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第一篇 嵌入式系统基础篇1

第1章 嵌入式系统概述1

1.1嵌入式系统的概念1

1.1.1嵌入式系统的定义1

1.1.2嵌入式系统的特点2

1.1.3嵌入式系统与通用计算机的关系2

1.2嵌入式系统的组成3

1.2.1 硬件层3

1.2.2中间层4

1.2.3系统软件层5

1.2.4 应用软件层6

1.3嵌入式处理器的类型6

1.3.1嵌入式微处理器6

1.3.2嵌入式微控制器7

1.3.3嵌入式DSP处理器7

1.3.4嵌入式片上系统8

1.4 嵌入式微处理器的体系结构8

1.4.1冯·诺依曼与哈佛结构8

1.4.2 CISC与RISC9

1.4.3流水线技术10

1.5嵌入式系统的应用12

1.5.1日常生活应用12

1.5.2工业与机器人应用13

1.5.3智能交通与汽车电子13

1.5.4军事与航空航天领域14

1.6嵌入式系统的发展趋势15

1.7本章小结16

第2章 ARM微处理器体系结构17

2.1ARM处理器简介17

2.1.1 ARM处理器17

2.1.2 ARM处理器的应用领域18

2.2 ARM体系结构18

2.2.1 ARM体系版本18

2.2.2 ARM系列处理器21

2.3 S3C2440处理器25

2.3.1 S3C2440简介25

2.3.2 S3C2440特性26

2.4本章小结32

第3章 ARM处理器指令集系统33

3.1 ARM处理器基本寻址方式33

3.2 ARM指令集35

3.2.1 ARM指令集格式35

3.2.2存储器访问指令36

3.2.3数据处理指令37

3.2.4跳转指令38

3.2.5协处理器操作指令39

3.2.6杂项指令40

3.2.7伪指令41

3.3 Thumb指令集42

3.4本章小结43

第4章 ARM汇编语言程序设计44

4.1变量、表达式与运算符44

4.1.1常量与变量44

4.1.2表达式与运算符45

4.2 ARM汇编语言伪指令46

4.2.1变量定义伪指令47

4.2.2内存分配伪指令49

4.2.3流程控制伪指令52

4.2.4其他伪指令54

4.3汇编语言与C语言混合编程57

4.3.1基本ATPCS58

4.3.2汇编语言调用C程序59

4.3.3 C程序中调用汇编程序60

4.4本章小结62

第5章 嵌入式系统开发流程与设计方法63

5.1常用开发模型63

5.1.1边开发边修改模型63

5.1.2瀑布模64

5.1.3快速原型模型64

5.1.4增量模型65

5.1.5螺旋模型66

5.1.6演化模型66

5.2需求分析阶段67

5.2.1系统分析68

5.2.2用户需求68

5.2.3系统需求70

5.2.4概要设计73

5.3详细设计阶段74

5.3.1体系结构设计74

5.3.2硬件设计75

5.3.3软件设计76

5.3.4设计检查77

5.4科研开发阶段77

5.4.1建模工具77

5.4.2开发平台80

5.4.3软件开发过程80

5.5测试阶段81

5.5.1测试计划目标81

5.5.2测试类型81

5.6本章小结83

第二篇 嵌入式硬件接口与实例篇84

第6章 GPIO接口84

6.1 GPIO接口工作原理84

6.1.1寄存器操作GPIO引脚85

6.1.2软件访问GPIO89

6.2 GPIO接口演示实例90

6.2.1硬件实现90

6.2.2程序设计及说明90

6.3本章小结92

第7章 时钟与定时器93

7.1时钟体系93

7.1.1结构与功能描述93

7.1.2时钟控制逻辑94

7.1.3时钟电路与实时时钟95

7.2 PWM定时器99

7.2.1 PWM定时器概述99

7.2.2 PWM相关寄存器101

7.2.3 PWM定时器示例103

7.3看门狗定时器104

7.3.1看门狗定时器概述104

7.3.2看门狗定时器相关寄存器105

7.3.3看门狗定时器编程实例106

7.4本章小结107

第8章 DMA控制108

8.1 DMA工作原理概述108

8.1.1 DMA方式传输原理108

8.1.2 S3C2440的DMA控制器109

8.2 DMA控制器寄存器111

8.3 DMA软件编程实例116

8.4本章小结117

第9章 存储器系统118

9.1存储器系统概述118

9.1.1存储器系统层次结构118

9.1.2存储管理单元（MMU）119

9.1.3嵌入式存储设备分类120

9.1.4常见嵌入式系统存储器120

9.2 NOR Flash123

9.2.1 NOR Flash简介123

9.2.2 NOR Flash芯片与接口电路124

9.3 NAND Flash124

9.3.1 NAND Flash简介125

9.3.2 NAND Flash芯片及接口电路125

9.3.3 NAND Flash基本操作127

9.3.4 S3C2440 NAND Flash控制器128

9.3.5 NAND Flash编程实例133

9.4 SDRAM137

9.4.1 SDRAM芯片及接口电路137

9.4.2 S3C2440 SDRAM寄存器设置139

9.5 SD卡模块及接口电路141

9.6 IDE接口143

9.7本章小结145

第10章 中断体系结构146

10.1中断体系结构146

10.1.1中断的概念146

10.1.2 ARM体系CPU工作模式147

10.1.3 ARM体系中断异常149

10.2 S3C2440中断控制器153

10.2.1 S3C2440中断控制器结构153

10.2.2 S3C2440中断控制寄存器154

10.3中断异常处理160

10.3.1异常中断处理程序的安装160

10.3.2 FIQ和IRQ异常中断处理编程162

10.3.3 SWI异常中断处理编程164

10.4 S3C2440中断编程实例165

10.4.1寄存器配置165

10.4.2程序编写166

10.5本章小结167

第11章 串行通信接口UART168

