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第1章 嵌入式系统基础2

1.1 嵌入式系统概述2

1.1.1 嵌入式系统的定义2

第1部分 嵌入式系统知识2

1.1.2 嵌入式系统的组成3

1.1.3 嵌入式系统的特点4

1.1.4 嵌入式系统的应用5

1.1.5 实时系统5

1.2 嵌入式处理器7

1.2.1 嵌入式微处理器（EMPU）7

1.2.2 微控制器（MCU）7

1.3 嵌入式操作系统8

1.3.1 操作系统的概念及分类8

1.2.3 DSP8

1.2.4 SoC8

1.3.2 几个主要的概念9

1.3.3 实时操作系统10

1.4 嵌入式技术发展现状及趋势14

1.5 嵌入式技术在汽车中的广泛应用16

1.5.1 嵌入式技术的快速发展给汽车工业带来了新的生机16

1.5.2 我国汽车电子市场的发展状况17

思考题与习题20

本章小结20

第2章 嵌入式系统开发过程21

2.1 嵌入式软件开发的特点21

2.1.1 需要交叉开发环境21

2.1.2 引入任务设计方法21

2.1.3 需要固化程序21

2.1.4 软件开发难度大21

2.2.2 设计阶段22

2.2.3 生成代码调试阶段22

2.2 嵌入式软件的开发流程22

2.2.1 需求分析阶段22

2.2.4 固化阶段23

2.2.5 嵌入式软件开发的要点23

2.3 嵌入式系统的调试24

本章小结24

思考题与习题24

第2部分 ARM体系结构26

第3章 ARM微处理器概述26

3.1 发展历程26

3.2 ARM微处理器系列26

3.2.1 ARM7系列27

3.2.2 ARM9/9E系列28

3.2.3 ARM10E系列28

3.2.4 ARM11系列29

3.3 技术特点30

3.4 应用选型30

3.2.5 其他30

3.4.1 内核选择31

3.4.2 工作速度31

3.4.3 片内存储器容量31

3.4.4 片内外设31

3.4.5 其他因素32

3.5 相关术语32

3.5.1 RISC与CISC32

3.5.2 流水线33

3.5.3 Von Neumman和Harvard计算机结构34

3.5.4 AMBA总线34

3.5.5 ARM相关技术35

本章小结36

思考题与习题36

第4章 编程模型37

4.1 数据类型37

4.2 存储器格式37

4.4 处理器运行模式38

4.3 工作状态切换38

4.5 寄存器组织39

4.5.1 通用寄存器40

4.5.2 Thumb状态寄存器组织41

4.5.3 程序状态寄存器43

4.6 异常44

4.6.1 异常类型45

4.6.2 异常响应45

4.6.3 异常返回45

4.6.4 异常向量46

4.6.5 异常优先级46

4.6.6 异常描述46

4.6.7 应用程序的异常处理48

本章小结48

思考题与习题49

5.1 指令的分类与格式50

第5章 ARM微处理器指令系统50

5.2 指令的条件域51

5.3 ARM指令的寻址方式52

5.3.1 立即寻址52

5.3.2 寄存器寻址52

5.3.3 寄存器间接寻址52

5.3.5 多寄存器寻址53

5.3.6 相对寻址53

5.3.4 基址变址寻址53

5.3.7 堆栈寻址54

5.4 ARM指令集54

5.4.1 跳转指令54

5.4.2 数据处理指令55

5.4.3 乘法指令60

5.4.4 程序状态寄存器访问指令62

5.4.5 加载／存储指令63

5.4.6 批量数据加载／存储指令65

5.4.7 移位操作67

5.4.8 协处理器指令68

5.4.9 异常指令70

5.5 Thumb指令集70

本章小结71

思考题与习题71

第3部分 嵌入式操作系统Linux74

第6章 嵌入式Linux操作系统74

6.1 Linux概况74

6.1.1 Linux和UNIX的历史74

6.1.2 Linux的特点77

6.1.3 Linux应用78

6.2 嵌入式Linux的基本结构79

6.3 Linux目录结构80

6.3.1 root文件系统81

6.3.2 /usr文件系统81

6.4 Linux内核简介82

6.3.3 /var文件系统82

6.3.4 /proc文件系统82

6.5 嵌入式Linux系统开发流程84

本章小结85

思考题与习题85

第7章 嵌入式Linux应用程序的开发86

7.1 Linux的使用86

7.1.1 Linux常用命令86

7.1.2 VI编辑器的使用103

7.2 GNU开发工具的使用106

7.2.1 GCC编译器107

7.2.2 GNU Make109

7.2.3 使用GDB115

7.3 开发环境的建立120

7.3.1 安装开发环境120

7.3.2 配置开发环境123

7.3.3 使用开发环境125

7.4.1 低级文件操作132

7.4 在嵌入式Linux下开发应用程序132

7.4.2 标准输入输出133

7.4.3 内存管理133

7.4.4 进程和管道134

7.4.5 信号144

7.5 应用程序调试151

7.5.1 通过以太网口远程调试152

7.5.2 通过串口远程调试154

7.5.3 使用DDD进行远程调试155

本章小结159

思考题与习题159

