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第1章 嵌入式系统及应用开发概述1

1.1嵌入式系统的定义及特点1

1.1.1嵌入式系统的定义1

1.1.2嵌入式系统的特点2

1.2嵌入式系统的发展及应用3

1.2.1嵌入式系统的发展3

1.2.2嵌入式系统的应用5

1.3嵌入式系统的总体组成5

1.3.1嵌入式系统的硬件6

1.3.2嵌入式系统的软件7

1.4常用的嵌入式处理器8

1.4.1嵌入式处理器的种类8

1.4.2典型ARM微处理器系列9

1.5常用的嵌入式操作系统16

1.5.1嵌入式操作系统及其特点16

1.5.2几种常用嵌入式操作系统16

1.6嵌入式系统的设计方法18

1.6.1嵌入式系统的总体考虑18

1.6.2嵌入式系统的设计步骤19

1.6.3嵌入式系统的设计方法20

1.7嵌入式系统的应用开发22

1.7.1嵌入式系统的开发环境22

1.7.2嵌入式系统的调试工具22

1.7.3嵌入式系统的应用模式23

1.7.4嵌入式应用软件的开发24

1.8嵌入式系统的学习探讨25

1.8.1嵌入式系统的学习内容25

1.8.2嵌入式系统的学习条件26

1.8.3嵌入式系统的学习方法27

习题129

第2章ARM嵌入式处理器体系结构30

2.1嵌入式处理器内核种类30

2.2ARM体系结构概述31

2.2.1ARM体系结构的发展31

2.2.2ARM体系结构的技术特征33

2.2.3ARM处理器的工作状态与工作模式33

2.2.4ARM处理器的寄存器组35

2.2.5ARM处理器的异常中断37

2.2.6ARM的存储器格式及数据类型42

2.3ARM流水线技术43

2.3.1流水线电路设计基础知识43

2.3.2微处理器指令流水线处理44

2.3.3ARM的3级指令流水线45

2.3.4ARM的5级指令流水线46

2.4ARM处理器内核结构46

2.4.1ARM处理器内核概述46

2.4.2ARM7TDMI处理器内核47

2.4.3ARM7TDMI存储器接口50

2.4.4ARM7TDMI的调试接口52

2.4.5ARM920T处理器核54

2.4.6AMBA总线体系结构55

2.4.7ARM的MMU部件56

习题262

第3章ARM嵌入式处理器指令系统64

3.1ARM指令分类及指令格式64

3.1.1ARM指令分类64

3.1.2ARM指令格式65

3.1.3ARM指令中的操作数符号67

3.1.4ARM指令中的移位操作67

3.2ARM指令的寻址方式69

3.3ARM指令集73

3.3.1数据处理类指令73

3.3.2程序状态寄存器访问指令78

3.3.3程序分支指令79

3.3.4加载/存储指令80

3.3.5协处理器指令83

3.3.6异常中断指令85

3.4Thumb指令集85

3.4.1数据处理类指令86

3.4.2程序分支指令87

3.4.3加载/存储指令88

3.4.4异常中断指令89

习题390

第4章ARM嵌入式系统程序设计及调试基础91

4.1ARM嵌入式汇编语言程序设计基础91

4.1.1ARM汇编器支持的伪指令91

4.1.2ARM汇编语言的语句格式100

4.1.3ARM汇编语言的程序结构103

4.2ARM嵌入式C语言程序设计基础104

4.2.1嵌入式C语言程序设计基础105

4.2.2嵌入式C语言程序设计结构110

4.2.3嵌入式C语言程序设计技巧111

4.3ARM汇编语言与C/C++的混合编程112

4.3.1ATPCS过程调用规范概述112

4.3.2汇编语言与C/C++的混合编程115

4.4ARM ADS集成开发环境的使用117

4.4.1ADS集成开发环境简介117

4.4.2Code Warrior的使用方法118

4.4.3用AXD调试器进行代码调试125

4.5Embest IDE集成开发环境的使用129

4.5.1Embest IDE集成开发环境简介129

4.5.2Embest IDE的使用方法130

习题4132

第5章ARM嵌入式处理器及其应用编程133

5.1典型ARM嵌入式处理器结构概述133

5.1.1S3C44B0X嵌入式微处理器的体系结构133

5.1.2S3C2410X/S3C2440X嵌入式微处理器的体系结构138

5.1.3LPC2000嵌入式微控制器的体系结构139

5.1.4AT91FR40162嵌入式微控制器的体系结构140

5.1.5XScale嵌入式微处理器PXA250的体系结构141

5.1.6STR710F系列嵌入式处理器的体系结构142

5.2ARM处理器芯片的应用选择143

5.2.1ARM处理器芯片的选择原则144

5.2.2ARM处理器芯片主要供应商146

5.2.3ARM处理器芯片的选择实例147

5.3ARM处理器中的控制寄存器148

5.3.1微处理器中控制寄存器的定义举例148

5.3.2微处理器中控制寄存器的含义及作用149

5.3.3微处理器中控制寄存器的初始化方法150

5.4S3C44B0X内部存储控制类可编程组件及应用编程152

5.4.1存储控制组件及应用编程152

5.4.2直接存储器存储DMA组件161

5.5S3C44B0X内部输入输出类可编程组件及应用编程163

5.5.1输入输出端口组件及应用163

5.5.2LCD控制组件及应用169

5.6S3C44B0X内部中断控制可编程组件及应用编程178

5.6.1中断控制组件的定义178

5.6.2中断系统的应用编程181

5.7S3C44B0X内部计数/定时类可编程组件及应用编程183

5.7.1PWM组件及应用编程183

