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第1篇 ARM处理器基础知识2

第1章 嵌入式系统开发介绍2

1.1嵌入式系统介绍2

1.1.1嵌入式系统概念3

1.1.2重要组成部分3

1.2嵌入式系统的组成4

1.2.1通用设备接口和1/O接口6

1.2.2中间层7

1.2.3系统软件层8

1.3嵌入式系统的优点及特点8

1.3.1嵌入式系统的优点9

1.3.2嵌入式系统的特点9

1.4嵌入式处理器10

1.4.1嵌入式微处理器10

1.4.2嵌入式微控制器11

1.4.3嵌入式DSP处理器11

1.4.4 SoC——片上系统11

1.5嵌入式操作系统12

1.5.1操作系统包含的功能12

1.5.2嵌入式操作系统的特点13

1.5.3嵌入式操作系统的分类14

1.5.4嵌入式技术应用及发展趋势15

1.6嵌入式技术发展趋势16

1.7小结17

第2章 ARM处理器概述18

2.1 ARM处理器介绍18

2.2 ARM体系结构的版本和变量19

2.2.1 ARM体系结构的版本19

2.2.2 ARM体系结构的变量24

2.2.3 ARM/Thumb体系结构版本命名25

2.3 ARM处理器的命名规则26

2.4 ARM处理器结构28

2.4.1 RISC中的关键技术29

2.4.2 ARM和Thumb状态30

2.4.3 ARM寄存器30

2.4.4 ARM指令集概述31

2.4.5 Thumb指令集概述31

2.5 ARM处理器系列32

2.5.1 ARM7系列32

2.5.2 ARM9系列33

2.5.3 ARM9E系列33

2.5.4 ARM10E系列34

2.5.5 ARM11系列35

2.5.6 SecurCore系列35

2.5.7 XScale系列36

2.5.8 StrongARM系列37

2.5.9 Cortex系列38

2.6小结39

第3章 ARM9处理器与编程模型40

3.1 ARM9处理器产品40

3.1.1 ARM9进步之处40

3.1.2操作指令41

3.1.3 ARM9产品举例42

3.1.4 ARM9E系列微处理器44

3.2 ARM9编程模型45

3.2.1 ARM9数据类型45

3.2.2 ARM9体系结构的存储器格式45

3.2.3 ARM9处理器的工作状态46

3.2.4 ARM9处理器模式47

3.2.5 ARM寄存器47

3.2.6异常51

3.3小结54

第4章 ARM指令集与寻址方式55

4.1指令集编码55

4.2条件执行55

4.3指令分类及指令格式57

4.3.1数据处理指令57

4.3.2 Load/Store指令61

4.3.3程序状态寄存器与通用寄存器之间的传送指令66

4.3.4转移指令66

4.3.5异常中断指令67

4.3.6协处理器指令68

4.3.7乘法指令70

4.3.8伪指令71

4.4 ARM基本寻址方式72

4.4.1立即寻址72

4.4.2寄存器寻址72

4.4.3寄存器间接寻址73

4.4.4基址变址寻址74

4.4.5基址加偏址寻址74

4.4.6堆栈寻址74

4.4.7块复制寻址75

4.4.8相对寻址76

4.5小结76

第5章 Thumb指令集77

5.1 Thumb指令集概述77

5.2 Thumb寄存器和ARM寄存器之间的关系78

5.3 Thumb指令集分类介绍79

5.3.1存储器指令79

5.3.2数据处理指令82

5.3.3分支指令86

5.3.4中断和断点指令88

5.4小结88

第2篇 S3C2440嵌入式系统基础90

第6章 GPIO接口90

6.1 GPIO硬件介绍90

6.1.1 GPxCON寄存器91

6.1.2 GPxDAT寄存器92

6.1.3 GPxUP寄存器92

6.2软件访问硬件92

6.2.1访问单个引脚92

6.2.2以总线方式访问硬件92

6.2.3软件如何读写GPIO93

6.3 LED的GPIO接口实例95

6.4小结98

第7章 存储器控制器99

7.1概述99

7.2功能描述101

7.2.1 bank0总线宽度设置101

7.2.2 nWAIT引脚操作102

7.2.3 nXBREQ/nXBACK引脚操作103

7.3存储器接口实例103

7.3.1 ROM存储器接口实例104

7.3.2 SRAM存储器接口实例105

