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第1章 基础知识1

1.1 数制与数制转换1

1.1.1 数制的基本概念1

1.1.2 二进制数2

1.1.3 十进制和二进制之间的转换3

1.1.4 二进制和其他进制之间的转换4

1.2 二进制数的基本运算5

1.3 计算机中的编码6

1.3.1 数字的编码6

1.3.2 字符的编码7

1.3.3 汉字的编码8

1.3.4 统一代码11

1.3.5 语音编码11

1.3.6 差错控制编码12

1.4 计算机中有符号数的表示18

1.4.1 机器数与真值18

1.4.2 原码、反码与补码19

1.4.3 补码的加法运算21

1.4.4 定点数与浮点数23

1.5 基本逻辑运算24

1.5.1 与运算24

1.5.2 或运算25

1.5.3 非运算25

1.5.4 异或运算25

习题一26

第2章 ARM微处理器基础27

2.1 嵌入式系统概述27

2.1.1 嵌入式系统的基本概念27

2.1.2 嵌入式系统的发展29

2.1.3 嵌入式系统的组成结构31

2.1.4 嵌入式处理器36

2.1.5 典型嵌入式处理器介绍38

2.2 ARM概述39

2.2.1 计算机体系结构的分类39

2.2.2 ARM技术的发展过程40

2.3 ARM内核的特点45

2.3.1 RISC技术45

2.3.2 流水线技术45

2.3.3 超标量技术46

2.4 基于ARM核的微处理器47

2.4.1 基于ARM核的硬件结构47

2.4.2 ARM核的数据流模型48

2.4.3 ARM处理器工作模式和工作状态49

2.5 ARM寄存器50

2.5.1 通用寄存器50

2.5.2 状态寄存器52

2.5.3 Thumb寄存器55

2.6 ARM的存储系统简介56

2.6.1 存储器的层次结构56

2.6.2 数据类型与存储器格式58

2.6.3 非对齐的存储器访问59

习题二60

第3章 ARM指令系统61

3.1 指令基础61

3.1.1 程序设计语言的层次结构61

3.1.2 指令周期和时序62

3.1.3 程序的执行过程64

3.2 ARM汇编语言65

3.2.1 指令和指令格式65

3.2.2 指令的可选后缀66

3.2.3 指令的条件执行67

3.2.4 ARM指令分类69

3.3 ARM指令的寻址方式69

3.3.1 立即数寻址70

3.3.2 寄存器寻址70

3.3.3 寄存器间接寻址70

3.3.4 寄存器移位寻址71

3.3.5 基址变址寻址71

3.3.6 多寄存器寻址72

3.3.7 相对寻址72

3.3.8 堆栈寻址73

3.4 数据处理指令73

3.4.1 数据传送指令75

3.4.2 移位操作75

3.4.3 算术指令79

3.4.4 逻辑运算指令83

3.4.5 比较指令84

3.4.6 乘法指令86

3.5 数据加载与存储指令89

3.5.1 数据加载与存储指令概述89

3.5.2 单寄存器加载与存储指令92

3.5.3 多寄存器加载与存储指令98

3.5.4 堆栈操作102

3.5.5 交换指令104

3.6 分支指令106

3.6.1 分支指令B106

3.6.2 带返回的分支指令BL107

3.6.3 带状态切换的分支指令BX108

3.6.4 带返回和状态切换的分支指令BLX109

3.7 程序状态寄存器访问指令110

3.8 协处理器指令112

3.9 软件中断指令116

3.10 ARM伪指令118

3.11 Thumb指令集121

3.11.1 概述121

3.11.2 Thumb指令寄存器的使用123

3.11.3 ARM-Thumb交互124

3.11.4 数据处理指令126

3.11.5 单寄存器加载和存储指令128

3.11.6 多寄存器加载和存储指令129

3.11.7 堆栈指令130

3.11.8 软件中断指令130

3.12 Thumb伪指令131

习题三132

第4章 ARM汇编语言程序设计134

4.1 汇编语言程序格式134

4.1.1 汇编语言的基本概念134

4.1.2 汇编语言源程序的组成135

4.1.3 汇编语言程序中常用的符号138

