ARM9完全学习手册

第1章 嵌入式系统基础 1

1.1 嵌入式系统简介 1

1.1.1 嵌入式系统的定义 1

1.1.2 嵌入式系统的组成 1

1.1.3 嵌入式系统的特点 3

1.1.4 嵌入式系统的分类 3

1.1.5 嵌入式系统的应用 4

1.2 嵌入式处理器 5

1.2.1 嵌入式处理器简介 5

1.2.2 嵌入式处理器分类 5

1.2.3 嵌入式计算机系统与通用型计算机系统 6

1.2.4 嵌入式处理器选择 6

1.3 嵌入式系统开发环境 7

1.4 嵌入式操作系统 8

1.4.1 嵌入式操作系统 8

1.4.2 实时操作系统 9

1.4.3 常见的嵌入式操作系统 10

第2章 ARM处理器及系统结构 14

2.1 ARM处理器简介 14

2.2 ARM处理器系列 14

2.3 ARM9处理器内核 18

2.4 ARM处理器工作状态 21

2.5 ARM处理器运行模式 22

2.6 ARM寄存器 22

2.6.1 ARM状态下的寄存器 22

2.6.2 Thumb状态下的寄存器 26

2.7 ARM存储系统 28

2.7.1 ARM存储方法 28

2.7.2 存储空间管理单元（MMU） 28

2.8 ARM的异常 30

2.8.1 异常类型 30

2.8.2 异常发生过程 31

第3章 ARM指令集 33

3.1 ARM指令集简介 33

3.1.1 ARM指令的分类与格式 33

3.1.2 ARM指令的条件码域 35

3.1.3 ARM指令可选后缀 35

3.2 ARM指令的寻址方式 37

3.2.1 立即寻址 37

3.2.2 寄存器寻址 37

3.2.3 寄存器间接寻址 37

3.2.4 基址变址寻址 38

3.2.5 堆栈寻址 39

3.2.6 多寄存器寻址 40

3.2.7 相对寻址 40

3.3 ARM指令集 40

3.3.1 跳转指令 40

3.3.2 数据处理指令 43

3.3.3 乘法指令与乘加指令 47

3.3.4 程序状态寄存器访问指令 48

3.3.5 加载/存储指令 49

3.3.6 批量数据加载/存储指令 51

3.3.7 数据交换指令 52

3.3.8 移位指令（操作） 52

3.3.9 协处理器指令 53

3.3.10 异常产生指令 55

第4章 Thumb指令集 56

4.1 Thumb指令集概述 56

4.1.1 Thumb指令集简介 56

4.1.2 Thumb指令集与ARM指令集的区别 57

4.1.3 Thumb状态切换 57

4.1.4 Thumb指令集代码 58

4.2 Thumb存储器访问指令 59

4.2.1 加载/存储指令（LDR和STR） 59

4.2.2 寄存器入栈及出栈指令（PUSH和POP） 60

4.2.3 多寄存器加载/存储指令（LDMIA和STMIA） 61

4.3 Thumb数据处理指令 61

4.3.1 数据传送指令 61

4.3.2 算术逻辑运算指令 62

4.3.3 比较指令 66

4.4 Thumb跳转指令 66

4.5 Thumb软中断指令 68

第5章 伪指令 70

5.1 伪指令概述 70

5.2 与ARM指令相关的伪指令 70

5.3 与Thumb指令相关的伪指令 72

5.4 通用伪指令 73

5.4.1 为变量定义或赋值的伪指令 73

5.4.2 定义各类寄存器名称的伪指令 74

5.4.3 数据定义伪指令 75

5.4.4 控制程序流向的伪指令 77

5.4.5 过程定义伪指令 79

5.4.6 报告伪指令 79

5.4.7 其他伪指令 81

第6章 ARM编程基础 84

6.1 汇编语言与C语言的比较 84

6.2 ARM汇编语言设计 84

6.2.1 汇编语言的语句格式 84

6.2.2 汇编语言的程序结构 88

6.2.3 ARM中汇编程序实例 89

6.3 C语言与汇编语言混合编程 93

6.3.1 在C程序中内嵌的汇编 93

6.3.2 从汇编程序中访问C程序变量 94

6.3.3 汇编程序与C程序的相互调用 95

第7章 S3C2440嵌入式系统 99

7.1 S3C2440综述 99

7.1.1 S3C2440信号描述 100

7.1.2 S3C2440专用寄存器 106

7.2 S3C2440的存储控制器 112

7.2.1 S3C2440存储控制器特性 113

7.2.2 S3C2440存储控制器功能 114

7.2.3 S3C2440存储控制器寄存器 114

7.3 NAND Flash控制器 119

7.3.1 NAND FLASH 控制器的特性 119

7.3.2 专用寄存器 121

7.4 时钟和功率管理 123

7.4.1 时钟和功率管理功能描述 124

7.4.2 时钟发生器和功率模块特殊寄存器 131

7.5 DMA 134

7.5.1 DMA简介 134

7.5.2 DMA工作原理 135

7.5.3 DMA特殊功能寄存器 137

7.6 中断控制器 141

7.6.1 中断控制器的操作 142

7.6.2 S3C2440中断源 142

7.6.3 中断控制器的特殊功能寄存器 143

第8章 S3C2440处理器的外设 150

8.1 I/O端口 150

8.1.1 S3C2440 端口控制描述 150

8.1.2 I/O端口寄存器及引脚配置 151