7.3.3 SDRAM存储器接口实例106

7.3.4可编程存储器访问周期107

7.4存储器控制寄存器108

7.4.1总线宽度和等待控制寄存器108

7.4.2 bank控制寄存器109

7.4.3刷新控制寄存器111

7.4.4 banksize寄存器111

7.4.5模式寄存器集寄存器112

7.5存储器实例112

7.6小结116

第8章 MMC/SD/SDIO控制器117

8.1概述117

8.2 SD操作118

8.3特殊寄存器119

8.4 SD实例127

8.5小结141

第9章 Nand Flash控制器142

9.1 Nand Flash介绍及其控制器使用142

9.1.1 Flash142

9.1.2 Nand Flash的物理结构144

9.1.3 Nand Flash的访问方法148

9.2 S3C2440 Nand Flash控制器160

9.2.1操作方法概述161

9.2.2寄存器介绍161

9.3 Nand Flash控制器实例162

9.4小结182

第10章 系统时钟和定时器183

10.1 S3C2440时钟体系和电源管理模块183

10.1.1功能描述184

10.1.2电源管理189

10.1.3特殊寄存器195

10.2 PWM及定时器200

10.2.1特点200

10.2.2脉宽调制定时器特殊寄存器206

10.3实时时钟211

10.3.1特点211

10.3.2实时时钟操作212

10.3.3实时时钟特殊寄存器213

10.4看门狗定时器219

10.4.1特点219

10.4.2看门狗定时器操作219

10.4.3看门狗定时器特殊寄存器220

10.5小结222

第11章 中断控制器223

11.1概述223

11.2中断控制器操作223

11.3中断控制器特殊寄存器227

11.4中断方式键盘扫描实例235

11.5小结238

第12章 UART239

12.1概述239

12.2 UART操作241

12.3特殊寄存器246

12.4 UART实例252

12.5小结258

第13章 串行外围设备接口259

13.1概述259

13.1.1 SPI相关概念259

13.1.2 S3C2440A的SPI260

13.2 SPI操作方法261

13.2.1编程步骤261

13.2.2传输格式262

13.3 SPI特殊寄存器263

13.4 SPI使用实例265

13.5小结276

第14章 ADC和触摸屏接口277

14.1概述277

14.2特点277

14.3 ADC及触摸屏接口操作278

14.4功能描述279

14.4.1 AD转换时间279

14.4.2触摸屏接口模式279

14.4.3编程细节280

14.5 ADC及触摸屏接口特殊寄存器281

14.5.1 ADC控制寄存器281

14.5.2 ADC触摸屏控制寄存器282

14.5.3 ADC开始延时寄存器283

14.5.4 ADC转换数据寄存器0283

14.5.5 ADC转换数据寄存器1284

14.5.6 ADC触摸屏指针上下中断检测寄存器284

14.6 ADC驱动程序及测试程序284

14.6.1三通道ADC驱动程序285

14.6.2三通道ADC采样测试程序289

14.7小结291

第3篇 建立ARM9嵌入式开发环境294

第15章 无操作系统的ARM9开发方法294

15.1硬件开发294

15.2软件开发295

15.2.1软件开发基础295

15.2.2软件开发方法298

15.3使用EWARM进行无操作系统开发301

15.4 EWARM使用实例305

15.5小结314

第16章 嵌入式Linux开发环境的搭建315

16.1嵌入式Linux概述315

16.2嵌入式Linux常用工具319

16.2.1交叉编译工具319

16.2.2 vim编辑器320

16.2.3 Linux编译器gcc及编译工具322

16.2.4 Makefile和Make命令324

16.2.5 GNU调试工具326

16.2.6 Linux内核编译327

16.3建立micro2440开发板的Linux开发环境328

16.3.1 Fedora 9.0安装步骤329

16.3.2解压安装源代码及其他工具344

16.3.3配置网络文件系统NFS服务348

16.4小结350

