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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4

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6

1.3.2 精简指令集计算机（RISC）6

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更为高级的微处理器系列13

2.2.4 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15

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17

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 I/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19

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26

2.7.5 应用程序中的异常处理27

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31

3.2.1 立即数寻址方式与应用示例31

3.2.2 寄存器寻址方式与应用示例32

3.2.3 寄存器偏移寻址方式与应用示例32

3.2.4 寄存器间接寻址方式与应用示例34

3.2.5 基址＋变址寻址方式与应用示例34

3.2.6 多寄存器寻址方式与应用示例35

3.2.7 堆栈寻址方式与应用示例35

3.2.8 块复制寻址方式与应用示例36

3.2.9 相对寻址方式与应用示例37

3.3 ARM9指令系统与应用37

3.3.1 ARM数据处理指令与应用示例37

3.3.2 寄存器装载及存储指令与应用示例43

3.3.3 ARM跳转指令与应用示例47

3.3.4 ARM杂项指令与应用示例49

3.3.5 杂项指令在Bootloader中配置各种异常栈顶指针综合应用示例52

3.3.6 ARM协处理器指令与应用示例53

3.3.7 ARM伪指令与应用示例54

习题56

第4章 微处理器ARM程序设计58

4.1 ARM汇编伪指令58

4.1.1 数据常量定义伪指令58

4.1.2 数据变量定义伪指令59

4.1.3 内存分配伪指令60

4.1.4 汇编控制伪指令62

4.1.5 汇编程序中常用伪指令64

4.1.6 汇编语言中的运算符与表达式67

4.1.7 Linux操作系统中GNU开发环境下的伪指令69

4.2 ARM汇编语言程序设计71

4.2.1 ARM汇编中的源文件类型71

4.2.2 ARM汇编语言的语句格式72

4.2.3 ARM汇编语言的程序结构72

4.3 ARM汇编语言与C语言混合编程74

4.3.1 基本的ATPCS75

4.3.2 汇编语言程序调用C语言程序76

4.3.3 C语言程序中调用汇编语言程序76

4.3.4 C语言程序中内嵌汇编语言程序77

4.3.5 在汇编程序中访问C语言程序变量78

4.3.6 嵌入式C语言中的几个特殊关键字79

4.4 ARM混合编程综合应用举例80

习题82

第5章 微处理器S3C2410A体系结构83

5.1 微处理器S3C2410A介绍83

5.1.1 微处理器S3C2410A的体系结构83

5.1.2 微处理器S3C2410A的内部结构83

5.1.3 微处理器S3C2410A的技术特点84

5.2 微处理器S3C2410A存储器控制器特性与空间分布86

5.2.1 微处理器S3C2410A存储器控制器特性86

5.2.2 微处理器S3C2410A存储器空间分布87

5.3 微处理器S3C2410A时钟电路与时钟频率管理88

5.3.1 微处理器S3C2410A外部时钟电路88

5.3.2 微处理器S3C2410A锁相环（PLL）89

5.3.3 微处理器S3C2410A时钟分频控制90

5.3.4 微处理器S3C2410A时钟频率管理与应用示例91

5.3.5 S3C2410A工作频率的设置与分频编程示例93

5.4 微处理器S3C2410A复位电路与电源电路94

5.4.1 微处理器S3C2410A复位电路95

5.4.2 微处理器S3C2410A电源电路96

5.5 微处理器S3C2410A电源功耗管理96

5.5.1 电源功耗管理模式及时钟功率配给97

5.5.2 慢速控制寄存器（CLKSLOW）的属性及其位功能97

5.5.3 电源功耗管理状态转换图98

习题99

第6章 嵌入式系统应用产品开发平台100

6.1 硬件实验开发平台100

6.1.1 FL2440开发板硬件资源简介100

6.1.2 PC与开发板的硬件连接101

6.2 软件开发平台101

6.2.1 交叉开发环境简介101

6.2.2 ADS1.2集成开发环境简介101

6.2.3 编写应用程序需要使用的头文件103

6.2.4 CodeWarrior IDE集成开发环境的使用104

6.2.5 AXD调试器的使用108

习题113

第7章 嵌入式存储器系统及扩展接口电路114

7.1 嵌入式存储器系统结构组成114

7.1.1 嵌入式存储器的层次结构及特点114

7.1.2 ARM9高速缓冲存储器（Cache）115

7.1.3 S3C2410A存储器管理单元（MMU）115

7.1.4 S3C2410A主存储器分布以及使用的存储器类型117

7.2 存储器控制寄存器119

7.2.1 存储器控制寄存器介绍119

7.2.2 主存储器芯片综合配置编程示例123

7.3 8位/16位/32位内存储器芯片扩展设计124

7.3.1 8位存储器芯片扩展设计124

7.3.2 16位存储器芯片扩展设计126

7.4 Bank0闪存Nor Flash接口设计128

7.4.1 Nor Flash与Nand Flash的区别128

7.4.2 Nor Flash实用电路设计129

7.5 Bank0闪存Nand Flash存储器接口设计130

7.5.1 Nand Flash的结构组成131

7.5.2 Nand Flash的引导、工作模式133

7.5.3 Nand Flash控制功能寄存器134

7.5.4 Nand Flash的实用电路与程序设计136

