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第1章 嵌入式系统概述1

1.1 嵌入式系统的概念与组成1

1.1.1 嵌入式系统的定义1

1.1.2 嵌入式系统的应用过程和发展趋势1

1.1.3 嵌入式系统的组成2

1.2 嵌入式微处理器的结构与类型3

1.2.1 嵌入式微控制器3

1.2.2 嵌入式DSP处理器3

1.2.3 嵌入式微处理器4

1.2.4 嵌入式片上系统5

1.3 计算机组成、体系结构与嵌入式处理器5

1.3.1 冯·诺依曼结构与哈佛结构5

1.3.2 精简指令计算机RISC6

1.3.3 流水线计算机7

1.3.4 嵌入式微处理器的信息存储方式7

1.4 嵌入式应用系统的开发流程9

习题10

第2章 ARM微处理器体系结构11

2.1 ARM微处理器的体系结构与特点11

2.1.1 ARM微处理器体系的结构11

2.1.2 ARM微处理器体系的特点11

2.2 ARM微处理器系列介绍及应用选型12

2.2.1 ARM7微处理器系列12

2.2.2 ARM9微处理器系列13

2.2.3 ARM微处理器的应用选型13

2.3 ARM的总线系统与接口14

2.3.1 ARM的总线系统14

2.3.2 ARM的JTAG调试接口15

2.3.3 ARM的协处理器接口16

2.4 ARM9体系结构的存储器组织16

2.4.1 ARM体系结构的存储器空间17

2.4.2 ARM9中的大端存储与小端存储17

2.4.3 L/O端口的访问方式18

2.5 ARM9微处理器的工作状态与运行模式18

2.5.1 ARM9微处理器的工作状态19

2.5.2 ARM9微处理器的运行模式19

2.6 ARM9体系结构的寄存器组织20

2.6.1 通用寄存器21

2.6.2 程序状态寄存器22

2.7 ARM9微处理器的异常24

2.7.1 ARM9微处理器异常的概念24

2.7.2 ARM体系结构的异常类型24

2.7.3 各种异常类型的含义25

2.7.4 异常的响应过程25

2.7.5 应用程序中的异常处理26

习题27

第3章 ARM微处理器指令系统28

3.1 ARM9的指令格式28

3.1.1 ARM9微处理器的指令格式与特点28

3.1.2 指令执行的条件码30

3.2 ARM9微处理器指令的寻址方式与应用示例31

3.2.1 立即数寻址方式31

3.2.2 寄存器寻址方式32

3.2.3 寄存器偏移寻址方式32

3.2.4 寄存器间接寻址方式34

3.2.5 基址＋变址寻址方式34

3.2.6 多寄存器寻址方式35

3.2.7 堆栈寻址方式36

3.2.8 块复制寻址方式37

3.2.9 相对寻址方式37

3.3 ARM9指令系统38

3.3.1 ARM数据处理指令38

3.3.2 寄存器装载及存储指令45

3.3.3 ARM跳转指令49

3.3.4 ARM杂项指令51

3.3.5 ARM协处理器指令55

3.3.6 ARM伪指令57

习题60

第4章 微处理器ARM程序设计61

4.1 ARM汇编伪指令61

4.1.1 数据常量定义伪指令EQU61

4.1.2 数据变量定义伪指令62

4.1.3 内存分配伪指令63

4.1.4 汇编控制伪指令66

4.1.5 汇编程序中常用伪指令68

4.1.6 汇编语言中的运算符与表达式71

4.1.7 L.inux操作系统中GNU开发环境下的伪指令74

4.2 ARM汇编语言程序设计76

4.2.1 ARM汇编中的源文件类型76

4.2.2 ARM汇编语言的语句格式76

4.2.3 ARM汇编语言的程序结构77

4.3 ARM汇编语言与C语言混合编程79

4.3.1 基本的ATPCS79

4.3.2 汇编语言程序调用C语言程序80

4.3.3 C语言程序中调用汇编语言程序81

4.3.4 C语言程序中内嵌汇编语言程序82

4.3.5 在汇编程序中访问C语言程序变量83

4.3.6 嵌入式C语言中的几个特殊关键字84

4.4 ARM程序设计应用示例85

习题87

第5章 微处理器S3C2410A89

5.1 微处理器S3C2410A介绍89

5.1.1 微处理器S3C2410A的体系结构89

5.1.2 微处理器S3C2410A的内部结构89

5.1.3 微处理器S3C2410A的技术特点90

5.2 微处理器S3C2410A存储器控制器特性与空间分布92

5.2.1 微处理器S3C2410A存储器控制器特性92