11.1串行通信原理168

11.1.1串行通信与并行通信的概念168

11.1.2串行通信方式169

11.1.3串行通信接口171

11.2 S3C2440异步串行接口UART173

11.2.1S3C2440 UART概述173

11.2.2 S3C2440的UART操作175

11.2.3 S3C2440的UART控制寄存器177

11.3串行通信接口实例181

11.3.1串口通信电路181

11.3.2串口通信程序设计181

11.4本章小结184

第12章 LCD控制器185

12.1 LCD显示原理185

12.1.1 LCD显示原理185

12.1.2显示器数据信号格式187

12.2 S3C2440 LCD控制器与寄存器189

12.2.1 S3C2440 LCD控制器189

12.2.2 TFT LCD控制器操作190

12.2.3 S3C2440 LCD寄存器194

12.3 LCD显示实例198

12.4本章小结202

第13章A/D转换及触摸屏接口203

13.1 A/D转换203

13.1.1 A/D转换技术指标203

13.1.2 A/D转换方法和原理204

13.1.3 S3C2440 A/D转换接口207

13.2触摸屏接口210

13.2.1触摸屏分类与工作原理210

13.2.2 S3C2440触摸屏接口213

13.2.3触摸屏接口编程实例215

13.3本章小结216

第14章 嵌入式系统总线接口217

14.1 USB接 口217

14.1.1 USB接口结构与工作原理217

14.1.2 S3C2440 USB接口控制器220

14.2 IIC接口222

14.2.1 IIC接口基本原理与结构222

14.2.2 S3C2440IIC接口225

14.2.3 IIC接口应用实例228

14.3 SPI接口231

14.3.1 SPI接口基本原理与结构231

14.3.2 S3C2440 SPI接口233

14.3.3 SPI接口编程实例235

14.4本章小结237

第三篇 嵌入式Linux开发篇238

第15章 嵌入式系统软件与嵌入式操作系统238

15.1嵌入式系统软件238

15.1.1嵌入式软件基础238

15.1.2嵌入式软件的发展239

15.1.3嵌入式设备驱动241

15.2嵌入式系统任务管理244

15.2.1进程与线程244

15.2.2任务实现246

15.2.3任务调度250

15.2.4任务之间的关系254

15.3嵌入式系统设备管理260

15.3.1设备编址方式260

15.3.2 I/O控制方式261

15.4嵌入式系统存储管理262

15.4.1存储管理方案263

15.4.2分区存储管理263

15.5嵌入式文件系统管理266

15.5.1文件概念266

15.5.2嵌入式文件系统267

15.5.3文件系统实现267

15.6嵌入式操作系统270

15.6.1嵌入式操作系统概述270

15.6.2嵌入式操作系统功能特点与分类270

15.6.3常用的嵌入式操作系统272

15.7本章小结275

第16章 认识Linux操作系统276

16.1 Linux操作系统276

16.1.1 Linux操作系统简介276

16.1.2桌面Linux安装278

16.2 Linux基本操作285

16.2.1常用Linux命令285

16.2.2常用Linux工具使用方法286

16.2.3 Linux Shell编程基础296

16.2.4 make命令与makefile文件300

16.3 Linux用户界面305

16.3.1 X Window305

16.3.2 KDE308

16.3.3 GNOME309

16.4本章小结310

第17章 嵌入式Linux内核与文件系统311

17.1 Linux内核介绍311

17.1.1认识Linux内核311

17.1.2内核结构314

17.1.3内核编译过程315

17.2 Linux内核功能详解319

17.2.1内存管理320

17.2.2任务管理323

17.2.3设备驱动程序326

17.2.4文件系统333

17.3嵌入式Linux内核与文件系统337

17.3.1嵌入式Linux内核337

17.3.2嵌入式文件系统339

17.4本章小结343

第18章 嵌入式Linux交叉编译环境与Linux内核移植344

18.1交叉编译环境搭建344

18.1.1交叉编译原理344

18.1.2建立交叉编译环境346

18.2 BootLoader348

18.2.1 BootLoader简介348

18.2.2 BootLoader工作原理349

18.3 U-boot352

18.3.1 U-boot介绍352

18.3.2 U-boot配置353

18.3.3 U-boot启动过程356

18.3.4 U-boot移植362

18.4嵌入式Linux内核移植366

18.4.1 Linux内核配置367

18.4.2 Linux内核编译与移植380

18.5制作嵌入式Linux文件系统381

18.5.1配置编译Busybox381

18.5.2制作Yaffs2文件系统385

18.5.3制作Ramdisk文件系统387

18.6本章小结390

第19章 Qt GUI程序开发基础391

19.1 Qt简介391

19.1.1认识Qt391

19.1.2 Qt的安装392

19.1.3第一个Qt程序395

19.2基础窗口部件400

19.2.1窗口结构400

19.2.2窗口部件401

19.3信号/槽机制402

19.3.1信号/槽机制原理403

19.3.2信号/槽应用实例405

19.4 Qt样式表407

19.4.1 Qt样式表语法407

19.4.2 Qt样式表应用409

19.5 Qt嵌入式开发411

19.5.1 Qt/E嵌入式开发架构411

19.5.2 QVFB虚拟运行环境412

19.5.3 Qt/E编译安装412

19.5.4运行自己的Qt/E程序416

19.6本章小结417