第1章 嵌入式系统概论 1
1.1嵌入式系统概述 1
1.1.1嵌入式系统的概念 1
1.1.2嵌入式系统的特点 2
1.1.3嵌入式系统的发展 3
1.1.4嵌入式系统的应用 4
1.1.5嵌入式系统的学习方法 5
1.2嵌入式处理器 6
1.2.1嵌入式处理器种类 6
1.2.2 ARM嵌入式处理器简介 7
1.3嵌入式系统的组成 7
1.3.1嵌入式系统的硬件 8
1.3.2嵌入式系统的软件 9
1.4嵌入式操作系统 10
1.4.1嵌入式操作系统及其特点 10
1.4.2典型嵌入式操作系统 10
1.5嵌入式系统的设计方法 11
1.5.1嵌入式系统设计概述 11
1.5.2嵌入式系统的设计步骤 12
1.5.3嵌入式系统的传统设计方法 13
1.5.4嵌入式系统的硬软件协同设计技术 15
1.6嵌入式系统的软件设计 16
1.6.1嵌入式系统的软件设计过程 16
1.6.2嵌入式操作系统的选择 17
1.6.3嵌入式软件开发工具链的构建 18
1.7嵌入式系统开发与调试工具 22
1.7.1嵌入式系统硬件开发与调试工具 22
1.7.2嵌入式系统软件开发工具 23
习题 27
第2章 嵌入式处理器体系结构 28
2.1体系结构概述 28
2.1.1 CISC与RISC 28
2.1.2冯·诺依曼结构与哈佛结构 29
2.2嵌入式处理器内核 31
2.3 ARM体系结构的发展 32
2.4 ARM体系结构的技术特征 33
2.5 ARM处理器工作状态与工作模式 34
2.5.1 ARM处理器工作状态 34
2.5.2 ARM处理器工作模式 35
2.6 ARM处理器的寄存器组织 36
2.6.1 ARM状态下的寄存器组织 36
2.6.2 Thumb/Thumb-2状态下的寄存器组织 37
2.7 ARM处理器的异常中断 38
2.7.1 ARM异常种类及异常中断向量表 38
2.7.2异常中断的优先级 39
2.7.3 ARM异常的中断响应过程 39
2.7.4从异常处理程序中返回 40
2.8 ARM的存储器格式及数据类型 41
2.8.1 ARM的两种存储字的格式 41
2.8.2 ARM存储器数据类型 42
2.9 ARM流水线技术 42
2.9.1指令流水线处理 42
2.9.2 ARM的3级指令流水线 43
2.9.3 ARM的5级指令流水线 44
2.9.4 ARM的6级指令流水线 45
2.9.5 ARM的7级指令流水线 45
2.9.6 ARM的8级指令流水线 46
2.10 ARM总线结构及MMU 47
2.10.1 ARM的AMBA总线体系结构 47
2.10.2 ARM的MMU和MPU 48
2.10.3基于MMU的地址转换 49
2.11典型ARM处理器核 55
2.11.1 ARM7典型内核ARM7TDMI 56
2.11.2 ARM9典型内核ARM920T 63
2.11.3 ARM10典型内核 64
2.11.4 ARM11典型内核ARM1136J F-S及ARM1 1MPCORE 64
2.11.5 Cortex典型内核Cortex-A 65
2.11.6 Cortex典型内核Cortex-M 69
2.11.7 Cortex典型内核Cortex-R4 71
习题 73
第3章 嵌入式处理器指令系统 74
3.1 ARM指令分类及指令格式 74
3.1.1 ARM指令分类 74
3.1.2 ARM指令格式 75
3.1.3 ARM指令中操作数符号 76
3.1.4 ARM指令中的移位操作符 77
3.2 ARM指令的寻址方式 78
3.2.1立即寻址 78
3.2.2寄存器寻址 78
3.2.3寄存器间接寻址 78
3.2.4基址加变址寻址 78
3.2.5相对寻址 79
3.2.6堆栈寻址 79
3.2.7块复制寻址 80
3.3 ARM指令集 80
3.3.1数据处理指令 80
3.3.2程序状态寄存器访问指令 83
3.3.3分支指令 84
3.3.4加载／存储指令 85
3.3.5协处理器指令 89
3.3.6异常中断指令 90
3.4 Thumb指令集 90
3.4.1数据处理指令 91
3.4.2分支指令 92
3.4.3加载／存储指令 92
3.4.4异常中断指令 93
3.5 Thumb-2指令集 94
3.5.1数据处理指令 95
3.5.2分支指令与程序状态指令 96
3.5.3加载与存储指令 97
3.5.4提示类指令与交换类指令 100
3.6 ARM处理器支持的伪指令 100
习题 101
第4章 嵌入式系统程序设计基础 104
4.1 ARM汇编器所支持的伪指令 104
4.1.1符号定义伪指令 104
4.1.2数据定义伪指令 105
4.1.3汇编控制伪指令 108
4.1.4其他常用伪指令 109
4.2汇编语言的语句格式 113
4.2.1在汇编语言程序中常用的符号 113
4.2.2汇编语言程序中的表达式和运算符 114
4.3汇编语言的程序结构 117
4.3.1汇编语言的程序结构 117
4.3.2汇编语言的子程序调用 118
4.4嵌入式C语言程序设计 118
4.4.1嵌入式C语言设计基础 119
4.4.2汇编语言与C语言的混合编程 124
习题 128
第5章 典型嵌入式处理器 130