第17章 SkyEye环境搭建351

17.1 SkyEye概述351

17.1.1 SkyEye的特点351

17.1.2 SkyEye的配置352

17.1.3 SkyEye的使用指南353

17.2环境搭建354

17.2.1 Linux操作系统安装和配置354

17.2.2交叉编译环境安装357

17.3 SkyEye测试359

17.3.1 SkyEye-testsuite-1.3.0_rcl测试包359

17.3.2测试U-Boot359

17.3.3测试μClinux361

17.3.4测试μClinux的网络功能364

17.3.5手工编译μClinux内核364

17.4小结371

第4篇 ARM9嵌入式Linux系统移植374

第18章 BootLoader移植374

18.1 BootLoader简介374

18.1.1 BootLoader概述375

18.1.2 BootLoader的安装媒介375

18.1.3 BootLoader支持的体系结构376

18.1.4 BootLoader的启动过程和操作模式377

18.1.5 BootLoader的常见种类378

18.2 U-Boot移植381

18.2.1 U-Boot简介381

18.2.2 U-Boot源码结构381

18.2.3 U-Boot启动过程382

18.2.4 U-Boot的编译过程389

18.2.5 U-Boot移植391

18.2.6 U-Boot移植实例391

18.2.7 U-Boot常用命令394

18.2.8 U-Boot命令启动Linux内核401

18.3小结402

第19章 Linux内核移植403

19.1 Linux内核的基本概念403

19.1.1 Linux内核版本和分类403

19.1.2 Linux的体系结构406

19.2内核启动421

19.2.1 BootLoader启动过程421

19.2.2 Linux启动过程422

19.2.3建立目标板Linux的基本步骤424

19.2.4 Linux内核的配置和编译426

19.2.5 Linux内核的Kconfig及Makfile分析427

19.3 Linux内核移植实例436

19.4小结443

第20章 构建Linux文件系统444

20.1 Linux根文件系统概述444

20.1.1 Linux文件系统的目录结构444

20.1.2嵌入式Linux文件系统的常见类型453

20.2 BusyBox制作根文件系统457

20.2.1 BusyBox安装457

20.2.2 BusyBox工作原理460

20.2.3 BusyBox制作文件系统467

20.3小结468

第5篇 ARM9嵌入式应用开发实例470

第21章 基于Qt的嵌入式GUI开发470

21.1嵌入式GUI概述470

21.1.1嵌入式GUI的发展状况470

21.1.2基于ARM处理器的嵌入式Linux开发方法471

21.2 Qt程序移植473

21.2.1 Linux操作系统473

21.2.2软件开发环境Qt4473

21.2.3软件平台建立474

21.3计算器实例480

21.4小结491

第22章 基于ARM9与QTE4的数据采集图形界面设计492

22.1 micro2440开发板概述492

22.2多通道AD驱动494

22.2.1 Linux设备驱动494

22.2.2多通道AD驱动495

22.2.3 AD驱动编译进内核498

22.2.4 AD采样程序设计499

22.3图形界面设计及移植500

22.3.1主界面设计500

22.3.2曲线绘制的设计503

22.3.3整体工作流程及程序移植504

22.3.4测试506

22.4主界面控制程序508

22.5小结515

第23章 基于ARM9及QTE4的图像处理516

23.1 ARM9与图像处理516

23.2 OpenCV库编译及移植516

23.2.1 Linux下OpenCV编译安装517

23.2.2 ARM版OpenCV编译安装518

23.3在Qt软件添加OpenCV连接库522

23.3.1动态连接库与静态连接库522

23.3.2 Qt软件添加OpenCV库523

23.3.3 OpenCV库中的IplImage类型与Qt的QImage类型转换524

23.4基于ARM9和OpenCV图像边缘提取实例529

23.5小结531