ARM嵌入式系统技术开发与应用实践

第1章ARM微处理器概述

1.1ARM简介

1.1.1ARM的历史

1.1.2ARM微处理器的技术特点

1.2ARM微处理器系列简介

1.2.1Actel公司可编程器件

1.2.2ATMEL公司微控制器

1.2.3Intel公司XScale微处理器

1.2.4NXP公司微控制器

1.2.5三星公司微处理器

1.3ARM嵌入式系统概述

1.3.1嵌入式系统硬件基础

1.3.2嵌入式系统软件基础

1.3.3常见嵌入式系统简介

1.4本章小结

1.5课后习题

第2章ARM体系结构

2.1ARM的组织和实现

2.1.13级流水ARM的组织

2.1.25级流水ARM的组织

2.1.3ARM的指令执行

2.1.4ARM的工作状态

2.1.5ARM的工作模式

2.2异常

2.2.1异常类型

2.2.2异常发生过程

2.3ARM的寄存器

2.3.1通用寄存器

2.3.2状态寄存器

2.3.3Thumb状态下的寄存器集

2.4存储器层次

2.4.1存储器容量及速度

2.4.2片上存储器

2.4.3Cache

2.5ARM体系结构对系统开发的支持

2.5.1ARM协处理器接口

2.5.2AMBA总线

2.5.3JTAG边界扫描测试结构

2.5.4ARM调试结构

2.6本章小结

2.7课后习题

第3章ARM指令集

3.1ARM指令集简介

3.1.1ARM指令格式

3.1.2ARM指令条件码

3.1.3ARM指令的S标志

3.2指令集分类介绍

3.2.1跳转指令

3.2.2算术运算指令

3.2.3逻辑运算指令

3.2.4存储器访问指令

3.2.5数据传送指令

3.2.6协处理指令

3.2.7异常产生指令

3.2.8移位指令

3.3ARM的寻址方式

3.3.1立即寻址方式

3.3.2寄存器寻址方式

3.3.3寄存器移位寻址方式

3.3.4寄存器间接寻址方式

3.3.5基址变址寻址

3.4本章小结

3.5课后习题

第4章Thumb指令集

4.1Thumb指令集概述

4.1.1Thumb指令集与ARM指令集的区别

4.1.2Thumb指令集代码

4.1.3Thumb状态下ARM微处理器的寄存器组织

4.2Thumb指令集分类介绍

4.2.1跳转指令

4.2.2算术运算指令

4.2.3逻辑运算指令

4.2.4存储器访问指令

4.2.5数据传送指令

4.2.6异常产生指令

4.2.7移位指令

4.3本章小结

4.4课后习题

第5章ARM程序设计

5.1ARM汇编程序

5.1.1ARM汇编程序开发框架

5.1.2符号数据的定义与使用

5.1.3Thumb指令与ARM指令混合使用

5.1.4汇编语言的子程序调用

5.2ARM嵌入式C语言程序

5.2.1变量的定义

5.2.2存储类型

5.2.3用户自定义类型

5.2.4函数的定义

5.2.5中断处理函数

5.2.6预处理程序

5.2.7程序控制语句

5.3C语言与汇编语言混合编程

5.3.1C语言中内嵌汇编

5.3.2C程序调用汇编程序

5.3.3汇编程序调用C语言代码

5.3.4高级语言与汇编语言调用规则

5.4本章小结

5.5课后习题

第6章ARM芯片的系统设计

6.1ARM芯片选型

6.1.1性能参数的考虑

6.1.2外设接口的考虑

6.1.3芯片封装的选择

6.1.4LPC213X系列ARM微处理器介绍

6.2ARM微处理器常见功能模块介绍

6.2.1时钟管理

6.2.2看门狗

6.2.3Embedded-ICE逻辑

6.3ARM微处理器的接口模块

6.3.1UART接口

6.3.212C接口

6.3.3SPI接口

6.3.4脉宽调制器

6.3.5A／D转换器

6.3.6实时时钟

6.3.7Embedded-ICE逻辑模块

6.4本章小结

6.5课后习题

第7章ARM嵌入式系统开发

7.1ARM嵌入式系统的基本知识

7.1.1ARM小系统

7.1.2存储地址的映射和重映射

7.1.3系统初始化

7.2ARM嵌入式软件的基本概念

7.2.1目标文件

7.2.2镜像文件

7.2.3镜像文件的执行

7.3ARM的软件开发环境ADS

7.3.1CodeWarrior开发环境

7.3.2ADS中的编译链接

7.3.3AXD调试器介绍

7.3.4AXD调试器的使用

7.4本章小结

7.5课后习题

第8章交通信号灯控制系统

8.1实例说明

8.2硬件电路设计

8.2.1LED输出电路

8.2.2按键电路

8.2.3信号灯显示控制电路

8.3软件设计

8.3.1LED输出程序