第8章 嵌入式Linux驱动程序开发160

8.1 嵌入式Linux的设备管理160

8.1.2 驱动程序结构161

8.1.1 驱动程序的概念161

8.1.3 Linux对中断的处理163

8.1.4 设备驱动的初始化164

8.2 驱动程序的开发过程166

8.2.1 驱动程序的开发流程166

8.2.2 设备驱动程序存取167

8.2.3 基于模块化的字符设备驱动框架167

8.2.4 模块化驱动程序的加载和卸载168

8.3 串口驱动程序169

8.4 LCD驱动程序174

8.4.1 Linux的帧缓冲设备174

8.4.2 帧缓冲驱动的编写176

本章小结177

思考题与习题177

9.1.2 图形用户界面系统的结构模型178

9.1.1 对嵌入式GUI的认识178

9.1 嵌入式GUI178

第9章 嵌入式Linux下GUI的实现178

9.2 MiniGUI179

9.2.1 MiniGUI简介179

9.2.2 在PC上安装与配置MiniGUI181

9.2.3 MiniGUI下应用程序的开发方法与流程184

9.2.4 MiniGUI编程示例185

9.3 Qt、Qt/Embedded192

9.3.1 Qt、Qt/Embedded简介192

9.3.2 在PC上安装与配置Qt/Embedded193

9.3.3 Qt下应用程序的开发方法与流程194

9.3.4 QT编程示例196

本章小结197

思考题与习题198

10.1.1 信号与系统200

10.1 数据采集（DAQ）基础200

第4部分 车载信息系统应用实例200

第10章 MC9328MX1最小系统设计200

10.1.2 信号采集201

10.1.3 数据采集系统的功能202

10.2 MC9328MX1概述204

10.2.1 系统总体框图206

10.2.2 系统主要部件206

10.3 引脚定义及描述212

10.4.1 EMOTION ARM 9 Linux开发系统概述218

10.4 系统硬件选型与单元电路设计218

10.4.2 EMOTION ARM 9 Linux开发系统资源接口说明223

10.4.3 系统硬件选型与单元电路设计233

10.4.4 硬件调试253

10.4.5 印制电路板的设计257

本章小结260

思考题与习题260

11.1.2 10/100Mbps以太网接口电路261

11.1.1 10/100Mbps以太网接口电路特点261

第11章 ARM9 Linux外围电路实例261

11.1 10/100Mbps以太网接口电路261

11.2 通用I/O接口电路264

11.2.1 基本原理264

11.2.2 硬件接口电路265

11.3 Slave USB硬件接口电路269

11.3.1 基本原理269

11.3.2 USB的硬件接口电路270

11.4 Audio CODEC硬件接口电路271

11.4.1 基本原理271

11.4.2 接口电路274

11.5 LCD显示接口电路276

11.5.1 LCD基本原理276

11.5.2 LCD的驱动控制277

11.5.3 LCD显示接口278

11.6.1 触摸屏基本原理280

11.6 LCD触摸屏接口电路280

11.6.2 触摸屏与显示器的配合281

11.6.3 触摸屏接口电路282

11.7 模数转换接口电路284

11.7.1 基本原理284

11.7.2 A/D转换接口电路286

11.8 D/A转换接口电路287

11.8.1 基本原理287

11.8.2 DAC硬件接口电路290

11.9 CAN通信接口电路292

11.9.1 基本原理292

11.9.2 CAN通信接口电路293

本章小结293

思考题与习题293

12.1.1 系统分析294

12.1.2 系统功能294

12.1 车辆信息采集系统294

第12章 基于EMOTION的车辆信息采集系统294

12.1.3 各级界面中分别要实现的功能298

12.1.4 基于EMOTION开发系统的车辆信息系统298

12.2 内核模块设计299

12.2.1 内核模块编写快速入门299

12.2.2 内核剪裁和文件系统创建300

12.2.3 文件系统的建立305

12.3 串口通信307

12.4 开关量操作模块308

12.4.1 系统工作原理308

12.4.2 开发内容309

12.4.3 开发步骤309

12.5 车辆状态监测310

12.5.1 软件实现原理310

12.5.2 开发内容310

12.6.1 MX1片内LCD控制器操作311

12.6 人机界面开发311

12.5.3 开发步骤311

12.6.2 EMOTION ARM9 Linux的液晶显示系统313

12.6.3 开发内容314

12.6.4 开发步骤314

12.7 CAN总线通信开发314

12.7.1 软件原理314

12.7.2 开发步骤315

12.8.2 开发内容316

12.8.3 开发步骤316

12.8.1 开发原理316

12.8 多进程编程开发316

本章小结317

思考题与习题317

附录A Linux常用操作介绍318

附录B EMOTION（ARM9 Linux）核心板电路原理图320

附录C EMOTION（ARM9 Linux）扩展板电路原理图326

参考文献333