5.7.2RTC组件及应用编程190

5.7.3WDT组件及应用编程196

5.7.4时钟与电源管理组件197

5.8S3C44B0X内部通信控制类可编程组件及应用编程200

5.8.1异步串行接口UART组件200

5.8.2同步输入/输出SIO组件204

5.9S3C44B0X内部总线接口类可编程组件及应用编程206

5.9.1 12C总线组件及应用编程206

5.9.2 12S总线组件及应用编程216

5.10S3C44B0X内部ADC可编程组件及应用编程227

5.10.1模数转换ADC组件227

5.10.2ADC组件的应用编程229

5.11S3C44B0X嵌入式微处理器外部接口电路设计230

5.11.1电源模块的选择及电路设计230

5.11.2时钟源的设计与分配231

5.11.3复位电路设计与模式选择232

5.11.4USB接口设计及应用233

5.11.5SPI总线接口应用238

5.11.6通信接口设计及应用243

5.11.7JTAG接口电路设计251

习题5252

第6章 嵌入式Linux操作系统及应用254

6.1嵌入式Linux操作系统概述254

6.1.1常用嵌入式Linux系统254

6.1.2嵌入式Linux系统内核255

6.1.3嵌入式Linux的文件系统259

6.1.4嵌入式Linux的开发步骤261

6.2嵌入式Linux的常用命令262

6.2.1登录与退出命令263

6.2.2文件操作命令264

6.2.3目录操作命令265

6.2.4文本操作命令266

6.2.5压缩与备份命令267

6.2.6用户相关命令269

6.2.7磁盘管理命令270

6.2.8权限管理命令271

6.2.9其他操作命令273

6.3嵌入式Linux开发环境的构建274

6.3.1操作系统的安装274

6.3.2开发环境的配置275

6.3.3交叉编译环境构建276

6.3.4Makefile和Make279

6.3.5镜像文件的烧写281

6.4嵌入式Linux内核的移植282

6.4.1移植内核准备工作283

6.4.2修改Linux源码参数283

6.4.3配置Linux内核283

6.4.4编译Linux内核285

6.4.5烧写镜像到开发板285

6.5嵌入式μCLLinux及其应用285

6.5.1μCLinux主要特点285

6.5.2μCLinux内核结构285

6.5.3μCLinux内核移植286

6.5.4μCLinux开发环境的建立287

6.5.5μCLinux下的应用程序开发290

习题6290

第7章 嵌入式系统的Boot Loader292

7.1Boot Loader概述292

7.1.1Boot Loader的作用和任务292

7.1.2常用嵌入式Boot Loader介绍293

7.2Boot Loader与嵌入式系统的关系295

7.2.1Boot Loader的操作模式295

7.2.2Boot Loader的总体设计296

7.3Boot Loader的主要功能及典型结构297

7.3.1Boot Loader的阶段1297

7.3.2Boot Loader的阶段2299

7.4S3C44B0X的Boot Loader分析300

7.5U-Boot启动流程及相关代码分析302

7.5.1U-Boot启动流程302

7.5.2U-Boot代码分析303

习题7313

第8章ARM嵌入式系统设计开发实例314

8.1基于ARM+μC/OS-11的嵌入式磨削数控系统的设计314

8.1.1前言314

8.1.2系统硬件设计314

8.1.3系统软件设计316

8.1.4结论318

8.2基于ARM+Linux的现代化超市电子购物系统的设计318

8.2.1前言318

8.2.2系统总体设计319

8.2.3移动购物终端硬件设计320

8.2.4移动购物终端软件设计321

8.2.5移动购物服务器端设计323

8.2.6系统设计开发调试结果323

8.2.7结论325

8.3基于ARM+Linux的嵌入式数控磨床控制系统的设计325

8.3.1前言325

8.3.2系统总体设计325

8.3.3系统硬件设计325

8.3.4系统软件设计328

8.3.5系统设计开发调试结果330

8.3.6结论332

第9章 基于ARM开发工具的基础实验333

9.1ARM汇编指令使用实验——基本数学/逻辑运算333

9.2ARM汇编指令使用实验——存储区数据块的传送335

9.3汇编语言与C语言的相互调用实验——随机数发生器338

9.4C语言程序组件应用实验——PWM直流电机控制341

第10章Linux操作系统的综合应用实践346

10.1Linux操作系统的安装及设置346

10.1.1VMware虚拟机的安装346

10.1.2Linux操作系统的安装347

10.1.3Linux操作系统的设置353

10.2Linux开发环境的构建及移植354

10.2.1系统工具安装的准备354

10.2.2交叉编译器的安装357

10.2.3U-Boot的配置与编译358

10.2.4Linux内核的配置与编译359

10.2.5实用工具Busybox的安装362

10.2.6apps的安装过程365

10.2.7GUI工具包QT的安装366

10.2.8Linux移植镜像的下载368

10.2.9Linux开发环境的构建及移植总结372

10.3Linux操作系统QT的使用372

10.3.1QT/Embedded程序设计基础372

10.3.2使用QT制作应用程序373

10.3.3QT应用程序的编译与移植380

参考文献383