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第1章 嵌入式系统概述1

1.1 嵌入式系统的概念1

1.1.1 嵌入式系统的发展历程2

1.1.2 嵌入式系统的定义4

1.1.3 嵌入式系统的主要特征5

1.1.4 嵌入式系统与PC的区别6

1.2 嵌入式系统的组成6

1.2.1 嵌入式硬件组成6

1.2.2 嵌入式软件组成9

1.3 嵌入式系统的类型13

1.3.1 缩减PC系统13

1.3.2 高端嵌入式系统13

1.3.3 单片机系统14

1.4 嵌入式系统的应用领域与发展趋势14

1.4.1 嵌入式系统的应用领域14

1.4.2 嵌入式系统的发展趋势15

本章小结16

习题16

第2章 嵌入式系统的开发模式与方法17

2.1 嵌入式系统的相关知识18

2.1.1 存储器管理单元18

2.1.2 板级支持包18

2.1.3 Bootloader与OSLoader19

2.1.4 ICE与ICD19

2.1.5 编译器与交叉编译器20

2.1.6 JTAG20

2.1.7 模拟器与仿真器21

2.2 嵌入式系统的开发模式22

2.2.1 面向硬件的开发模式22

2.2.2 面向操作系统的开发模式22

2.3 嵌入式系统的设计方法23

2.3.1 嵌入式系统设计方法23

2.3.2 嵌入式系统编程26

2.3.3 嵌入式系统测试27

2.3.4 嵌入式软件的复用29

2.3.5 嵌入式软件开发环境29

本章小结34

习题34

第3章 ARM微处理器体系结构35

3.1 ARM概述36

3.2 ARM的版本36

3.3 ARM微处理器系列41

3.4 ARM微处理器结构44

3.4.1 ARM微处理器的工作状态44

3.4.2 ARM微处理器的工作模式44

3.4.3 ARM微处理器的寄存器组织45

3.4.4 ARM微处理器的存储器格式50

3.4.5 ARM微处理器的异常中断51

3.5 基于ARM9的S3C2410AX微处理器55

本章小结59

习题59

第4章 ARM指令系统60

4.1 ARM指令概述61

4.1.1 ARM指令的分类61

4.1.2 ARM指令的条件域62

4.2 ARM微处理器的寻址方式63

4.2.1 立即数寻址63

4.2.2 寄存器寻址63

4.2.3 寄存器移位寻址64

4.2.4 寄存器间接寻址64

4.2.5 寄存器基址寻址65

4.2.6 多寄存器寻址65

4.2.7 相对寻址66

4.2.8 堆栈寻址66

4.2.9 块拷贝寻址66

4.3 ARM指令集66

4.3.1 ARM指令的基本格式67

4.3.2 ARM指令集的内容68

4.4 Thumb指令集79

4.4.1 Thumb指令集的内容80

4.4.2 Thumb指令集与ARM指令集的区别88

本章小结88

习题89

第5章 ARM应用软件开发环境90

5.1 RealView MDK集成开发环境91

5.1.1 安装与启动91

5.1.2 工程项目的管理91

5.1.3 工程项目的配置94

5.1.4 编译95

5.1.5 仿真调试95

5.2 汇编语言编程97

5.2.1 汇编语言程序中常用的符号97

5.2.2 汇编语言程序中的表达式和运算符98

5.2.3 ARM汇编器所支持的伪指令100

5.2.4 汇编语言的程序结构110

5.3 嵌入式C语言编程113

5.4 汇编语言与C/C＋＋的混合编程113

5.4.1 在C/C＋＋代码中嵌入汇编指令114

5.4.2 在汇编程序和C/C＋＋程序之间进行变量的互访117

5.4.3 汇编程序、C/C＋＋程序间的相互调用118

5.5 RealView MDK环境下ARM程序开发举例121

本章小结123

习题123

第6章 应用接口设计124

6.1 嵌入式微处理器系统核心的硬件设计125

6.1.1 芯片选择125

6.1.2 时钟与电源管理126

6.1.3 中断系统133

6.2 存储器接口141

6.2.1 S3C2410A的存储器组织141

6.2.2 S3C2410A的SDRAM存储器接口147

6.2.3 S3C2410A的Nand Flash存储器接口149

6.2.4 S 3C2410A的Nor Flash存储器接口152

6.3 通用I/O接口153

6.3.1 S3C2410A的通用I/O接口154

6.3.2 通用I/O接口相关的寄存器154

6.3.3 通用I/O接口设计163

6.3.4 通用I/O接口驱动程序164

6.3.5 通用I/O接口的应用实例164

6.4 键盘接口165

6.4.1 矩阵式键盘接口165

6.4.2 标准的计算机通用键盘接口168

6.5 显示器接口168

6.5.1 LED数码管显示接口168