4.1.4 汇编语言程序中的表达式和运算符140

4.2 ARM汇编器的伪操作143

4.2.1 符号定义伪操作144

4.2.2 数据定义伪操作146

4.2.3 汇编控制伪操作150

4.2.4 信息报告伪操作153

4.2.5 其他常用的伪操作155

4.3 汇编语言程序的上机过程161

4.3.1 汇编语言上机环境161

4.3.2 编辑汇编语言源程序162

4.3.3 编译链接源程序164

4.3.4 调试汇编程序165

4.4 汇编语言程序设计166

4.4.1 程序设计步骤166

4.4.2 简单程序设计167

4.4.3 分支程序设计168

4.4.4 循环程序设计172

4.4.5 子程序设计177

4.4.6 汇编程序举例178

4.5 工作模式切换编程181

4.5.1 处理器模式181

4.5.2 处理器工作模式切换编程182

4.6 ATPCS介绍183

4.6.1 寄存器的使用规则183

4.6.2 数据栈使用规则184

4.6.3 参数传递规则186

4.6.4 ARM和Thumb程序混合使用的ATPCS186

4.7 ARM和Thumb混合编程187

4.7.1 工作状态187

4.7.2 工作状态切换编程188

4.8 汇编语言和C语言交互编程192

4.8.1 汇编程序访问C程序变量192

4.8.2 汇编程序调用C程序193

4.8.3 C程序内嵌汇编指令194

4.8.4 C程序调用汇编程序200

习题四201

第5章 异常中断编程204

5.1 ARM的异常和中断204

5.1.1 异常和中断的基本概念204

5.1.2 ARM的异常中断205

5.1.3 向量表206

5.1.4 异常的优先级别208

5.2 ARM异常中断的处理过程209

5.2.1 异常中断响应过程209

5.2.2 异常中断的返回211

5.3 复位处理程序215

5.3.1 复位215

5.3.2 复位处理编程215

5.4 SWI异常中断处理程序218

5.4.1 SWI异常中断处理程序的实现218

5.4.2 SWI异常中断调用221

5.5 FIQ和IRQ异常中断处理程序227

5.5.1 IRQ/FIQ中断处理机制227

5.5.2 IRQ/FIQ异常中断处理程序229

5.5.3 IRQ异常中断处理程序举例232

5.6 未定义指令异常中断233

习题五234

第6章 RealView MDK软件的使用235

6.1 嵌入式系统开发基础235

6.1.1 嵌入式系统开发流程235

6.1.2 嵌入式软件开发236

6.1.3 RealView MDK软件的简介239

6.1.4 RealView MDK软件的安装241

6.2 μVision集成开发环境介绍245

6.2.1 工程工作区247

6.2.2 工作区250

6.2.3 输出窗口251

6.2.4 菜单栏、工具栏和快捷键252

6.2.5 软件开发流程256

6.3 程序的编辑257

6.3.1 工程项目创建259

6.3.2 源文件的创建261

6.3.3 工程项目管理263

6.3.4 工程基本配置263

6.4 程序的编译与链接268

6.4.1 基本概念268

6.4.2 链接器的基本功能271

6.4.3 分散加载描述文件275

6.4.4 编译链接配置276

6.4.5 编译链接工程279

6.5 程序的调试280

6.5.1 调试模式280

6.5.2 调试前的配置280

6.5.3 调试器的使用282

6.5.4 调试窗口和对话框283

6.5.5 Flash编程工具293

6.5.6 调试命令和变量295

6.5.7 调试函数简介300

6.5.8 调试脚本的使用305

6.5.9 调试信息和去除方法307

6.5.10 映像文件转换器fromELF308

习题六309

第7章 ARM汇编语言程序实验310

7.1 ARM汇编的上机过程310

7.2 ARM寻址方式316

7.3 数据处理指令321

7.4 数据加载与存储指令324

7.5 ARM分支指令330

7.6 ARM汇编程序设计一334

7.7 ARM汇编程序设计二339

7.8 工作模式的切换343

7.9 ARM汇编和C语言混合编程347

7.10 异常中断编程353

参考文献355