嵌入式系统基础教程

第1章嵌入式系统基础

1.1概述

1.1.1嵌入式系统的产生和发展

1.1.2嵌入式系统的定义

1.1.3嵌入式系统的组成结构

1.1.4嵌入式系统的特点

1.1.5嵌入式系统的应用

1.1.6嵌入式系统的发展趋势

1.2嵌入式系统的硬件组成

1.2.1嵌入式系统的基本硬件结构

1.2.2嵌入式处理器

1.3嵌入式系统的软件组成

1.3.1嵌入式系统的软件组成结构

1.3.2嵌入式高级编程语言

思考题与习题

第2章ARM微处理器的编程模型

2.1ARM微处理器的工作状态与工作模式

2.1.1工作状态

2.1.2工作模式

2.2存储器组织

2.3寄存器组织

2.3.1ARM状态下的寄存器组织

2.3.2THUMB状态下的寄存器组织

2.3.3程序状态寄存器

2.4异常

2.4.1异常类型

2.4.2进入异常与退出异常

2.4.3异常向量与异常优先级

2.4.4复位

思考题与习题

第3章ARM微处理器的指令系统

3.1概述

3.1.1指令

3.1.2指令的条件域

3.2指令的寻址方式

3.2.1立即寻址

3.2.2寄存器寻址

3.2.3寄存器间接寻址

3.2.4基址变址寻址

3.2.5多寄存器寻址

3.2.6堆栈寻址

3.3ARM指令集

3.3.1转移指令

3.3.2数据处理指令

3.3.3乘法指令与乘加指令

3.3.4加载32位操作数的“伪指令”

