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第1章 嵌入式系统基础知识1

1.1 嵌入式系统概述2

1.1.1 嵌入统简介2

1.1.2 嵌入式系统的特点3

1.1.3 嵌入式系统的发展4

1.2 嵌入式系统的组成6

1.2.1 嵌入式系统硬件组成6

1.2.2 嵌入式系统软件组成7

1.3 嵌入式操作系统举例7

1.3.1 商业版嵌入式操作系统8

1.3.2 开源版嵌入式操作系统8

1.4 嵌入式系统开发概述9

1.5 学好微处理器在嵌入式学习中的重要性15

1.6 本章小结17

1.7 练习题17

第2章 嵌入式ARM技术概论18

2.1 ARM体系结构的技术特征及发展19

2.1.1 ARM公司简介19

2.1.2 A RM技术特征19

2.1.3 ARM体系架构的发展20

2.2 ARM微处理器简介22

2.2.1 A RM9处理器系列23

2.2.2 ARM9E处理器系列23

2.2.3 ARM 11处理器系列24

2.2.4 SecurCore处理器系列24

2.2.5 StrongARM和Xscale处理器系列24

2.2.6 MPCore处理器系列25

2.2.7 Cortex处理器系列25

2.2.8 最新ARM应用处理器发展现状28

2.3 ARM微处理器结构29

2.3.1 ARM微处理器的应用选型29

2.3.2 选择ARM芯片的一般原则29

2.3.3 选择一款适合ARM教学的CPU30

2.4 Cortex-A9内部功能及特点33

2.5 数据类型34

2.5.1 ARM的基本数据类型34

2.5.2 浮点数据类型35

2.5.3 存储器大/小端35

2.6 Cortex-A9内核工作模式36

2.7 Cortex-A9存储系统37

2.7.1 协处理器（CP 15）38

2.7.2 存储管理单元（MMU）39

2.7.3 高速缓冲存储器（Cache）39

2.8 流水线40

2.8.1 流水线的概念与原理40

2.8.2 流水线的分类41

2.8.3 影响流水线性能的因素42

2.9 寄存器组织43

2.10 程序状态寄存器45

2.11 三星Exynos4412处理器介绍48

2.12 FS4412开发平台介绍50

2.13 本章小结56

2.14 练习题56

第3章 ARM微处理器的指令系统57

3.1 ARM处理器的寻址方式58

3.1.1 数据处理指令寻址方式58

3.1.2 内存访问指令寻址方式59

3.2 ARM处理器的指令集62

3.2.1 数据操作指令62

3.2.2 乘法指令70

3.2.3 Load/Store指令72

3.2.4 跳转指令78

3.2.5 状态操作指令82

3.2.6 协处理器指令84

3.2.7 异常产生指令88

3.2.8 其他指令介绍88

3.3 本章小结91

3.4 练习题91

第4章 ARM汇编语言程序设计92

4.1 GNU ARM汇编器支持的伪操作93

4.1.1 伪操作概述93

4.1.2 数据定义（Data Definition）伪操作93

4.1.3 汇编控制伪操作94

4.1.4 杂项伪操作97

4.2 ARM汇编器支持的伪指令97

4.2.1 A D R伪指令97

4.2.2 ADRL伪指令98

4.2.3 L DR伪指令99

4.3 GNU ARM汇编语言的语句格式100

4.4 ARM汇编语言的程序结构102

4.4.1 汇编语言的程序格式102

4.4.2 汇编语言子程序调用103

4.4.3 过程调用标准AAPCS104

4.4.4 汇编语言程序设计举例105

4.5 汇编语言与C语言的混合编程106

4.5.1 GNU ARM内联汇编107

4.5.2 混合编程调用举例109

4.6 本章小结111

4.7 练习题111

第5章 ARM开发及环境搭建112

5.1 仿真器简介113

5.1.1 FS-JTAG仿真器介绍113

5.1.2 ULINK介绍114

5.2 开发环境搭建115

5.2.1 XP环境安装FS-JTAG工具115

5.2.2 开发板硬件连接118

5.2.3 USB转串口驱动安装118

5.2.4 Putty串口终端配置119

5.3 Eclipse for ARM使用121

5.4 在开发环境中添加FS4412工程122

5.5 编译工程125

5.6 调试工程126

5.6.1 配置FS-JTAG调试工具126

5.6.2 配置调试工具126

5.7 本章小结131

5.8 练习题131

第6章 GPIO132

6.1 GPIO功能介绍133

6.2 Exynos4412-GPIO控制器详解133

6.2.1 GPIO功能描述133

6.2.2 GPIO特性134

6.2.3 GPIO分组134

6.2.4 GPIO常用寄存器分类135

6.2.5 GPIO寄存器详解136

6.2.6 GPIO寄存器封装137

6.3 GPIO的应用实例140

6.3.1 GPIO实例内容和原理140

6.3.2 GPIO实例硬件连接140

6.3.3 GPIO实例软件设计141

6.3.4 GPIO实例代码141

6.3.5 GPIO实例现象141

6.4 本章小结142

6.5 练习题142

第7章 ARM异常及中断处理143

7.1 ARM异常中断处理概述144

7.2 ARM体系异常种类145

7.3 ARM异常的优先级149

7.4 ARM处理器模式和异常150

7.5 ARM异常响应和处理程序返回151

7.5.1 中断响应的概念151

7.5.2 ARM异常响应流程151

7.5.3 从异常处理程序中返回152

7.6 ARM的SWI异常中断处理程序设计154

7.7 本章小结156

7.8 练习题156

第8章 FIQ和IRQ中断157

8.1 ARM中断控制器简介158

8.1.1 中断软件分支处理（NVIC和GIC）158

8.1.2 硬件支持的分支处理（VIC）159

8.2 通用中断控制器（GIC）161

