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第一篇 嵌入式系统基础篇 1

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嵌入式系统的定义 1

1.1.2嵌入式系统的特点 2

1.1.3嵌入式系统与通用计算机的关系 2

1.2嵌入式系统的组成 3

1.2.1 硬件层 3

1.2.2中间层 4

1.2.3系统软件层 5

1.2.4 应用软件层 6

1.3嵌入式处理器的类型 6

1.3.1嵌入式微处理器 6

1.3.2嵌入式微控制器 7

1.3.3嵌入式DSP处理器 7

1.3.4嵌入式片上系统 8

1.4 嵌入式微处理器的体系结构 8

1.4.1冯·诺依曼与哈佛结构 8

1.4.2 CISC与RISC 9

1.4.3流水线技术 10

1.5嵌入式系统的应用 12

1.5.1日常生活应用 12

1.5.2工业与机器人应用 13

1.5.3智能交通与汽车电子 13

1.5.4军事与航空航天领域 14

1.6嵌入式系统的发展趋势 15

1.7本章小结 16

第2章 ARM微处理器体系结构 17

2.1ARM处理器简介 17

2.1.1 ARM处理器 17

2.1.2 ARM处理器的应用领域 18

2.2 ARM体系结构 18

2.2.1 ARM体系版本 18

2.2.2 ARM系列处理器 21

2.3 S3C2440处理器 25

2.3.1 S3C2440简介 25

2.3.2 S3C2440特性 26

2.4本章小结 32

第3章 ARM处理器指令集系统 33

3.1 ARM处理器基本寻址方式 33

3.2 ARM指令集 35

3.2.1 ARM指令集格式 35

3.2.2存储器访问指令 36

3.2.3数据处理指令 37

3.2.4跳转指令 38

3.2.5协处理器操作指令 39

3.2.6杂项指令 40

3.2.7伪指令 41

3.3 Thumb指令集 42

3.4本章小结 43

第4章 ARM汇编语言程序设计 44

4.1变量、表达式与运算符 44

4.1.1常量与变量 44

4.1.2表达式与运算符 45

4.2 ARM汇编语言伪指令 46

4.2.1变量定义伪指令 47

4.2.2内存分配伪指令 49

4.2.3流程控制伪指令 52

4.2.4其他伪指令 54

4.3汇编语言与C语言混合编程 57

4.3.1基本ATPCS 58

4.3.2汇编语言调用C程序 59

4.3.3 C程序中调用汇编程序 60

4.4本章小结 62

第5章 嵌入式系统开发流程与设计方法 63

5.1常用开发模型 63

5.1.1边开发边修改模型 63

5.1.2瀑布模 64

5.1.3快速原型模型 64

5.1.4增量模型 65

5.1.5螺旋模型 66

5.1.6演化模型 66

5.2需求分析阶段 67

5.2.1系统分析 68

5.2.2用户需求 68

5.2.3系统需求 70

5.2.4概要设计 73

5.3详细设计阶段 74

5.3.1体系结构设计 74

5.3.2硬件设计 75

5.3.3软件设计 76

5.3.4设计检查 77

5.4科研开发阶段 77

5.4.1建模工具 77

5.4.2开发平台 80

5.4.3软件开发过程 80

5.5测试阶段 81

5.5.1测试计划目标 81

5.5.2测试类型 81

5.6本章小结 83

第二篇 嵌入式硬件接口与实例篇 84

第6章 GPIO接口 84

6.1 GPIO接口工作原理 84

6.1.1寄存器操作GPIO引脚 85

6.1.2软件访问GPIO 89

6.2 GPIO接口演示实例 90

6.2.1硬件实现 90

6.2.2程序设计及说明 90

6.3本章小结 92

第7章 时钟与定时器 93

7.1时钟体系 93

7.1.1结构与功能描述 93

7.1.2时钟控制逻辑 94

7.1.3时钟电路与实时时钟 95

7.2 PWM定时器 99

7.2.1 PWM定时器概述 99

7.2.2 PWM相关寄存器 101

7.2.3 PWM定时器示例 103

7.3看门狗定时器 104

7.3.1看门狗定时器概述 104

7.3.2看门狗定时器相关寄存器 105

