嵌入式系统原理与接口技术

第1章 嵌入式系统概述 1
1.1 嵌入式系统的发展 1
1.1.1 嵌入式系统的概念 1
1.1.2 嵌入式系统的发展史 2
1.1.3 嵌入式系统的特点 2
1.2 嵌入式系统的分类 3
1.3 嵌入式处理器 4
1.4 嵌入式系统的组成 6
1.5 嵌入式系统中信息表示与运算基础 8
1.5.1 进位计数制与转换 8
1.5.2 计算机中数的表示 9
1.5.3 非数值数据编码 9
1.5.4 差错控制编码 12
1.6 评估嵌入式系统处理器的主要指标 18
1.7 嵌入式系统的应用 19
思考题 20
第2章 ARM微处理器硬件结构 22
2.1 计算机体系结构分类 22
2.2 ARM的版本及系列 23
2.2.1 ARM体系结构版本 23
2.2.2 ARM处理器系列 25
2.3 ARM处理器结构 28
2.3.1 ARM和Thumb状态 28
2.3.2 RISC技术 29
2.3.3 流水线技术 30
2.3.4 超标量执行 33
2.4 存储系统机制 35
2.4.1 存储体系结构 41
2.4.2 总线操作 44
2.4.3 ARM存储系统 48
思考题 62
第3章 ARM寻址方式与指令系统 64
3.1 ARM编程模型 64
3.1.1 处理器模式 64
3.1.2 处理器工作状态 65
3.1.3 寄存器组织 65
3.1.4 异常中断 67
3.2 ARM指令格式及其寻址方式 70
3.2.1 ARM指令的一般格式 70
3.2.2 条件域<cond> 71
3.2.3 寻址方式 72
3.3 ARM指令集 76
3.3.1 数据处理指令 76
3.3.2 跳转指令 80
3.3.3 Load/Store指令 82
3.3.4 程序状态寄存器指令 86
3.3.5 协处理器指令 87
3.3.6 异常中断指令 88
3.4 Thumb指令集 89
3.4.1 数据处理指令 89
3.4.2 跳转指令 91
3.4.3 Load/Store指令 91
3.4.4 软件中断指令 92
思考题 92
第4章 汇编语言程序设计 93
4.1 汇编语言源程序格式 93
4.1.1 汇编语言程序的结构 93
4.1.2 汇编语言的行构成 95
4.1.3 伪操作 99
4.2 汇编语言上机过程 112
4.2.1 编辑汇编语言源程序 114
4.2.2 编译汇编语言源程序 116
4.2.3 连接装配汇编程序 118
4.2.4 汇编程序的运行 122
4.2.5 汇编程序的调试 123
4.3 汇编语言与C语言混合编程技术 125
4.3.1 汇编程序中访问C程序变量 125
4.3.2 C程序中内嵌汇编指令 126
4.3.3 C程序调用汇编程序 129
4.4 Linux下的ARM汇编 130
4.4.1 汇编程序中的标号、分段名、宏定义和常数 131
4.4.2 Linux下ARM汇编的常用伪操作 134
4.4.3 程序示例 139
4.5 程序优化 139
4.6 性能测试 146
思考题 147
第5章 ARM接口设计技术 149
5.1 键盘接口 149
5.1.1 键盘概述 149
5.1.2 用ARM芯片实现键盘接口 150
5.1.3 行扫描法获取键值的程序 151
5.2 LED显示器接口 154
5.2.1 概述 154
5.2.2 用ARM芯片S3C44B0X实现LED显示接口 156
5.3 LCD显示器接口 159
5.3.1 概述 159
5.3.2 S3C44B0X的内部LCD控制器 160
5.3.3 LCD应用实例 168
5.4 触摸屏 170
5.4.1 触摸屏的工作原理 170
5.4.2 触摸屏的驱动芯片ADS7843 171
5.4.3 触摸屏的接口 172
5.5 通信接口 174
5.5.1 UART异步串行接口 174
5.5.2 USB接口 188
5.5.3 以太网接口 192
5.5.4 IIC总线接口 204
5.5.5 CAN总线接口 205
5.6 中断接口 208
5.6.1 概述 208
5.6.2 控制中断的寄存器 212
5.6.3 外部中断的应用 218
5.7 A/D和D/A转换 220
5.7.1 A/D（模/数）转换器 220
5.7.2 D/A（数/模）转换器 227
5.8 ARM的JTAG接口 229
5.8.1 JTAG的基本知识 229
5.8.2 ARM的JTAG调试结构 230
5.8.3 ARM7TDMI内核的JTAG扫描链结构 231
5.8.4 ARM7TDMI中通过JTAG对外设的访问 232
思考题 233
第6章 嵌入式系统设计技术 234
6.1 嵌入式系统设计的特点 234
6.2 嵌入式系统的组成 236
6.3 嵌入式系统的设计流程 239
6.3.1 需求分析阶段 239
6.3.2 规格说明阶段 241
6.3.3 体系结构设计 242
6.3.4 设计硬件构件和软件构件 246
6.3.5 系统集成和测试 246
6.4 设计示例：车载GPS终端系统的设计 247
6.4.1 统一建模语言UML及其特点和组成 248
6.4.2 UML在车载GPS终端设计中的应用 257
思考题 261
第7章 嵌入式实验平台 262
7.1 Samsung S3C44B0X微处理器 262
7.1.1 Samsung S3C44B0X 简介 262
7.1.2 Samsung S3C44B0X特性 263
7.1.3 Samsung S3C44B0X引脚分布及引脚定义 266
7.1.4 基于Samsung S3C44B0X嵌入式结构 269
7.2 UP-NETARM3000嵌入式平台 270
7.2.1 系统组成 270
7.2.2 硬件资源 271
7.2.3 系统安装 272
7.3 基于UP-NETARM3000平台的实验实例 274
7.3.1 开发环境与基础编程 274
7.3.2 键盘与LED驱动实验 277
7.3.3 电机控制实验 279
7.3.4 LCD实验 281
附录 S3C44B0X端口引脚定义 283
参考文献 287