8.2.1 GIC功能模块162

8.2.2 GIC中断控制器中断类型163

8.2.3 GIC中断控制器中断状态164

8.2.4 GIC中断处理流程164

8.3 Exynos4412中断源165

8.4 Exynos4412-GIC寄存器详解166

8.5 GIC中断应用实例171

8.5.1 GIC中断实例内容和原理171

8.5.2 GIC中断实例硬件连接171

8.5.3 GIC中断实例软件设计171

8.5.4 GIC中断实例代码173

8.5.5 GIC中断实例现象175

8.6 本章小结175

8.7 练习题175

第9章 通用异步收发（UART）接口176

9.1 通用异步收发（UART）接口简介177

9.1.1 串行通信与并行通信概念177

9.1.2 异步串行方式的特点177

9.1.3 异步串行方式的数据格式177

9.1.4 同步串行方式的特点178

9.1.5 同步串行方式的数据格式178

9.1.6 波特率、波特率因子与位周期178

9.1.7 RS-232C串口规范179

9.1.8 RS-232C接线方式181

9.2 Exynos4412-UART控制器详解181

9.2.1 UART控制器概述181

9.2.2 UART控制器框架图182

9.2.3 UART寄存器详解183

9.3 UART接口应用实例188

9.3.1 UART接口实例内容和原理188

9.3.2 UART实例硬件连接188

9.3.3 UATR实例软件编写188

9.3.4 UART实例调试和运行现象190

9.4 本章小结191

9.5 练习题191

第10章 PWM定时器192

10.1 定时器和PWM简介193

10.1.1 定时器概述193

10.1.2 脉冲宽度调制（PWM）概述193

10.2 Exynos4412-PWM定时器详解194

10.2.1 PWM定时器概述194

10.2.2 PWM定时器寄存器详解195

10.2.3 PWM定时器双缓冲功能198

10.2.4 PWM信号输出199

10.3 PWM定时器应用实例一：定时触发201

10.3.1 定时触发实例内容和原理201

10.3.2 定时触发实例硬件连接201

10.3.3 定时触发软件设计和代码201

10.3.4 定时触发实例现象203

10.4 PWM定时器应用实例二：PWM输出203

10.4.1 PWM输出实例内容和原理203

10.4.2 PWM输出实例硬件连接203

10.4.3 PWM输出软件设计204

10.4.4 PWM输出实例现象205

10.5 本章小结205

10.6 练习题205

第11章 看门狗定时器206

11.1 看门狗简介207

11.2 Exynos4412看门狗定时器详解207

11.2.1 看门狗定时器概述207

11.2.2 看门狗定时器寄存器详解208

11.3 看门狗定时器实例210

11.3.1 看门狗定时器实例内容和原理210

11.3.2 看门狗定时器实例软件设计210

11.3.3 看门狗定时器实例代码210

11.3.4 看门狗定时器实例现象211

11.4 本章小结211

11.5 练习题211

第12章 RTC定时器212

12.1 RTC定时器简介213

12.2 Exynos4412-RTC定时器详解213

12.2.1 RTC定时器概述213

12.2.2 RTC定时器寄存器详解214

12.2.3 BCD码215

12.3 RTC定时器实例216

12.3.1 RTC定时器实例内容和原理216

12.3.2 RTC定时器实例软件设计216

12.3.3 RTC定时器实例代码216

12.3.4 RTC定时器实例现象217

12.4 本章小结218

12.5 练习题218

第13章 A/D转换器219

13.1 A/D转换器原理220

13.1.1 A/D转换基础220

13.1.2 A/D转换的技术指标220

13.1.3 A/D转换器类型221

13.1.4 A/D转换的一般步骤226

13.2 Exynos4412- A/D转换器概述226

13.2.1 A/D转换器概述226

13.2.2 A/D转换器特点227

13.2.3 A/D转换器寄存器解析227

13.3 A/D转换器应用实例228

13.3.1 A/D转换器实例内容和原理228

13.3.2 A/D转换器实例硬件连接229

13.3.3 A/D转换器实例软件设计229

13.3.4 A/D转换器实例代码230

13.3.5 A/D转换器实例现象231

13.4 本章小结232

13.5 练习题232

第14章 I2C总线233

14.1 I2C总线协议234

14.1.1 I2C总线协议简介234

14.1.2 I2C总线协议内容234

14.2 Exynos4412-I2C控制器详解238

14.2.1 I2C控制器概述238

14.2.2 I2C控制器框架图238

14.2.3 I2C控制器寄存器详解239

14.2.4 I2C控制器操作流程241

14.3 I2C接口应用实例243

14.3.1 I2C实例内容和原理243

14.3.2 I2C实例硬件连接243

14.3.3 I2C实例软件设计243

14.3.4 I2C实例代码244

14.3.5 I2C实例现象247

14.4 本章小结248

14.5 练习题248

第15章 SPI接口249

15.1 SPI总线协议250

15.1.1 SPI总线协议简介250

15.1.2 SPI总线协议内容250

15.2 Exynos4412-SPI控制器详解253

15.2.1 SPI控制器概述253

15.2.2 SPI控制器时钟源控制254

15.2.3 SPI控制器寄存器详解257

15.3 SPI接口应用实例260

15.3.1 SPI实例内容和原理260

15.3.2 SPI实例硬件连接261

15.3.3 SPI实例软件设计261

15.3.4 SPI实例代码262

15.3.5 SPI实例现象265

15.4 本章小结266

15.5 练习题266