6.5.2 LCD显示接口169

6.6 触摸屏接口180

6.6.1 触摸屏的工作原理180

6.6.2 触摸屏的接口模式181

6.6.3 触摸屏相关的寄存器182

6.6.4 触摸屏的接口设计184

6.6.5 触摸屏的驱动程序设计185

6.6.6 触摸屏接口实例185

6.7 A/D接口188

6.7.1 A/D转换的基本原理188

6.7.2 S3C2410A的A/D转换控制器189

6.7.3 A/D接口电路189

6.7.4 A/D转换的程序设计189

6.8 IIS音频接口190

6.8.1 IIS总线格式190

6.8.2 S3C2410A内置的IIS控制器191

6.8.3 IIS控制相关的寄存器192

6.8.4 IIS接口电路194

6.8.5 IIS的接口程序设计194

本章小结198

习题198

第7章 通信接口设计200

7.1 UART接口200

7.1.1 UART通信数据格式201

7.1.2 S3C2410A的UART接口201

7.1.3 UART相关的寄存器202

7.1.4 UART接口设计206

7.1.5 UART接口驱动程序208

7.2 IIC接口210

7.2.1 IIC通信数据格式210

7.2.2 S3C2410A的IIC接口210

7.2.3 IIC相关的寄存器211

7.2.4 IIC接口设计212

7.2.5 IIC接口驱动程序213

7.3 SPI接口215

7.3.1 SPI接口215

7.3.2 S3C2410A的SPI控制器217

7.3.3 SPI相关的寄存器217

7.3.4 SPI接口的初始化程序219

7.4 USB接口220

7.4.1 USB接口220

7.4.2 S3C2410A的USB控制器220

7.4.3 USB接口设计220

7.4.4 USB接口编程221

7.5 常用网络接口221

7.5.1 以太网技术协议221

7.5.2 以太网接口控制器221

7.5.3 以太网接口电路222

7.5.4 以太网接口编程222

本章小结224

习题224

第8章 基于嵌入式Linux的应用开发225

8.1 嵌入式Linux内核组成与启动过程226

8.1.1 嵌入式Linux内核组成226

8.1.2 嵌入式Linux的启动过程227

8.2 嵌入式Linux的开发步骤228

8.3 嵌入式Linux开发环境的构建229

8.3.1 嵌入式Linux交叉开发环境229

8.3.2 安装Linux操作系统231

8.3.3 配置开发工具236

8.3.4 交叉编译环境的建立238

8.4 嵌入式系统的Bootloader技术242

8.4.1 嵌入式软件运行过程242

8.4.2 Bootloader的开发过程243

8.4.3 常用的Bootloader246

8.4.4 Bootloader的移植247

8.5 嵌入式Linux系统的构建250

8.5.1 嵌入式Linux内核的构建250

8.5.2 嵌入式Linux根文件系统的构建255

8.5.3 基于嵌入式Linux的应用系统开发258

8.6 Linux系统下设备驱动程序的开发265

8.6.1 Linux下设备驱动程序简介265

8.6.2 设备驱动程序的结构267

8.6.3 设备驱动程序的开发269

8.6.4 Linux设备驱动开发实例275

8.7 Linux用户图形接口GUI277

8.7.1 嵌入式系统的GUI277

8.7.2 Qt/Embedded基础280

8.7.3 Qt/Embedded开发环境282

8.7.4 Qt/Embedded开发实例289

本章小结292

习题292

第9章 嵌入式应用系统的开发实例294

9.1 嵌入式应用系统的开发步骤294

9.1.1 方案论证294

9.1.2 硬件系统设计295

9.1.3 应用软件设计295

9.1.4 软硬件调试296

9.1.5 程序下载296

9.2 基于ARM和GPRS的无线抄表终端（开发实例1）296

9.2.1 方案论证297

9.2.2 硬件系统设计298

9.2.3 应用软件设计298

9.2.4 实验与测试300

9.2.5 程序下载302

9.3 基于嵌入式Linux的视频监控系统（开发实例2）302

9.3.1 方案论证302

9.3.2 硬件系统设计302

9.3.3 Linux系统制作303

9.3.4 应用软件设计306

9.3.5 系统测试308

本章小结308

附录A S3C2410A方框图309

附录B S3C2410A引脚图310

附录C S3C2410A引脚功能311

附录D S3C2410A的IO引脚功能314

附录E S3C2410A专用寄存器319

附录F S3C2410A启动代码的配置330

参考文献335