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第1章 嵌入式系统概述1

1.1什么是嵌入式系统3

1.2嵌入式系统的应用领域4

1.3嵌入式系统体系结构7

1.3.1嵌入式系统硬件组成7

1.3.2嵌入式系统软件结构9

1.4嵌入式微处理器概述12

1.5嵌入式系统的发展趋势15

1.6案例分析16

本章小结18

阅读材料18

习题19

第2章 嵌入式微处理器核心20

2.1 ARM CPU ISA的发展历史22

2.1.1 ARM CPU ISA版本22

2.1.2 ARM内核版本命名规则24

2.1.3主流ARM处理器的应用24

2.2典型ARM处理器内核结构26

2.2.1 ARM7TDMI内核结构26

2.2.2 ARM9TDMI内核结构28

2.2.3 ARM Cortex-A9内核结构29

2.3 ARM编程模型31

2.3.1 ARM处理器的工作状态31

2.3.2 ARM处理器的运行模式31

2.3.3 ARM寄存器组织32

2.4异常35

2.4.1 ARM体系结构支持的异常类型36

2.4.2异常的响应37

2.4.3异常的返回37

2.5存储方式及存储器管理单元40

2.5.1大、小端格式40

2.5.2存储器管理单元41

2.6案例分析42

2.6.1 RISC思想在ARM处理器设计中的体现42

2.6.2 ARM设计思想中的改进之处42

本章小结43

阅读材料44

习题45

第3章 ARM嵌入式微处理器指令集46

3.1 ARM指令集概述48

3.1.1 ARM指令的特点48

3.1.2 ARM指令集分类与格式48

3.1.3条件执行49

3.2 ARM处理器的寻址方式49

3.2.1立即寻址50

3.2.2寄存器寻址50

3.2.3寄存器间接寻址50

3.2.4寄存器移位寻址50

3.2.5基址加变址寻址51

3.2.6块拷贝寻址52

3.2.7堆栈寻址52

3.2.8相对寻址53

3.3 ARM指令集54

3.3.1数据处理指令54

3.3.2 Load/Store指令59

3.3.3分支指令63

3.3.4程序状态寄存器访问指令66

3.3.5协处理器操作指令67

3.3.6异常产生指令68

3.4 ARM汇编伪指令与伪操作69

3.4.1 ARM伪指令69

3.4.2 ARM汇编语言伪操作概述71

3.4.3 ADS编译环境下的伪操作71

3.4.4 GNU编译环境下的伪操作76

3.5 ARM汇编语言程序设计实例79

3.6案例分析83

本章小结85

阅读材料86

习题87

第4章 嵌入式系统硬件平台89

4.1嵌入式最小系统91

4.1.1最小系统架构91

4.1.2模块典型电路92

4.2 S3C2410X微处理器93

4.2.1 S3C2410X微处理器简介93

4.2.2 S3C2410X微处理器体系结构94

4.3存储系统96

4.3.1存储系统基础知识96

4.3.2 S3C2410X微处理器的存储器接口99

4.3.3 S3C2410X微处理器的存储器配置实例100

4.4 I/O系统102

4.4.1 I/O系统基础102

4.4.2 S3C2410X的I/O端口105

4.5人机交互系统106

4.5.1 LCD接口106

4.5.2触摸屏的应用109

4.5.3键盘接口111

4.6调试接口113

4.6.1 JTAG逻辑结构113

4.6.2 JTAG状态和工作过程113

4.7案例分析115

4.7.1嵌入式最小系统115

4.7.2面向具体应用的接口116

4.7.3软件环境116

本章小结116

阅读材料117

习题118

第5章 嵌入式C语言编程基础119

5.1C语言的关键字与运算符121

5.1.1 C语言关键字121

5.1.2数据类型关键字122

5.1.3存储类型关键字125

5.1.4流程控制关键字126

5.1.5底层系统相关关键字128

5.1.6 C语言运算符129

5.2C语言的函数132

5.2.1函数、变量的定义和声明133

5.2.2变量的作用域和生命期134

5.2.3函数间的参数传递135

5.2.4利用参数返回结果137

5.3预处理138

5.3.1宏定义138

5.3.2条件编译140

5.4指针142

5.4.1指针的本质142

5.4.2指针的赋值与初始化142

5.4.3指针和数组143

5.4.4指针数组和数组指针145

5.4.5函数指针和指针函数146

5.4.6直接向内存写入数值149

本章小结149