5.2.2 微处理器S3C2410A存储器空间分布93

5.3 微处理器S3C2410A时钟电路与时钟频率管理94

5.3.1 微处理器S3C2410A外部时钟电路94

5.3.2 微处理器S3C2410A锁相环PLL95

5.3.3 微处理器S3C2410A时钟分频控制97

5.3.4 微处理器S3C2410A时钟频率管理97

5.3.5 S3C2410A工作频率的设置与分频编程示例99

5.4 微处理器S3C2410A复位电路与电源电路101

5.4.1 微处理器S3C2410A复位电路101

5.4.2 微处理器S3C2410A电源电路103

5.5 微处理器S3C2410A电源功耗管理103

5.5.1 电源功耗管理模式及时钟功率配给104

5.5.2 慢速控制寄存器CLKSLOW的属性及其位功能104

5.5.3 电源功耗管理状态转换图105

习题106

第6章 嵌入式系统应用产品开发平台107

6.1 硬件开发平台107

6.1.1 FL2440开发板硬件资源简介107

6.1.2 PC与开发板的硬件连接108

6.2 软件开发平台108

6.2.1 交叉开发环境简介108

6.2.2 ADS1.2集成开发环境简介108

6.2.3 编写应用程序需要使用的头文件110

6.2.4 Code Warrior IDE集成开发环境的使用111

6.2.5 AXD调试器的使用117

习题124

第7章 嵌入式存储器系统及扩展接口电路设计125

7.1 嵌入式存储器系统结构组成125

7.1.1 嵌入式存储器的层次结构及特点125

7.1.2 ARM9高速缓冲存储器Cache126

7.1.3 S3C2410A存储器管理单元MMU126

7.1.4 S3C2410A主存储器分布以及使用的存储器类型128

7.2 存储器控制寄存器129

7.2.1 存储器控制寄存器介绍130

7.2.2 主存芯片配置编程实例134

7.3 8位／16位／32位内存芯片扩展设计135

7.3.1 8位存储器芯片扩展设计135

7.3.2 16位存储器芯片扩展设计137

7.4 Nor Flash闪存接口设计138

7.4.1 Nor Flash与Nand Flash的区别139

7.4.2 Nor Flash实用电路设计140

7.5 闪存Nand Flash存储器接口设计141

7.5.1 Nand Flash的结构组成142

7.5.2 Nand Flash的引导、工作模式144

7.5.3 Nand Flash控制功能寄存器145

7.5.4 Nand Flash的实用电路与程序设计146

7.6 SDRAM存储器的电路设计150

习题152

第8章 通用I/O端口和中断系统程序设计153

8.1 S3C2410A的通用I/O端口153

8.1.1 I/O端口的功能153

8.1.2 通用I/O端口功能寄存器157

8.1.3 其他端口功能寄存器162

8.1.4 通用I/O端口程序设计示例164

8.2 微处理器S3C2410A中断系统程序设计166

8.2.1 S3C2410A中断系统的树型结构167

8.2.2 S3C2410A的中断源169

8.2.3 S3C2410A中断请求过程169

8.2.4 ARM中断控制寄存器170

8.2.5 子中断控制寄存器175

8.2.6 外部中断功能寄存器176

8.3 S3C2410A中断服务程序的设计180

8.3.1 S3C2410A中断服务程序实现框架之一：普通实现方式180

8.3.2 S3C2410A中断服务程序实现框架之二：基于中断向量的实现方式182

8.3.3 子中断服务程序的实现框架186

8.3.4 外部中断服务程序的实现框架187

8.3.5 中断服务程序的应用示例188

习题190

第9章 微处理器S3C2410A的定时／计数器191

9.1 S3C2410A定时／计数器原理191

9.2 看门狗定时器（WATCHDOG）192

9.2.1 看门狗定时器的工作原理192

9.2.2 看门狗特殊功能控制寄存器192

9.2.3 看门狗定时器应用示例194

9.3 具有脉宽调制（PWM）的定时器（TIMER）195

9.3.1 定时器TIMER概述195

9.3.2 TIMER部件的操作195

9.3.3 TIMER特殊功能控制寄存器199

9.3.4 定时器TIMER应用示例201

9.4 实时时钟RTC203

9.4.1 RTC概述203

9.4.2 RTC功能寄存器204