7.3.3看门狗定时器编程实例 106

7.4本章小结 107

第8章 DMA控制 108

8.1 DMA工作原理概述 108

8.1.1 DMA方式传输原理 108

8.1.2 S3C2440的DMA控制器 109

8.2 DMA控制器寄存器 111

8.3 DMA软件编程实例 116

8.4本章小结 117

第9章 存储器系统 118

9.1存储器系统概述 118

9.1.1存储器系统层次结构 118

9.1.2存储管理单元（MMU） 119

9.1.3嵌入式存储设备分类 120

9.1.4常见嵌入式系统存储器 120

9.2 NOR Flash 123

9.2.1 NOR Flash简介 123

9.2.2 NOR Flash芯片与接口电路 124

9.3 NAND Flash 124

9.3.1 NAND Flash简介 125

9.3.2 NAND Flash芯片及接口电路 125

9.3.3 NAND Flash基本操作 127

9.3.4 S3C2440 NAND Flash控制器 128

9.3.5 NAND Flash编程实例 133

9.4 SDRAM 137

9.4.1 SDRAM芯片及接口电路 137

9.4.2 S3C2440 SDRAM寄存器设置 139

9.5 SD卡模块及接口电路 141

9.6 IDE接口 143

9.7本章小结 145

第10章 中断体系结构 146

10.1中断体系结构 146

10.1.1中断的概念 146

10.1.2 ARM体系CPU工作模式 147

10.1.3 ARM体系中断异常 149

10.2 S3C2440中断控制器 153

10.2.1 S3C2440中断控制器结构 153

10.2.2 S3C2440中断控制寄存器 154

10.3中断异常处理 160

10.3.1异常中断处理程序的安装 160

10.3.2 FIQ和IRQ异常中断处理编程 162

10.3.3 SWI异常中断处理编程 164

10.4 S3C2440中断编程实例 165

10.4.1寄存器配置 165

10.4.2程序编写 166

10.5本章小结 167

第11章 串行通信接口UART 168

11.1串行通信原理 168

11.1.1串行通信与并行通信的概念 168

11.1.2串行通信方式 169

11.1.3串行通信接口 171

11.2 S3C2440异步串行接口UART 173

11.2.1S3C2440 UART概述 173

11.2.2 S3C2440的UART操作 175

11.2.3 S3C2440的UART控制寄存器 177

11.3串行通信接口实例 181

11.3.1串口通信电路 181

11.3.2串口通信程序设计 181

11.4本章小结 184

第12章 LCD控制器 185

12.1 LCD显示原理 185

12.1.1 LCD显示原理 185

12.1.2显示器数据信号格式 187

12.2 S3C2440 LCD控制器与寄存器 189

12.2.1 S3C2440 LCD控制器 189

12.2.2 TFT LCD控制器操作 190

12.2.3 S3C2440 LCD寄存器 194

12.3 LCD显示实例 198

12.4本章小结 202

第13章A/D转换及触摸屏接口 203

13.1 A/D转换 203

13.1.1 A/D转换技术指标 203

13.1.2 A/D转换方法和原理 204

13.1.3 S3C2440 A/D转换接口 207

13.2触摸屏接口 210

13.2.1触摸屏分类与工作原理 210

13.2.2 S3C2440触摸屏接口 213

13.2.3触摸屏接口编程实例 215

13.3本章小结 216

第14章 嵌入式系统总线接口 217

14.1 USB接 口 217

14.1.1 USB接口结构与工作原理 217

14.1.2 S3C2440 USB接口控制器 220

14.2 IIC接口 222

14.2.1 IIC接口基本原理与结构 222

14.2.2 S3C2440IIC接口 225

14.2.3 IIC接口应用实例 228

14.3 SPI接口 231

14.3.1 SPI接口基本原理与结构 231

14.3.2 S3C2440 SPI接口 233