阅读材料150

习题151

第6章 ARM软件开发工具153

6.1嵌入式软件开发模式及调试工具154

6.1.1交叉编译开发模式154

6.1.2调试方式155

6.2几种常见的ARM开发工具156

6.2.1 ARM SDT简介156

6.2.2 ADS简介156

6.2.3 Embest IDE简介157

6.2.4 Multi 2000简介157

6.3 RealView MDK的使用入门158

6.3.1 RealView MDK概述158

6.3.2 μVision IDE操作界面159

6.3.3简单工程示例161

本章小结168

阅读材料169

习题170

第7章 嵌入式操作系统原理171

7.1嵌入式操作系统概述173

7.1.1嵌入式操作系统的特点173

7.1.2操作系统的分类174

7.2进程和线程的基本概念175

7.2.1进程和线程的概念175

7.2.2常见嵌入式操作系统中的进程和线程176

7.3任务管理177

7.3.1任务调度177

7.3.2任务同步与通信179

7.4内存管理181

7.4.1内存管理分类181

7.4.2虚拟内存183

7.5案例分析185

本章小结186

阅读材料186

习题187

第8章 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统内核分析189

8.1 μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统191

8.1.1 μC/OS-Ⅱ191

8.1.2 μC/OS-Ⅱ的应用领域192

8.1.3 μC/OS-Ⅱ的体系结构193

8.2 μC/OS-Ⅱ的任务管理194

8.2.1任务的概念194

8.2.2任务的优先级195

8.2.3任务的状态195

8.2.4任务控制块196

8.2.5任务就绪表198

8.2.6任务调度201

8.2.7系统任务202

8.2.8 μC/OS-Ⅱ的中断203

8.2.9 μC/OS-Ⅱ的时钟中断204

8.2.10 μC/OS-Ⅱ的时间管理205

8.3 μC/OS-Ⅱ中的任务同步和通信206

8.3.1事件控制块207

8.3.2信号量207

8.3.3邮箱209

8.3.4消息队列211

8.4 μC/OS-Ⅱ在S3C2410上的移植212

8.4.1移植条件213

8.4.2 OS＿CPU.h的移植214

8.4.3 OS＿CPU.c的移植215

8.4.4 OS＿CPU＿A.s的移植216

8.5案例分析220

8.5.1监控终端软件任务的划分220

8.5.2监控终端软件任务之间的通信221

8.5.3通过μC/OS-Ⅱ实现任务的调度221

本章小结221

阅读材料222

习题223

第9章 基于μC/OS-Ⅱ的软件体系结构设计225

9.1基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式软件体系结构227

9.1.1硬件驱动程序227

9.1.2 μC/OS-Ⅱ内核227

9.1.3系统软件228

9.1.4中间件228

9.1.5用户应用程序228

9.2嵌入式文件系统228

9.2.1文件系统基础知识228

9.2.2嵌入式文件系统μC/FS229

9.3嵌入式图形用户界面232

9.3.1 μC/GUI介绍233

9.3.2使用μC/GUI的前期工作234

9.3.3 μC/GUI与内核的整合235

9.4嵌入式设备驱动程序237

9.4.1设备驱动程序237

9.4.2 S3C2410的UART237

9.4.3 UART驱动程序设计238

本章小结242

阅读材料242

习题243

第10章 嵌入式系统的应用开发实例244

10.1嵌入式系统开发流程245

10.2工业控制器概述246

10.2.1项目背景246

10.2.2功能描述247

10.3设计方案248

10.3.1硬件方案248

10.3.2软件方案249

10.4硬件设计250

10.4.1 RTC电路设计250

10.4.2模拟量输入接口251

10.4.3开关量输入／输出接口252

10.4.4 CAN接口253

10.4.5以太网接口255

10.4.6 RS-485接口256

10.5软件设计257

10.5.1工业控制器软件架构257

10.5.2 CAN通信协议258

10.5.3 Modbus通信协议261

10.5.4 TCP/IP协议264

本章小结267

阅读材料267

习题268

参考文献270