5.1典型嵌入式处理器系列概述 130
5.2 ARM7TDMI-S核的嵌入式微控制器LPC2000系列 132
5.2.1 LPC2000系列微控制器概述 132
5.2.2 LPC2000系列微控制器结构 133
5.3 ARM7TDMI核的嵌入式微处理器S3C44B0X 135
5.3.1 S3C44B0X嵌入式微处理器概述 135
5.3.2 S3C44B0X嵌入式微处理器结构 137
5.3.3 S3C44B0X嵌入式微处理器引脚信号 138
5.4 ARM 920T核的嵌入式微处理器S3C2410X/S3C2440X 141
5.4.1 S3C2410X/S3C2440X概述 141
5.4.2 S3C2410X/S3C2440X嵌入式微处理器结构 143
5.5 XScale嵌入式微处理器 144
5.5.1 XScale嵌入式处理器简介 144
5.5.2 PXA250/PXA270嵌入式微处理器结构 144
5.6 Cortex-M3核的嵌入式微控制器 146
5.6.1 LPC1700系列嵌入式微控制器概述 146
5.6.2 LPC1700系列典型微控制器结构 146
5.7其他典型ARM嵌入式微控制器 148
5.7.1基于ARM7的AT91SAM7系列处理器 148
5.7.2基于ARM9的AT91SAM9系列处理器 149
5.7.3基于ARM9的LPC3000系列处理器 150
5.7.4基于Cortex-M3的LM3S系列处理器 150
5.7.5基于Cortex-M3的STM32系列微控制器 151
习题 154
第6章 基于S3C44B0X的嵌入式系统应用开发 155
6.1嵌入式最小系统 155
6.1.1最小系统组成 155
6.1.2电源模块的选择及电路设计 156
6.1.3时钟电源管理与时钟源的设计 157
6.1.4复位电路设计与模式选择 161
6.1.5存储器组件与接口模块 162
6.1.6 J TAG接口电路设计 171
6.2端口组件原理及应用 172
6.2.1端口功能控制 172
6.2.2基于端口功能的键盘及LED应用 176
6.3中断组件原理及应用 180
6.3.1中断概述 180
6.3.2中断功能控制 180
6.3.3中断组件应用 183
6.4 UART组件原理及应用 187
6.4.1 UART功能控制 187
6.4.2 UART通信接口设计与应用 191
6.5 DMA组件原理及应用 197
6.5.1 DMA控制器原理 197
6.5.2 DMA控制器应用 199
6.6 PWM定时器原理及应用 202
6.6.1 PWM功能控制 202
6.6.2 PWM定时器的应用 205
6.7 I2 C组件原理及应用 209
6.7.1 I2 C总线控制器原理 209
6.7.2 I2 C总线接口应用 211
6.8 I2S组件原理及应用 218
6.8.1 I2 S总线控制器原理 218
6.8.2 I2S总线接口应用 221
6.9 SIO组件功能原理 230
6.10 RTC组件原理及应用 232
6.10.1实时钟RTC接口原理 232
6.10.2实时钟RTC的应用 236
6.11 WDT组件原理及应用 239
6.11.1 WDT看门狗定时器原理 239
6.11.2 WDT看门狗定时器的应用 241
6.12 ADC组件原理及应用 242
6.12.1 ADC接口原理 242
6.12.2 ADC接口应用 244
6.13 LCD组件原理及应用 245
6.13.1 LCD控制器接口原理 245
6.13.2 LCD控制器接口应用 250
6.14其他外设接口的应用 254
6.14.1 SPI接口应用 254
6.14.2 USB接口设计及应用 259
习题 265
第7章 嵌入式操作系统及其移植 267
7.1嵌入式操作系统μCLinux及其移植 268
7.1.1 μCLinux体系结构 268
7.1.2 μCLinux的移植 271
7.2嵌入式操作系统μC/OS-II及其移植 273
7.2.1 μC/OS-II体系结构 273
7.2.2 μC/OS-II的移植 275
7.3嵌入式系统的Boot Loader 277
7.3.1 Boot Loader概述 277
7.3.2 Boot Loader与嵌入式系统的关系 278
7.3.3 Boot Loader的主要功能 278
7.3.4典型 Boot Loader分析 281
习题 284
第8章 嵌入式系统设计实例 285
8.1 ARM处理器芯片的选择 285
8.1.1选择ARM处理器应考虑的因素 285
8.1.2主要ARM芯片供应商 288
8.1.3选择ARM处理器案例分析 288
8.2车载信息系统设计实例 290
8.2.1车载信息系统的功能分析 290
8.2.2车载信息系统的设计方案 291
8.2.3车载系统硬件设计 292
8.2.4车载系统软件设计 294
8.3高压继电保护系统设计实例 295
8.3.1高压继电保护系统的背景 295
8.3.2高压继电保护系统的功能分析 296
8.3.3高压继电保护系统的设计方案 297
8.3.4高压继电保护系统详细设计 299
习题 327
附录：关键词索引 328
参考文献 334