3.3.5加载与存储指令

3.3.6批量数据加载与存储指令

3.3.7数据交換指令

3.3.8程序状态寄存器访问指令

3.3.9协处理器指令

3.3.10异常产生指令

3.4THUMB指令集

3.4.1数据处理指令

3.4.2转移指令

3.4.3加载/存储指令

3.4.4软件中断指令

思考题与习题

第4章编程基础

4.1汇编语言的伪指令

4.1.1符号定义伪指令

4.1.2数据定义伪指令

4.1.3汇编控制伪指令及其他伪指令

4.2ARM汇编程序设计

4.2.1汇编语言程序中的文件格式

4.2.2汇编语言的语句格式

4.2.3汇编语言程序申常用的符号

4.2.4ARM汇编程序申的表达式

4.2.5汇编语言的程序结构

4.2.6C/C++与汇编语言的混合编程

4.3汇编程序设计举例

4.3.1汇编程序实例

4.3.2基于S3C44BOX汇编程序实例

思考题与习题

第5章典型ARM7微处理器及应用

5.1S3C4480X微处理器简介

5.1.1微处理器特性

5.1.2微处理器的引脚布置与描述

5.2存储器控制器

5.2.1存储器空间分布

5.2.2BANK0的配置

5.2.3存储器的硬件接口

5.2.4存储器控制器专用寄存器

5.2.5配置SDRAM型存储器实例

5.3时钟与电源管理

5.3.1时钟的产生

5.3.2电源管理

5.3.3应用举例

5.4CPU的内存配置与总线优先级

5.4.1CPU单元的配置

5.4.2总线优先级

5.4.3CPU单元与总线优先级配置寄存器

5.5I/O端口

5.5.1I/O口的功能

5.5.2I/O口控制寄存器

5.5.3外部中断触发方式的配置

5.5.4I/O口的应用

5.6PWM定时器

5.6.1工作原理

5.6.2参数配置

5.6.3定时器操作举例

5.6.4定时器应用举例

5.7通用异步串行接口

5.7.1概述

5.7.2UART工作原理

5.7.3UAliT专用寄存器

5.7.4应用举例

5.8A/D转换器

5.8.1概述

5.8.2A/D转换器工作原理

5.8.3应用技术

5.8.4A/D转换器专用寄存器

5.8.5应用举例

5.9实时时钟

5.9.1实时时钟的基本性能

5.9.2RTC专用寄存器

5.9.3应用举例

5.10中断控制器

5.10.1中断源的管理

5.10.2中断的开放与禁止

5.10.3中断优先级的管理

5.10.4中断状态的查询

5.10.5中断请求位的清0

5.10.6中断应用举例

5.11看门狗定时器

5.11.1WDT的工作原理

5.11.2wDT专用寄存器

参考题与习题

第6章嵌入式操作系统

6.1常见的嵌入式操作系统

6.1.1嵌入式Linux操作系统

6.1.2WinCE操作系统

6.1.3μC/OS-Ⅱ操作系统

6.1.4VxWorks操作系统

6.1.5其他嵌入式操作系统

6.2Linux操作系统分析

6.2.1Linux进程管理

6.2.2Linux系统的存储管理

6.2.3文件系统

6.3Linux下的C编程基础

6.3.1Linux的常用命令

6.3.2vi编辑器的使用

6.3.3gcc编译器的使用

6.3.4gdb调试器的使用

6.4创建嵌入式Linux的开发环境

6.4.1嵌入式交叉开发环境介绍

6.4.2自己动手创建交叉编译环境

6.4.3通过二进制软件包创建交叉编译环境

6.5嵌入式Linux系统基于ARM平台的移植

6.5.1BootLoader的移植

6.5.2内核的移植

6.5.3根文件系统的构建

6.6基于嵌入式Linux系统的驱动开发

6.6.1设备驱动概述

6.6.2Linux设备驱动的分类和结构

6.6.3Linux设备驱动中的关键数据结构

6.6.4Linux设备驱动的具体实现

6.7基于Linux的嵌入式GUI开发

6.7.1常见的几种嵌入式CUI系统的分析与比较

6.7.2MiniGUI的移植与开发所需的环境支持

6.7.3一个简单的MiniGUI程序

6.7.4基于Linux的嵌入式软件开发者分类

思考题与习题

参考文献

　　全书分四个方面介绍了嵌入式系统的基本知识：第一方面介绍了嵌入式系统的定义、硬件和软件组成结构、特点、应用领域与发展。第二方面介绍了嵌入式系统的内核、指令系统、编程基础知识，给出了指令系统详尽技术细节。第三方面介绍了比较有代表性的三星公司的ARM7微处理器S3C24480X。第四方面介绍了常见的嵌入式操作系统，对当前热门使用的Linux操作系统做了详尽的介绍，包括Linux操作系统分析、开发环境创建、操作系统移植、驱动程序设计与GuI的开发(第6章)。为了便于教学，各章后给出了较多的思考题与习题。　　全书分四个方面介绍了嵌入式系统的基本知识：第一方面从嵌入式系统的基本概念入手，介绍了嵌入式系统的定义、硬件和软件组成结构、特点、应用领域与发展(第1章)。第二方面介绍了嵌入式系统的内核、指令系统、编程基础知识，给出了指令系统详尽技术细节(第2章～第4章)。第三方面介绍了比较有代表性的三星公司的ARM7微处理器S3C24480X，对其基本性能、内嵌的外围设备，即存储器控制器、时钟与电源管理电路、CPU的内存配置与总线优先级管理器、I/O端口、PWM定时器、串行接口、A/D转换器、实时时钟、中断控制器和看门狗定时器做了详尽的讨论，给出了工程设计所需的全部技术参数，并例举了部分应用实例(第5章)。第四方面介绍了常见的嵌入式操作系统，对当前热门使用的Linux操作系统做了详尽的介绍，包括Linux操作系统分析、开发环境创建、操作系统移植、驱动程序设计与GuI的开发(第6章)。为了便于教学，各章后给出了较多的思考题与习题。　　本书在编写过程中，注意了内容上的由浅入深、循序渐进，既考虑到初学者便于理解掌握，也考虑到知识的完整性、详尽性。本书可作为普通高校电类、计算机类本科生或研究生嵌入式系统课程教材，也可作为工程技术人员的参考资料。