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第一部分 嵌入式系统硬件2

第1章 一个典型的嵌入式系统2

1.1 嵌入式系统2

1.1.1 嵌入式系统的定义3

1.1.2 嵌入式微处理器3

1.1.3 嵌入式系统的发展历程5

1.1.4 嵌入式系统的特点5

1.1.5 嵌入式系统开发的特殊要求6

1.1.6 嵌入式系统对人才的能力要求7

1.1.7 嵌入式系统行业对人才的需求7

1.2 ARM8

1.2.1 ARM公司简介8

1.2.2 ARM体系结构的发展9

1.2.3 ARM系列产品10

1.2.4 基于ARM技术的典型芯片12

1.3 嵌入式硬件与软件系统13

1.3.1 嵌入式硬件系统13

1.3.2 嵌入式软件系统14

1.4 ADS 1.2的使用14

1.4.1 ADS集成开发环境CodeWarrior14

1.4.2 编译和链接15

1.4.3 ADS 1.2调试器AXD18

综合实训20

本章小结24

练习题25

第2章 ARM微处理器26

2.1 PDA中的ARM微处理器26

2.2 ARM微处理器的工作模式27

2.2.1 ARM微处理器的工作模式27

2.2.2 微处理器工作模式的切换28

2.3 ARM微处理器的工作状态29

2.3.1 ARM微处理器的工作状态29

2.3.2 ARM微处理器工作状态的切换30

2.4 ARM微处理器的寄存器30

2.4.1 ARM状态下的寄存器30

2.4.2 Thumb状态下的寄存器35

2.5 ARM微处理器的异常35

2.5.1 ARM微处理器的异常种类35

2.5.2 进入异常处理36

2.5.3 退出异常处理37

2.5.4 异常向量39

2.5.5 异常的优先级40

2.5.6 工程实例40

2.6 ARM系统中的存储器41

2.6.1 字节、半字与字41

2.6.2 大端与小端方式41

2.6.3 对齐42

综合实训42

本章小结43

练习题43

第3章 存储器44

3.1 PDA中的存储器44

3.2 存储器使用的一般规则45

3.2.1 常用术语45

3.2.2 存储器的三级结构45

3.2.3 存储器的分类46

3.2.4 存储器的性能指标47

3.3 动态随机存储器47

3.3.1 DRAM47

3.3.2 SDRAM48

3.4 闪速存储器51

3.4.1 NOR闪存51

3.4.2 NAND闪存51

3.5 存储卡51

3.5.1 CF卡52

3.5.2 SD卡54

3.5.3 记忆棒56

综合实训58

本章小结58

练习题58

第4章 输入输出设备60

4.1 PDA中的输入输出设备60

4.2 液晶显示器61

4.2.1 显示器的分类61

4.2.2 液晶的工作原理62

4.2.3 液晶显示器63

4.2.4 字符型液晶显示器66

4.2.5 图形液晶显示器67

4.3 触摸屏69

4.3.1 触摸屏的分类69

4.3.2 四线电阻式触摸屏71

4.3.3 五线电阻式触摸屏73

4.3.4 电容式触摸屏74

综合实训75

本章小结76

练习题76

第5章 通信接口77

5.1 PDA中的通信接口77

5.2 串行接口78

5.2.1 串行通信的相关概念78

5.2.2 RS-232C串行接口80

5.2.3 串行接口的相关寄存器82

5.3 USB接口84

5.3.1 USB接口的相关概念84

5.3.2 USB互连86

5.3.3 USB主机86

5.3.4 USB设备87

5.3.5 USB的不同接口与信号线87

5.4 蓝牙89

5.4.1 蓝牙的相关概念89

5.4.2 蓝牙通信的原理91

5.4.3 蓝牙核心系统91

5.5 IEEE 802.1193

5.5.1 IEEE 802.11标准的相关概念93

5.5.2 IEEE 802.11系列标准94

5.5.3 无线网卡96

综合实训96

本章小结96

练习题97

第6章 电源管理99

6.1 电源管理的意义和作用99

6.2 电源管理的方法100

6.2.1 嵌入式硬件系统的电源管理100