8.3.2按键扫描程序

8.3.3时间中断处理函数

8.3.4主函数

8.4实例总结

第9章数字秒表

9.1实例说明

9.2硬件电路设计

9.2.1ARM微处理器电路

9.2.2键盘输入电路

9.2.3LED输出电路

9.3软件设计

9.3.1秒表计时器控制

9.3.2键盘输入扫描程序

9.3.3LED七段码扫描程序

9.3.4主控程序

9.4实例总结

第10章温度计

10.1实例说明

10.2温度计的硬件设计

10.2.1传感器电路

10.2.2A／D接口电路

10.2.3按键电路

10.2.4LED驱动电路

10.3温度计的软件设计

10.3.1检测按键输入

10.3.2LED显示输出

10.3.3温度测量和参数校正

10.3.4程序总体框架

10.4实例总结

第11章俄罗斯方块游戏

11.1实例说明

11.2硬件电路设计

11.2.1点阵型LCD

11.2.2按键电路

11.3软件设计

11.3.1按键扫描函数

11.3.2时间中断处理函数

11.3.3液晶显示函数

11.3.4游戏内核

11.3.5主函数

11.4实例总结

第12章服务请求系统

12.1实例说明

12.2系统设计

12.3服务终端设计

12.3.1硬件设计

12.3.2软件设计

12.4控制中心设计

12.4.1硬件设计

12.4.2软件设计

12.5实例总结

第13章手写板

13.1实例说明

13.2硬件电路设计

13.2.1触摸屏原理介绍

13.2.2触摸屏电路

13.2.3SRAM电路

13.2.4USB接口电路

13.3软件设计

13.3.1时间中断程序

13.3.2USB通信程序

13.3.3触摸屏控制程序

13.3.4主程序

13.4实例总结

第14章无线指令终端

14.1实例说明

14.2硬件设计

14.2.1按键电路设计

14.2.2字符型液晶显示电路

14.2.3nRF905芯片介绍

14.2.4无线接收模块电路

14.3软件设计

14.3.1无线接收程序

14.3.2液晶控制程序

14.3.3主函数

14.4实例总结

第15章计算器

15.1实例说明

15.2硬件电路设计

15.2.1字符型液晶显示

15.2.2键盘输入

15.3软件设计

15.3.1液晶显示

15.3.2按键扫描

15.3.3表达式计算

15.3.4主函数

15.4实例总结

第16章USB.Key

16.1实例说明

16.2硬件电路设计

16.2.1Flash电路设计

16.2.2USB接口设计

16.3软件设计

16.3.1UART操作函数

16.3.2Flash操作函数

16.3.3主函数

16.4实例总结

第17章逻辑分析仪

17.1实例说明

17.2硬件电路设计

17.2.1FPGA芯片XC3S250

17.2.2双口RAM电路

17.2.3FPGA与ARM微处理器的接口电路

17.2.4ARM微处理器与USB接口电路

17.3软件设计

17.3.1ARM与FPGA的通信协议

17.3.2ARM微处理器与PC的通信协议

17.3.3FPGA中的逻辑

17.3.4系统的工作流程

17.3.5ARM微处理器上的程序设计

17.4实例总结

附录A习题答案

　　本书以NXP公司生产的LPC213X系列ARM微处理器为对象，以系统开发为目标，从基础和实践两个方面来介绍基于ARM微处理器的开发技术。全书分为两个部分：第一部分为基本技术部份介绍了ARM微处理器的基础知识和基本技术；第二部分主要介绍ARM微处理器的实例，通过10个实例，深入浅出地介绍如何利用ARM进行各种应用系统的开发。　　本书从实际应用出发，以工程实践为平台，向读者介绍ARM嵌入式系统开发的理论基础以及实践知识，形成以实践为特色，以基本知识为依托的基本知识体系结构。　　在第一部分(基本技术部分)中，主要介绍了ARM微处理器的基础知识，包括ARM微处理器的架构、ARM指令集和Thumb指令集、微处理器的外设、Windows下的开发环境和程序设计等。　　第二部分共10章，每一章都介绍一个典型实例的开发，多角度、多层次地向读者介绍实际应用系统开发的过程与技术特点。在这部分中介绍的实例都以LPC2131型ARM微处理器为核心微处理器，其内容涵盖了多个应用领域，包括小型电子设备、仪器仪表、控制系统等多个方面。　　全书以实用为宗旨，以系统的开发为目标，实例内容丰富，涉及范围广，具有较强的实用性和参考性。本书可作为大专院校电气工程及其自动化、自动化工程、测控技术、机电一体化、电子信息类专业及相近专业的ARM电子系统开发实践环节教材或理论教学参考书，也可做相关工程技术人员的参考资料。