9.4.3 RTC应用程序设计206

习题209

第10章 A-D转换、触摸屏与LCD程序设计211

10.1 S3C2410A的模-数转换器与程序设计211

10.1.1 ADC的分类与工作原理211

10.1.2 ADC的主要技术参数214

10.1.3 S3C2410A模-数转换器ADC主要性能指标214

10.1.4 S3C2410A模-数转换器ADC和触摸屏接口电路215

10.1.5 S3C2410A中ADC的功能寄存器216

10.1.6 S3C2410A的ADC编程示例218

10.2 LCD触摸屏原理与程序设计219

10.2.1 LCD电阻式触摸屏的工作原理219

10.2.2 S3C2410A与LCD触摸屏接口电路220

10.2.3 使用触摸屏的配置过程221

10.2.4 触摸屏编程接口模式221

10.2.5 S3C2410A的LCD触摸屏编程示例222

10.3 液晶显示器LCD与程序设计224

10.3.1 LCD的显示原理与分类225

10.3.2 S3C2410ALCD控制器的特性226

10.3.3 S3C2410A LCD控制器的内部结构和显示数据格式227

10.3.4 S3C2410A LCD功能控制寄存器229

10.3.5 TFT-LCD控制器操作237

10.3.6 LCD控制寄存器的配置242

10.3.7 S3C2410A的LCD显示程序设计242

习题252

第11章 嵌入式系统I/O总线接口与编程253

11.1 串行通信接口原理与S3C2410A的UART编程253

11.1.1 数字通信的分类与特点253

11.1.2 串行通信标准254

11.1.3 S3C2410A的UART简介与结构258

11.1.4 S3C2410A的UART操作259

11.1.5 S3C2410A的UART功能寄存器261

11.1.6 S3C2410A的UART编程示例266

11.2 I2C接口原理与编程275

11.2.1 I2C总线接口原理275

11.2.2 I2C的总线协议276

11.2.3 S3C2410A的I2C接口277

11.2.4 I2C总线专用寄存器279

11.2.5 S3C2410A处理器I2C总线与E2PROM芯片AT24C02应用编程示例281

11.2.6 仿真I2C总线的MCS-51单片机实现程序287

11.3 SPI接口原理与编程288

11.3.1 SPI接口原理288

11.3.2 S3C2410A的SPI接口电路290

11.3.3 SPI功能寄存器292

11.3.4 SPI总线接口编程流程295

11.3.5 S3C2410A的SPI与内置E2PROM的看门狗芯片X5045应用编程示例296

习题303

第12章 嵌入式系统应用程序设计举例305

12.1 嵌入式系统启动引导程序305

12.1.1 启动引导程序的作用305

12.1.2 启动引导程序任务306

12.1.3 引导程序的启动流程306

12.2 系统启动引导程序的设计307

12.2.1 外部文件的引用307

12.2.2 常量的定义308

12.2.3 S3C2410A的异常处理310

12.2.4 主体程序314

12.2.5 调用C语言程序317

12.3 应用程序Main函数的实现317

12.3.1 应用程序中的文件引用和变量定义318

12.3.2 实时时钟RTC主要函数代码318

12.3.3 触摸屏主要函数代码319

12.3.4 数字温度传感器DS18B20主要函数设计321

12.3.5 LCD主要函数设计325

12.3.6 应用系统测试函数的设计327

习题327

第13章 ARM9实验项目及内容329

13.1 汇编语言实验项目及内容329

13.1.1 熟悉开发环境与汇编编程329

13.1.2 ARM乘法指令实验330

13.1.3 寄存器装载及存储汇编指令实验331

13.1.4 算术加／减法汇编指令实验332

13.1.5 ARM微处理器工作模式与堆栈指针设置实验334

13.2 C语言实验项目及内容336

13.2.1 ARM C/C＋＋语言实验1336

13.2.2 ARM C/C＋＋语言实验2337

13.3 混合编程实验项目及内容338

13.3.1 汇编-C语言数据块拷贝编程实验338

13.3.2 C-汇编语言整型4参数加法编程实验339

13.3.3 汇编-C语言BCD码编程实验339

13.4 FL2440开发板实验340

参考文献341