6.2.2 嵌入式操作系统的电源管理103

本章小结104

练习题104

第二部分 嵌入式系统软件106

第7章 ARM的指令系统106

7.1 ARM汇编语言的基本组成106

7.1.1 汇编程序的基本结构106

7.1.2 条件执行107

7.1.3 数据处理指令的寻址109

7.1.4 存储器寻址111

7.1.5 堆栈寻址114

7.2 ARM指令系统115

7.2.1 分支跳转指令115

7.2.2 数据处理指令116

7.2.3 乘法指令123

7.2.4 内存数据访问指令126

7.2.5 批量内存数据访问指令127

7.2.6 状态寄存器访问指令128

7.2.7 信号量操作指令129

7.3 Thumb指令系统129

7.3.1 Thumb指令的几点说明129

7.3.2 数据处理指令130

7.3.3 内存数据访问指令131

7.4 伪指令133

7.4.1 地址定义伪指令133

7.4.2 数据定义伪指令134

7.4.3 符号定义伪指令135

7.4.4 汇编控制伪指令136

7.4.5 其他伪指令137

综合实训138

本章小结139

练习题140

第8章 嵌入式系统软件设计141

8.1 嵌入式操作系统141

8.1.1 嵌入式操作系统的产品142

8.1.2 嵌入式操作系统的主要构成144

8.2 软硬件系统的协同设计145

8.2.1 嵌入式系统软硬件的划分145

8.2.2 嵌入式系统软硬件的协同设计146

8.3 嵌入式软件系统设计149

8.3.1 嵌入式软件的开发149

8.3.2 汇编语言与C/C＋＋语言的混合编程150

8.3.3 ARM指令与Thumb指令的混合编程160

8.4 ARM异常处理程序162

8.4.1 复位异常处理程序162

8.4.2 未定义指令异常处理程序162

8.4.3 软件中断处理程序162

8.4.4 预取中止与数据中止异常处理程序166

8.4.5 IRQ和FIQ异常处理程序167

综合实训174

本章小结177

练习题177

第9章 嵌入式系统的启动代码178

9.1 产品中的启动代码178

9.2 启动代码180

9.2.1 启动代码简介180

9.2.2 启动代码中常用的通信协议181

9.3 ARM应用系统中的启动代码181

9.3.1 典型启动代码181

9.3.2 关于启动代码的几个问题187

本章小结189

练习题189

第10章 ARM编译器与链接器190

10.1 ARM编译器与链接器概述190

10.2 ARM编译器191

10.2.1 ARM C/C＋＋编译器191

10.2.2 ARM编译器的关键字194

10.2.3 语言扩展200

10.2.4 C和C＋＋程序实现细节202

10.3 ARM中的C/C＋＋库206

10.3.1 C/C＋＋的运行时库206

10.3.2 使用C运行时库生成应用程序207

10.3.3 不使用C运行时库生成应用程序210

10.3.4 裁减C运行时库以适应新的运行环境212

10.4 ARM链接器213

10.4.1 ARM C/C＋＋链接器213

10.4.2 ARM的映像文件220

10.4.3 链接器对代码的优化222

10.4.4 几个简单的链接实例223

10.4.5 链接器使用的符号225

10.4.6 使用另一个映像文件中的符号226

10.4.7 链接器对C/C＋＋库的访问228

10.5 分散加载229

10.5.1 分散加载简介229

10.5.2 分散加载描述文件229

本章小结235

练习题235

第三部分 嵌入式系统的调试238

第11章 嵌入式系统的调试工具238

11.1 嵌入式系统的调试238

11.1.1 调试器和仿真器238

11.1.2 调试器或仿真器的选择240

11.2 ARM的调试工具241

11.2.1 ARMulator241

11.2.2 JTAG241

11.2.3 ARM仿真器244

11.3 ARM集成开发环境及调试解决方案247

11.3.1 ARM集成开发环境247

11.3.2 ARM嵌入式系统调试解决方案248

本章小结248

练习题249

参考文献250