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第1章 嵌入式系统概论1

1.1 嵌入式系统的基本概念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 嵌入式系统的分类4

1.1.4 嵌入式系统的组成7

1.1.5 嵌入式系统的应用领域8

1.2 嵌入式处理器10

1.2.1 嵌入式处理器的分类10

1.2.2 嵌入式微处理器10

1.2.3 微控制器11

1.2.4 DSP处理器12

1.2.5 片上系统12

1.2.6 典型嵌入式处理器13

1.3 嵌入式操作系统15

1.3.1 操作系统的概念及功能15

1.3.2 操作系统的分类16

1.3.3 实时操作系统17

1.3.4 常见的嵌入式操作系统18

1.4 嵌入式系统设计与开发过程20

1.4.1 嵌入式软件开发的特点20

1.4.2 嵌入式系统的设计考虑22

1.4.3 嵌入式系统的设计挑战23

1.4.4 软件与硬件的划分24

1.4.5 软硬件平台的选择25

1.4.6 嵌入式系统的设计与开发流程27

1.5 嵌入式系统的发展趋势28

第2章 ARM嵌入式处理器32

2.1 ARM的由来32

2.2 ARM处理器系列32

2.2.1 ARM7系列微处理器33

2.2.2 ARM9系列微处理器34

2.2.3 ARM10系列微处理器35

2.2.4 ARM11系列微处理器36

2.2.5 SecurCore系列微处理器37

2.2.6 StrongARM、Xscale系列微处理器37

2.3 ARM处理器体系结构38

2.3.1 RISC体系结构38

2.3.2 ARM和Thumb状态39

2.3.3 ARM7TDMI的寄存器结构40

2.3.4 ARM异常中断43

2.4 ARM处理器的应用选型47

2.5 S3C4510B概述48

2.5.1 S3C4510B简介48

2.5.2 S3C4510B引脚分布及信号描述51

2.5.3 S3C4510B内核概述及特殊功能寄存器56

2.5.4 S3C4510B系统管理器62

2.5.5 S3C4510B控制寄存器66

第3章 ARM指令系统及程序设计基础73

3.1 ARM指令集概述73

3.1.1 ARM指令的分类73

3.1.2 ARM指令的条件执行74

3.2 ARM寻址方式75

3.3 ARM指令集78

3.3.1 数据处理指令78

3.3.2 程序状态寄存器访问指令85

3.3.3 跳转指令85

3.3.4 加载／存储指令87

3.3.5 协处理器指令91

3.3.6 异常中断指令92

3.4 Thumb指令集93

3.4.1 Thumb指令集特点93

3.4.2 Thumb状态切换93

3.4.3 Thumb指令寄存器的使用94

3.4.4 Thumb跳转指令94

3.5 ARM程序设计基础97

3.5.1 ARM伪指令97

3.5.2 ARM汇编程序格式108

3.5.3 汇编语言编程实例111

3.6 汇编语言与C语言混合编程113

第4章 嵌入式操作系统121

4.1 操作系统的基本概念121

4.1.1 操作系统的结构和功能121

4.1.2 多进程和多线程121

4.1.3 任务122

4.1.4 任务切换124

4.1.5 内核124

4.1.6 信号量124

4.1.7 任务调度125

4.1.8 任务间的通信127

4.1.9 任务间的同步129

4.2 μC/OS-Ⅱ130

4.2.1 μC/OS-Ⅱ简介130

4.2.2 μC/OS-Ⅱ内核结构133

4.2.3 μC/OS-Ⅱ在ARM上的移植137

4.3 μCLinux144

4.3.1 μCLinux简介144

4.3.2 Linux内核145

4.3.3 μCLinux内核与传统Linux的比较147

4.3.4 μCLinux的内核结构150

4.3.5 μCLinux在ARM上的移植152

4.4 Windows CE154

4.4.1 Windows CE简介154

4.4.2 Windows CE内核结构157

4.4.3 Windows CE的开发与应用161

第5章 嵌入式最小系统设计163

5.1 电源、晶振及复位电路163

5.1.1 电源电路163

5.1.2 晶振电路163

5.1.3 复位电路164

5.2 存储器接口164

5.2.1 存储器概述164

5.2.2 存储器接口电路166

5.2.3 存储器应用示例171

5.3 中断接口176

5.3.1 中断概述176

5.3.2 控制中断的寄存器177

5.3.3 外部中断的应用示例178

5.4 JTAG接口180

5.4.1 JTAG概述180

5.4.2 ARM的JTAG调试结构181

5.4.3 ARM7TDMI内核的JTAG扫描链结构182

5.4.4 JTAG接口电路184

第6章 人机交互接口设计185

6.1 键盘输入接口185

6.1.1 键盘工作原理185

6.1.2 常用键盘接口186

6.1.3 键盘驱动程序实例188

6.2 LCD显示接口190

6.2.1 LCD简介190

6.2.2 在嵌入式Linux中驱动LCD192

6.2.3 LCD接口电路195

6.2.4 μClinux下开发LCD应用程序198

6.3 触摸屏交互接口200

6.3.1 触摸屏的基本原理201

6.3.2 触摸屏的输入系统202

6.3.3 S3C44B0X触摸屏应用程序举例203

第7章 通信接口设计209

7.1 串行接口209

7.1.1 串行通信概述209

7.1.2 串行接口设计实例212

7.2 I2C接口216

7.2.1 I2C接口概述216

7.2.2 I2C接口设计实例218

7.3 以太网接口223

7.3.1 以太网接口概述224

7.3.2 以太网控制器RTL8019225

7.3.3 以太网接口设计实例228

7.4 USB接口232

7.4.1 USB接口概述232

7.4.2 USB接口设计实例235

第8章 输入输出接口设计242

8.1 A/D接口电路242

8.1.1 A/D转换器概述242

8.1.2 AD574 A/D转换接口实例244

8.1.3 TLC2543 A/D转换接口实例247

8.2 D/A接口电略249

8.2.1 D/A转换器概述249

8.2.2 AD7846 D/A转换接口实例253

8.2.3 AD5320 D/A转换接口实例255

8.3 开关量输入和输出通道259

8.3.1 开关量输入输出通道的结构260

8.3.2 开关量输入输出单元电路260

8.3.3 开关量输入去抖动261

第9章 嵌入式以太网智能测控系统实例264

9.1 系统介绍264

9.2 系统软硬件选型264

9.2.1 微处理器选型265

9.2.2 嵌入式操作系统选型265

9.2.3 开发环境的搭建265

9.3 硬件电路设计267

9.3.1 嵌入式处理器268

9.3.2 处理器存储编址268

9.3.3 存储单元电路270

9.3.4 以太网接口单元电路273

9.3.5 AD采集单元电路275

9.3.6 串行接口电路277

9.3.7 JTAG调试接口电路278

9.3.8 复位、晶振、电源单元电路279

9.3.9 硬件线路板设计中注意的问题280

9.4 软件设计281

9.4.1 μCLinux嵌入式操作系统的分析282

9.4.2 μCLinux系统的移植283

9.4.3 驱动程序285

9.4.4 网络通信程序的实现287

9.4.5 嵌入式Web服务器的实现290

9.5 程序调试300

参考文献303