7.6 SDRAM存储器的电路设计138

习题140

第8章 通用I/O端口和中断系统141

8.1 S3C2410A的通用I/O端口141

8.1.1 I/O端口的功能141

8.1.2 通用I/O端口功能寄存器145

8.1.3 其他端口功能寄存器150

8.1.4 通用L/O端口程序综合设计示例152

8.2 微处理器S3C2410A中断系统程序设计154

8.2.1 S3C2410A中断系统的树型结构154

8.2.2 S3C2410A的中断源156

8.2.3 S3C2410A中断请求过程156

8.2.4 ARM中断控制寄存器157

8.2.5 子中断控制寄存器162

8.2.6 外部中断功能寄存器164

8.3 S3C2410A中断服务程序的设计167

8.3.1 S3C2410A中断服务程序实现框架之一：普通实现方式167

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169

8.3.3 子中断服务程序的实现框架173

8.3.4 外部中断服务程序的实现框架174

8.3.5 中断服务程序综合应用示例174

习题176

第9章 微处理器S3C2410A的定时器/计数器177

9.1 S3C2410A定时器/计数器原理177

9.2 看门狗定时器（WATCHDOG）178

9.2.1 看门狗定时器的工作原理178

9.2.2 看门狗特殊功能控制寄存器178

9.2.3 看门狗定时器应用编程示例180

9.3 具有脉宽调制（PWM）的定时器（Timer）181

9.3.1 定时器Timer概述181

9.3.2 Timer部件的操作181

9.3.3 Timer特殊功能控制寄存器185

9.3.4 定时器Timer编程示例187

9.4 实时时钟（RTC）188

9.4.1 RTC概述189

9.4.2 RTC功能寄存器190

9.4.3 RTC应用程序设计192

习题194

第10章 A-D转换、LCD触摸屏与液晶显示器195

10.1 S3C2410A的模-数转换器与程序设计195

10.1.1 ADC的分类与工作原理195

10.1.2 ADC的主要技术参数198

10.1.3 S3C2410A的ADC主要性能指标199

10.1.4 S3C2410A的ADC和触摸屏接口电路199

10.1.5 S3C2410A中ADC的功能寄存器200

10.1.6 S3C2410A的ADC程序设计202

10.2 LCD触摸屏原理与程序设计203

10.2.1 LCD电阻式触摸屏的工作原理203

10.2.2 S3C2410A与LCD触摸屏接口电路204

10.2.3 使用触摸屏的配置过程204

10.2.4 触摸屏编程接口模式205

10.2.5 S3C2410A的LCD触摸屏程序设计206

10.3 液晶显示器（LCD）与程序设计208

10.3.1 LCD的显示原理与分类208

10.3.2 S3C2410A LCD控制器的特性209

10.3.3 S3C2410A LCD控制器的内部结构和显示数据格式210

10.3.4 S3C2410A LCD功能控制寄存器212

10.3.5 TFT-LCD控制器操作220

10.3.6 LCD控制寄存器的配置225

10.3.7 S3C2410A液晶显示器LCD程序设计225

习题235

第11章 嵌入式系统I/O总线接口236

11.1 串行通信接口原理与S3C2410A的UART编程236

11.1.1 数字通信的分类与特点236

11.1.2 串行通信标准237

11.1.3 S3C2410A的UART简介与结构240

11.1.4 S3C2410A的UART操作242

11.1.5 S3C2410A的UART功能寄存器243

11.1.6 S3C2410A的UART编程示例248

11.2 I2C接口原理与编程255

11.2.1 I2C总线接口原理255

11.2.2 I2C的总线协议256

11.2.3 S3C2410A的I2C接口257

11.2.4 I2C总线专用寄存器259

11.2.5 S3C2410A处理器I2C总线与E2PROM芯片AT24C02应用编程示例261

11.2.6 仿真I2C总线的MCS-51单片机实现程序266

11.3 SPI接口原理与编程267

11.3.1 SPI接口原理267

11.3.2 S3C2410A的SPI接口电路269

11.3.3 SPI功能寄存器271

11.3.4 SPI总线接口编程流程274

11.3.5 S3C2410A的SPI与内置E2PROM的看门狗芯片X5045应用编程示例274

习题280

第12章 嵌入式应用程序设计举例282

12.1 嵌入式系统启动引导程序282

12.1.1 启动引导程序的作用282

12.1.2 启动引导程序的任务283

12.1.3 引导程序的启动流程283

12.2 系统启动引导程序的设计284

12.2.1 外部文件的引用284

12.2.2 常量的定义285

12.2.3 S3C2410A的异常处理287

12.2.4 主体程序289

12.2.5 调用C语言程序292

12.3 应用程序Main函数的实现293

12.3.1 应用程序中的文件引用和变量定义293

12.3.2 实时时钟RTC主要函数代码293

12.3.3 触摸屏主要函数代码294

12.3.4 数字温度传感器DS18B20主要函数设计295

12.3.5 LCD主要函数设计299

12.3.6 应用系统测试函数的设计301

习题301

第13章 ARM9实验项目及内容302

13.1 汇编语言实验项目及内容302

13.1.1 熟悉开发环境与汇编编程302

13.1.2 ARM乘法指令实验303

13.1.3 寄存器装载及存储汇编指令实验304

13.1.4 算术加/减法汇编指令实验305

13.1.5 ARM微处理器工作模式与堆栈指针设置实验307

13.2 C语言实验项目及内容309

13.2.1 ARM C/C＋＋语言实验1309

13.2.2 ARM C/C＋＋语言实验2310

13.3 混合编程实验项目及内容310

13.3.1 汇编-C语言数据块复制编程实验311

13.3.2 C-汇编语言整型4参数加法编程实验311

13.3.3 汇编-C语言BCD码编程实验312

13.4 FL2440开发板实验313

参考文献314