC/DAC
3.3　中断
3.4　PWM生成
3.5　看门狗
3.6　TFTLCD显示、触摸屏及OLED显示
3.7　RTC时钟/待机与唤醒
3.8　IIC/SPI总线
3.9　RS232/RS485/CAN总线
3.10　红外遥控
3.11　三轴加速度传感器
第4章　高级模块篇
4.1　SRAM
4.2　SD卡
4.3　FATFS文件系统
4.4　中文显示
4.5　图片显示
4.6　音乐播放
4.7　录音机
4.8　FM收发
4.9　摄像头
4.10　USB通信
4.11　2.4G无线通信
4.12　TCP/IP网络传输
4.13　Web网页服务
第5章　基础实验篇
5.1　入门实验
5.2　GPIO实验
5.3　ADC/DAC实验
5.4　中断实验
5.5　PWM实验
5.6　看门狗实验
5.7　TFTLCD显示/触摸屏/OLED实验
5.8　RTC时钟/闹钟与待机唤醒实验
5.9　IIC/SPI实验
5.10　RS232/RS485/CAN实验
5.11　红外遥控实验
5.12　三轴加速度传感器实验
第6章　高级实验篇
6.1　内存SRAM管理实验
6.2　SD卡读写实验
6.3　FATFS文件系统实验
6.4　中文显示实验
6.5　图片显示实验
6.6　音乐播放实验
6.7　录音机实验
6.8　FM收发实验
6.9　摄像头视频拍照实验
6.10　USB通信实验
6.11　2.4G无线通信实验
6.12　TCP网络传输实验
6.13　Web网页服务实验
第7章　综合实验篇
7.1　3D游戏手柄实验
7.2　电机闭环控制实验
7.3　音频信号在线监测实验
附录

　　前言
　　想要深入了解美国国家仪器公司(NI)在嵌入式系统领域今后重点投入和发展的用户，可以参考Dr.T(NI公司创始人兼CEO)撰写的《2012年嵌入式系统展望》和《2013年嵌入式系统展望》两篇文章(https://lumen.ni.com/nicif/zhs/infoembdsystrends/content.xhtml)。在2012年的文章里面，Dr.T回顾了传统的嵌入式开发，介绍了NI公司现在的嵌入式开发架构，以及将来完美的解决方案。下面让我们先通过下表来看看NI公司都支持哪些具体的嵌入式硬件开发及其特点与优势。
　　从上表中可以看出，NI公司支持的硬件非常广泛，基本上涵盖了所有种类(除ASIC外)的嵌入式通用芯片。其中对ARM、FPGA和CPU的支持持续更新；而单片机和DSP的更新则较慢，也很少在国内推广，仅限于高校使用；FPGA的势头最猛，也是NI现在以及未来重点支持的五大方向之一；由于ARM内核的芯片近些年在移动市场占据了越来越多的份额，NI公司也开始顺应潮流，开发出相应的工具包；DSP这两年有被FPGA逐步取代的趋势，今后，NI公司对DSP的支持度会逐年降低；CPU在主频和多核领域有着无可替代的优势，因此，NI公司不会放弃它，产品具体体现在PXI平台和cDAQ机箱；而单片机性能相对较弱，NI公司官方不会再支持。
　　在国内，ARM7/ARM9同样受到很多工程师的欢迎，这类MCU非常适合于Windows CE系统，因此，经作者对国内市场的分析，并结合NI的战略，计划推出3本有关LabVIEW嵌入式开发的书，本书就是其中之一。
　　本书重点介绍嵌入式家族中的ARM Cortex-M3成员，即如何利用LabVIEW图形化软件，帮助用户快速实现一个小型ARM嵌入式系统原型开发。
　　首先从LabVIEW这个闻名全球的图形化软件说起。提到LabVIEW，相信很多工程师都不陌生，即使没有使用LabVIEW做过项目开发，或多或少也听说过LabVIEW的强大功能。对于想系统学习或者提高LabVIEW编程能力的学生和工程师，作者向大家推荐两本经典教材，分别是阮奇桢编著的《我和LabVIEW》和陈树学编著的《LabVIEW宝典》。
