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使用 mbed 應用板,擴展無限可能性

作者: Mark Cundle, RS Components 技術營銷全球主管

Mbed 是一款著名的外形小巧且經濟高效的開發平台,專門用于快速 MCU 原型設計,用戶能快速簡便進行 ARM 核心處理。

旨在滿足初次進行嵌入式開發人員的需要 - 從專業嵌入式工程師到學生和業余愛好者 - 現在mbed 領域又有了新選擇:mbed應用板…

平臺

mbed 平台由 ARM 設計並由其持續支持。 mbed 基本板基于 NXP LPC1768,集成了功能強大的 ARM Cortex-M3MCU 核心,且擁有諸如以太網、USB、CAN、SPI 和 I2C 等接口。 該板提供 40 引腳 DIP 模塊,尺寸僅爲 54mm x 26mm,且可選擇使用 USB 端口供電。模組本身並未提供很多或任何周邊接口功能,本質上,它是一款通過 USB 接口連接到 PC 的處理器。

mbed 是制作系統元件的開發人員的明智選擇,但並不是特定價位擁有所有外圍設備的完整的評估平台。 理念是:設計的空間無限,每個用戶都有自己力圖制定的解決方案,所以任何平台都不可能擁有完全合適的元件和外圍設備。 並且完整的平台都有需要匹配的形狀系數。 所以,如果開發人員嘗試制作信用卡大小的産品,那麽使用擁有不必要元件或外圍設備的尺寸過大的板將難以完成任務。 因此,我們決定提供絕對最小的功能集,以方便用戶按原型設計的需要進行擴展。

應用板

所有這一切巧妙地為我們帶來了新型 mbed 應用板,這是一個幾乎完全和信用卡一樣大的裝置,專為與 LPC1768 Cortex-M3 處理器板配套使用而設計。新型應用板新應用板旨在用最小數量的板封裝,最大數量支持潛在的電子工程實驗和項目。

儘管有兩個 20 路的管座用于板外進行引腳跳線布線,但该板仍是一個高度密集的平台,支持許多极棒的功能,包括 128 x32 圖形 LCD、用于運動控制的 3 軸加速器、溫度傳感器、ZigBee 或 Wi-Fi 無線連接插座、以太網和 USB 連接器、揚聲器以及I/O音頻插孔。

電路板的詳細規格(如圖1和2所示)為:
1. 128 x 32 像素圖形 LCD,配有 SPI 接口(C12832A1Z)
2. 5 向操縱桿
3. 兩個電位計
4. 3.5mm 音頻插孔(模擬輸出)
5. 揚聲器(PWM 連接)
6. 3 軸 ±1.5g 加速計,配有 I2C 接口 (MMA7660)
7. 3.5mm音頻插孔(模擬輸入)
8. 兩個伺服電機基座
9. RGB LED(PWM 連接)
10. USB-B 連接器
11. 溫度感應器 (LM75B)
12. ZigBee (Xbee) 或 Wi-Fi (RN-XV) 插座
13. RJ45 Ethernet 連接器
14. USB-A 連接器
15. 1.3mm DC 插座輸入


圖1: mbed 應用板


圖2: mbed 應用板的背面

連接性

按照 mbed,該新型板的主要優勢是連接性,它讓「物聯網」(IoT) 發揮作用。IoT 現在已成為熱門話題,是通用描述元術語,透過它,任何物理對象或裝置,例如家用電器、醫療器材、甚至燈泡,都會有自己的通訊能力,可以通過基于 Web 的應用程式进行数据传输和控制。

該平臺擁有機載 Ethernet,可連接至 USB 閃存盤甚至 3G 調制解調器的 USB 主機插座 和可連接 ZigBee、 Wi-Fi 和 Bluetooth 模組的「xbee」插座。除此強大的連接功能外,應用板還可提供溫度和加速感應、伺服運動控制 (PWM)、PMW 控制的 LED、發聲器、圖形 LCD、電位計及按鈕。因此,在某種程度上,使用者可開展的實驗大概僅限於自己的想像。當然,像任何其他評測板或開發板一樣,該板很難滿足實際原型的確切要求,但機載雙排基座使其輕鬆附加其它所需元件。

USB 調制解調器庫

現今,我們有了一款令人興奮的mbed 新應用,用戶只需要一個便宜現成的USB 3G 調制解調器,就能夠將 mbed 微控制器連接到移動網絡,充分享受物聯網的無限潛力。 mbed 最近發布了 Vodafone USB 調制解調器庫,可通過 mbed.org 開發人員網站獲取 (http://goo.gl/9OQlx)。

該庫由 Vodafone 和 mbed beta 測試員合作開發,与mbed 新應用板結合使用,用戶只需插入 mbed 模塊和 USB 調制解調器,即可獲得一個功能齊全的開發平台。

另外值得一提的是, 在美國 mbed 也正在複制該 USB 調制解調器庫 (http://goo.gl/moLgG), 但合作者是 Sprint。

用擴展了 mbed NXP LPC1768支持的網絡功能,覆蓋了完整的以太網、Wi-Fi 和 3G 網路的整個領域,因此 mbed 更適合 M2M 和 IoT 設備的快速原型設計,無需考慮 Internet 連接情況。可用功能包括:SMS 傳送/接收;TCP/IP 插座接口;NTP 用戶端; HTTP 用戶端及 Web 插口用戶端,儘管可支援其它通訊協定。,該庫使用與 mbed Wi-Fi 及 Ethernet 庫相同的網路結構,因此,在不同的傳輸類型之間轉換任何原型就如更改幾行代碼那麼簡單。有關物聯網的進一步設想, 也可在 http://goo.gl/b4ppH 上觀看視頻演示。

也許, mbed 開發環境的最獨特的元素就是完全基于“雲”的工具,用戶代碼在基于在線的集成開發環境 (IDE) 中寫入且編譯。

mbed 微控制器由 www.mbed.org 開發者網站提供支援,用户可在該網站上儲存自己的程式。

工具

最後值得談及的還有 mbed 開發工具。 mbed 開發環境最獨特的元素可能是整體基于“雲”的工具,使用戶在 Windows、Linux 或 Mac OSX 上運行的基于在線的集成開發環境 (IDE) 中編寫和編譯代碼。mbed編譯器允許設計人員使用 C++ 語言編寫程式,然後編譯和下載,並在 NXP LPC1768 上運行,無需安裝或設置程式,因爲編譯器爲在線運行。在線編譯器使用 ARMRealView 編譯引擎,該引擎可産生清晰有效的代碼,甚至可用于商業生産。

現有的 ARM 應用碼和中間件也可導入 mbed 微控制器,且 mbed 工具可與其它專業生産級工具一起使用。 mbed 微控制器由 www.mbed.org 開發者網站提供支援,使用者可在該網站上儲存自己的程式。mbed 網站也包括博客、論壇、使用者貢獻的程式庫及其它開發資源,例如用於周邊设备的高級生產編程的 C/C++ SDK,還包括 mbed 社群發佈的大量庫及代碼範例。

...延伸閱讀

事實上,安格利亞魯斯金大學的 Rob Toulson 博士發佈的教科書和一套課程講義也可用於 mbed 平臺。可分別從以下網站獲得: http://goo.gl/C4WP4http://goo.gl/cCqsP

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