8.2 PWM定时器 159

8.2.1 PWM概念 159

8.2.2 PWM定时器结构 159

8.2.3 PWM定时器操作 160

8.2.4 PWM定时器的特殊功能寄存器 164

8.3 UART接口 167

8.3.1 UART接口概述 167

8.3.2 UART的操作 168

8.3.3 UART特殊功能寄存器 172

8.4 USB主机控制器 178

8.5 USB设备控制器 179

8.6 LCD控制器 180

8.6.1 LCD控制器的特性 180

8.6.2 LCD外部接口信号 181

8.6.3 LCD控制器框图 181

8.6.4 LCD控制操作 182

8.6.5 LCD控制器的特殊功能寄存器 186

8.7 ADC和触摸屏接口 189

8.7.1 ADC结构与工作原理 190

8.7.2 A/D转换器的工作模式 191

8.7.3 编程要点 192

8.7.4 ADC和触摸屏接口专用寄存器 192

8.8 实时时钟 194

8.8.1 实时时钟操作 194

8.8.2 RTC特殊功能寄存器 195

8.9 看门狗定时器 198

8.9.1 看门狗定时器操作 198

8.9.2 WDT特殊寄存器 199

8.10 MMC/SD/SDIO主控制器 200

8.10.1 SD操作 200

8.10.2 SDIO操作 201

8.10.3 SDI特殊寄存器 202

8.11 IIC总线接口 204

8.11.1 IIC总线接口操作 205

8.11.2 IIC总线接口的特殊功能寄存器 209

8.12 IIS总线接口 210

8.12.1 IIS的功能描述 210

8.12.2 IIS串行接口特殊功能寄存器 212

8.13 SPI接口 213

8.13.1 SPI操作 213

8.13.2 SPI特殊寄存器 216

第9章 ADS集成开发系统 218

9.1 ADS系统组成与文件 218

9.1.1 ADS系统的组成 218

9.1.2 ADS系统中的文件 219

9.2 ADS创建工程 220

9.2.1 建立一个工程 220

9.2.2 编辑和链接工程 223

9.3 ADS调试器 226

9.3.1 AXD 226

9.3.2 创建工程调试 228

9.4 ADS连接器 231

9.4.1 连接器的基本功能 231

9.4.2 armlink的选项 232

9.4.3 取得映像符号 232

第10章 嵌入式Linux开发基础 234

10.1 Linux简介 234

10.1.1 在嵌入式系统中使用Linux的优点和缺点 234

10.1.2 Linux内核的功能 235

10.2 Linux文件及文件系统 235

10.2.1 文件类型和文件属性 235

10.2.2 文件系统类型 236

10.2.3 Linux目录结构 237

10.3 嵌入式Linux开发流程 238

10.4 Linux常用指令 239

10.5 Linux下的用户界面 242

10.5.1 X Window 简介 242

10.5.2 X 服务器 243

10.5.3 窗口管理器 244

第11章 Windows CE操作系统 245

11.1 Windows CE简介 245

11.1.1 什么是Windows CE 245

11.1.2 Windows CE的主要功能 245

11.1.3 Windows CE版本 246

11.2 Windows CE的应用领域 247

11.3 Windows CE的内存管理 248

11.3.1 内存结构 248

11.3.2 RAM和ROM 249

11.3.3 虚拟内存 250

11.3.4 堆 252

11.3.5 栈 255

11.3.6 静态数据块 255

11.4 Windows CE的文件系统 255

11.4.1 ROM 文件系统 256

11.4.2 对象存储 256

11.4.3 存储管理器 256

第12章 综合应用实例 260

12.1 IO端口——LED流水灯实例 260

12.1.1 系统简介 260

12.1.2 实例说明 261

12.1.3 实例代码 263

12.2 液晶屏显示实例 263

12.2.1 实例说明 264

12.2.2 实例代码 264

12.3 UART接口实例 268

12.3.1 实例说明 268

12.3.2 实例代码 269

12.4 以太网接口实例 283

12.4.1 实例说明 284

12.4.2 实例代码 285

参考文献 298

这本《ARM9完全学习手册》由王波波、王峥等人编著，以ARM9为核心介绍嵌入式的原理以及应用，处理器是三星公司的基于ARM9内核的S3C2410，书中涉及的实验可在北京三恒星科技公司(www.sanhengxing.com)的SHX-ARM9A实验平台上验证。《ARM9完全学习手册》以ARM9为核心全面介绍了嵌入式系统的开发过程，详细讲解了ARM系统的特点、S3C2440的结构、软硬件设计、调试，以及嵌入式操作系统移植和应用于ARM9的嵌入式系统WinCE和Linux。对初学者来讲《ARM9完全学习手册》是—本宝典，读者可以解决入门过程中的疑惑。 《ARM9完全学习手册》可作为从事嵌入式应用开发的工程技术人员的参考书，也可作为高等院校相关课程的参考书。