　　下面为大家简单介绍一下LabVIEW。
　　LabVIEW全称是Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench，是由美国国家仪器公司(NI)于1986年发明的，最新的版本是2015，以后的版本号均按年份命名，于每年的8月发布。NI公司的LabVIEW之父Jeff Kodosky已经申请并获批68项LabVIEW专利。尽管LabVIEW还没有像C语言那样被ISO组织接受并认证，但它已经成为工业自动化和测试测量行业事实上的标准。
　　以LabVIEW为核心，配合不同行业的专用工具包，结合NI强大的硬件平台所构成的这种“图形化设计”理念，已经快速渗透到各行各业，形成了一个完整的生态系统。尤其是在嵌入式应用、FPGA设计、运动控制、图像处理、半导体测试、射频等领域，它将占据越来越多的市场份额。
　　本书向大家介绍的正是LabVIEW在嵌入式领域中的应用。下面来了解一下LabVIEW在这个领域的嵌入式硬件产品。
　　截至目前，LabVIEW能够直接开发的嵌入式处理器包括：
　　·ADI公司的Blackfin处理器。
　　·TI公司的DSP处理器。
　　·ARM公司的ARM Cortex-M3、ARM7、ARM9处理器。
　　·Xilinx公司的FPGA处理器。
　　当然，除了以上这些种类的芯片外，LabVIEW还支持任意一款32位MCU处理器，但是需要开发者具备非常丰富的软硬件知识和经验才能移植成功，工作量比较大。
　　LabVIEW生成的EXE可以直接运行的嵌入式系统包括：
　　·Keil公司的RTX实时操作系统。
　　·Lineo公司的uClinux实时操作系统。
　　·RedHat公司的eCos实时操作系统。
　　·Wind River System公司的VxWorks实时操作系统。
　　当然，除了以上4类嵌入式操作系统外，LabVIEW还可以运行于Windows、Pharlap、UNIX、Linux等操作系统。
　　本书重点向大家介绍如何利用LabVIEW快速、高效地开发可以运行于ARM Cortex-M3处理器上的应用程序。最近两年，ARM内核的处理器在国内占据了越来越多的市场份额，这是因为这类微处理器在传统的中低端嵌入式领域有着非常高的性价比。目前应用最广的ARM Cortex-M3处理器又以意法半导体(ST)公司的STM32F10x和流明诺瑞公司(已被TI公司收购)的LM3S8962最为知名。因此，本书配套的实验平台选用的就是以STM32芯片为核心而设计制作的学习板。
　　最后，设计嵌入式系统时选用LabVIEW的十大理由如下：
　　·借助LabVIEW图形化设计环境，实现快速编程与部署。
　　·重复使用传统嵌入式代码、C语言库和官方汇编库。
　　·借助内嵌实时操作系统，灵活应对严格实时需求。
　　·借助内置调试、仿真和用户界面功能，实现快速原型开发。
　　　　·集成数百种信号处理、数学分析、ARM硬件驱动VI。
　　·不需要严格的计算机C语言训练，即可快速上手编程。
　　·拥有丰富的实验例程和标准的范例模板程序。
　　·确保软件投资收益，轻松部署硬件平台。
　　·借助LabVIEW平台的通用性，灵活调用附加功能模块。
　　·LabVIEW近30年的发展与改进，帮助全球工程师协作共进。
　　本书的配套资料中包含开发实验平台(STM32学习板)所有相关的原理图以及完整的LabVIEW程序源代码，每个驱动VI都有详细的帮助文档，所有范例程序框图都添加了详细的注释。读者只需要点击VI运行按钮，就可以直接将LabVIEW程序框图下载到STM32芯片中进行图形化在线调试，而无须通过串口等调试工具，因此，可以极大地简化开发过程，缩短调试周期，提高项目开发效率。
　　关于软件的说明如下：
　　1)本书涉及的所有开发软件、学习资料和视频教程均可以通过百度云盘免费下载和使用。云盘中的文件夹列表说明和具体的下载地址，请参考本书附录。