14.3.3 SPI接口编程实例 235

14.4本章小结 237

第三篇 嵌入式Linux开发篇 238

第15章 嵌入式系统软件与嵌入式操作系统 238

15.1嵌入式系统软件 238

15.1.1嵌入式软件基础 238

15.1.2嵌入式软件的发展 239

15.1.3嵌入式设备驱动 241

15.2嵌入式系统任务管理 244

15.2.1进程与线程 244

15.2.2任务实现 246

15.2.3任务调度 250

15.2.4任务之间的关系 254

15.3嵌入式系统设备管理 260

15.3.1设备编址方式 260

15.3.2 I/O控制方式 261

15.4嵌入式系统存储管理 262

15.4.1存储管理方案 263

15.4.2分区存储管理 263

15.5嵌入式文件系统管理 266

15.5.1文件概念 266

15.5.2嵌入式文件系统 267

15.5.3文件系统实现 267

15.6嵌入式操作系统 270

15.6.1嵌入式操作系统概述 270

15.6.2嵌入式操作系统功能特点与分类 270

15.6.3常用的嵌入式操作系统 272

15.7本章小结 275

第16章 认识Linux操作系统 276

16.1 Linux操作系统 276

16.1.1 Linux操作系统简介 276

16.1.2桌面Linux安装 278

16.2 Linux基本操作 285

16.2.1常用Linux命令 285

16.2.2常用Linux工具使用方法 286

16.2.3 Linux Shell编程基础 296

16.2.4 make命令与makefile文件 300

16.3 Linux用户界面 305

16.3.1 X Window 305

16.3.2 KDE 308

16.3.3 GNOME 309

16.4本章小结 310

第17章 嵌入式Linux内核与文件系统 311

17.1 Linux内核介绍 311

17.1.1认识Linux内核 311

17.1.2内核结构 314

17.1.3内核编译过程 315

17.2 Linux内核功能详解 319

17.2.1内存管理 320

17.2.2任务管理 323

17.2.3设备驱动程序 326

17.2.4文件系统 333

17.3嵌入式Linux内核与文件系统 337

17.3.1嵌入式Linux内核 337

17.3.2嵌入式文件系统 339

17.4本章小结 343

第18章 嵌入式Linux交叉编译环境与Linux内核移植 344

18.1交叉编译环境搭建 344

18.1.1交叉编译原理 344

18.1.2建立交叉编译环境 346

18.2 BootLoader 348

18.2.1 BootLoader简介 348

18.2.2 BootLoader工作原理 349

18.3 U-boot 352

18.3.1 U-boot介绍 352

18.3.2 U-boot配置 353

18.3.3 U-boot启动过程 356

18.3.4 U-boot移植 362

18.4嵌入式Linux内核移植 366

18.4.1 Linux内核配置 367

18.4.2 Linux内核编译与移植 380

18.5制作嵌入式Linux文件系统 381

18.5.1配置编译Busybox 381

18.5.2制作Yaffs2文件系统 385

18.5.3制作Ramdisk文件系统 387

18.6本章小结 390

第19章 Qt GUI程序开发基础 391

19.1 Qt简介 391

19.1.1认识Qt 391

19.1.2 Qt的安装 392

19.1.3第一个Qt程序 395

19.2基础窗口部件 400

19.2.1窗口结构 400

19.2.2窗口部件 401

19.3信号/槽机制 402

19.3.1信号/槽机制原理 403

19.3.2信号/槽应用实例 405

19.4 Qt样式表 407

19.4.1 Qt样式表语法 407

19.4.2 Qt样式表应用 409

19.5 Qt嵌入式开发 411

19.5.1 Qt/E嵌入式开发架构 411

19.5.2 QVFB虚拟运行环境 412

19.5.3 Qt/E编译安装 412

19.5.4运行自己的Qt/E程序 416

19.6本章小结 417