　　2)对于没有网络或者网速较慢的用户，可以购买本书配套的U盘(16GB)，里面包含了本书配套的开发软件、学习资料和视频教程。需要购买的用户可以通过邮箱dlw30@126.com与作者联系，也可以直接在淘宝(https://shop123596343.taobao.com/？spm：2013.1.100126.2.zifk17)进行选购。
　　作者是一名NI资深软件架构工程师(CLA)，对于写作并不擅长，书中错漏之处还望大家指正。同时作者也是一名LabVIEW爱好者，作为全球LabVIEW爱好者大家庭中的一员，最大的愿望就是，希望大家通过对本书的学习，按照基本原理、实验例程、案例分析这种循序渐进的学习方式，由STM32初学者成长为一名ARM嵌入式开发工程师，并将LabVIEW技术运用在自己的实际工作中。
　　读者对本书有任何意见或建议欢迎与作者联系，作者邮箱：dlw30@126.com。
　　王电令
　　2016年4月
　　于美国国家仪器，中国总部

　　设计开发一个嵌入式系统或产品，通常分为软件和硬件两个部分。如何选择一款优秀的嵌入式开发软件成为当前许多软件工程师不可回避的问题，市场上充斥着各种各样的IDE，各有各的优缺点，但是对于一个刚刚从事、没有任何嵌入式软件开发经验的工程师来说，从上手到熟练掌握成为他们的第一道门槛。
　　为此，很多年前NI公司就将其核心产品LabVIEW由Windows平台应用发展到嵌入式系统领域，在国外已经有很多工程师使用LabVIEW嵌入式工具包进行项目开发和产品研发。由于LabVIEW进入国内的时间相对比较晚，再加上软件本身的汉化等因素，导致使用LabVIEW在嵌入式开发领域知名度不高。本书的目的之一就是帮助大家学习如何应用LabVIEW从事嵌入式系统开发，提高大家的工作效率，使更多的工程师能够加入图形化系统设计的阵营中。
　　本章首先向大家介绍一下NI公司针对ARM处理器的嵌入式软件产品LabVIEW Embedded Module for ARM Microcontrollers，之后介绍一下Keil公司(现已被ARM公司收购)的RealView MDK IDE(RVMDK)软件与RTX实时操作系统。结合LabVIEW、RVMDK以及RTX这三者的优势，你会发现NI的这套软件架构具有非常高的开发与运行效率。本章还会介绍如何安装这些软件，以及安装过程中需要注意的地方。
　　LabVIEW Embedded Module for ARM Microcontrollers是NI LabVIEW嵌入式开发工具包之一，可为全球最热门的嵌入式32位精简指令集运算(RISC)微控制器(ARM处理器)提供图形化编程。其完整的开发环境适用于ARM7、ARM9和Cortex-M3微控制器。
　　该模块由NI和ARM公司联合开发，集成了Keil RealView MDK微控制器IDE和LabVIEW嵌入式技术开发工具包，能够向用户提供无缝即时的嵌入式编程体验。该模块还包含了快速创建应用程序所需的所有工具，可帮助用户快速完成从概念到投入生产的全套设计流程。具体功能如下：
　　·集成调试
　　·桌面仿真
　　·通信驱动程序
　　·用于各种微控制器的I/O驱动程序
　　这些功能的实现来自于NI强大、可靠的LabVIEW C代码生成技术，用户能够利用内嵌的C代码生成器创建符合产品质量要求的嵌入式应用程序。
　　下面来看看完整的LabVIEW嵌入式开发环境中都有哪些可用的编程资源，如图1-1所示。
　　从图1-1可以看出，编程元素与传统的LabVIEW完全一样，因此，只要用户会基本的LabVIEW编程就可以进行LabVIEW嵌入式开发，而且在软件编程结构方面更加简单，只要掌握定时循环结构的用法就可以编写出一个支持GUI的实时应用程序，程序架构如图1-2所示。