嵌入式系統(tǒng)原理與接口技術(shù)

第1章 嵌入式系統(tǒng)概述 1
1.1 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展 1
1.1.1 嵌入式系統(tǒng)的概念 1
1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展史 2
1.1.3 嵌入式系統(tǒng)的特點 2
1.2 嵌入式系統(tǒng)的分類 3
1.3 嵌入式處理器 4
1.4 嵌入式系統(tǒng)的組成 6
1.5 嵌入式系統(tǒng)中信息表示與運算基礎(chǔ) 8
1.5.1 進位計數(shù)制與轉(zhuǎn)換 8
1.5.2 計算機中數(shù)的表示 9
1.5.3 非數(shù)值數(shù)據(jù)編碼 9
1.5.4 差錯控制編碼 12
1.6 評估嵌入式系統(tǒng)處理器的主要指標 18
1.7 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用 19
思考題 20
第2章 ARM微處理器硬件結(jié)構(gòu) 22
2.1 計算機體系結(jié)構(gòu)分類 22
2.2 ARM的版本及系列 23
2.2.1 ARM體系結(jié)構(gòu)版本 23
2.2.2 ARM處理器系列 25
2.3 ARM處理器結(jié)構(gòu) 28
2.3.1 ARM和Thumb狀態(tài) 28
2.3.2 RISC技術(shù) 29
2.3.3 流水線技術(shù) 30
2.3.4 超標量執(zhí)行 33
2.4 存儲系統(tǒng)機制 35
2.4.1 存儲體系結(jié)構(gòu) 41
2.4.2 總線操作 44
2.4.3 ARM存儲系統(tǒng) 48
思考題 62
第3章 ARM尋址方式與指令系統(tǒng) 64
3.1 ARM編程模型 64
3.1.1 處理器模式 64
3.1.2 處理器工作狀態(tài) 65
3.1.3 寄存器組織 65
3.1.4 異常中斷 67
3.2 ARM指令格式及其尋址方式 70
3.2.1 ARM指令的一般格式 70
3.2.2 條件域<cond> 71
3.2.3 尋址方式 72
3.3 ARM指令集 76
3.3.1 數(shù)據(jù)處理指令 76
3.3.2 跳轉(zhuǎn)指令 80
3.3.3 Load/Store指令 82
3.3.4 程序狀態(tài)寄存器指令 86
3.3.5 協(xié)處理器指令 87
3.3.6 異常中斷指令 88
3.4 Thumb指令集 89
3.4.1 數(shù)據(jù)處理指令 89
3.4.2 跳轉(zhuǎn)指令 91
3.4.3 Load/Store指令 91
3.4.4 軟件中斷指令 92
思考題 92
第4章 匯編語言程序設(shè)計 93
4.1 匯編語言源程序格式 93
4.1.1 匯編語言程序的結(jié)構(gòu) 93
4.1.2 匯編語言的行構(gòu)成 95
4.1.3 偽操作 99
4.2 匯編語言上機過程 112
4.2.1 編輯匯編語言源程序 114
4.2.2 編譯匯編語言源程序 116
4.2.3 連接裝配匯編程序 118
4.2.4 匯編程序的運行 122
4.2.5 匯編程序的調(diào)試 123
4.3 匯編語言與C語言混合編程技術(shù) 125
4.3.1 匯編程序中訪問C程序變量 125
4.3.2 C程序中內(nèi)嵌匯編指令 126
4.3.3 C程序調(diào)用匯編程序 129
4.4 Linux下的ARM匯編 130
4.4.1 匯編程序中的標號、分段名、宏定義和常數(shù) 131
4.4.2 Linux下ARM匯編的常用偽操作 134
4.4.3 程序示例 139
4.5 程序優(yōu)化 139
4.6 性能測試 146
思考題 147
第5章 ARM接口設(shè)計技術(shù) 149
5.1 鍵盤接口 149
5.1.1 鍵盤概述 149
5.1.2 用ARM芯片實現(xiàn)鍵盤接口 150
5.1.3 行掃描法獲取鍵值的程序 151
5.2 LED顯示器接口 154
5.2.1 概述 154
5.2.2 用ARM芯片S3C44B0X實現(xiàn)LED顯示接口 156
5.3 LCD顯示器接口 159
5.3.1 概述 159
5.3.2 S3C44B0X的內(nèi)部LCD控制器 160
5.3.3 LCD應(yīng)用實例 168
5.4 觸摸屏 170
5.4.1 觸摸屏的工作原理 170
5.4.2 觸摸屏的驅(qū)動芯片ADS7843 171
5.4.3 觸摸屏的接口 172
5.5 通信接口 174
5.5.1 UART異步串行接口 174
5.5.2 USB接口 188
5.5.3 以太網(wǎng)接口 192
5.5.4 IIC總線接口 204
5.5.5 CAN總線接口 205
5.6 中斷接口 208
5.6.1 概述 208
5.6.2 控制中斷的寄存器 212
5.6.3 外部中斷的應(yīng)用 218
5.7 A/D和D/A轉(zhuǎn)換 220
5.7.1 A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換器 220
5.7.2 D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換器 227
5.8 ARM的JTAG接口 229
5.8.1 JTAG的基本知識 229
5.8.2 ARM的JTAG調(diào)試結(jié)構(gòu) 230
5.8.3 ARM7TDMI內(nèi)核的JTAG掃描鏈結(jié)構(gòu) 231
5.8.4 ARM7TDMI中通過JTAG對外設(shè)的訪問 232
思考題 233
第6章 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計技術(shù) 234
6.1 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的特點 234
6.2 嵌入式系統(tǒng)的組成 236
6.3 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計流程 239
6.3.1 需求分析階段 239
6.3.2 規(guī)格說明階段 241
6.3.3 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 242
6.3.4 設(shè)計硬件構(gòu)件和軟件構(gòu)件 246
6.3.5 系統(tǒng)集成和測試 246
6.4 設(shè)計示例：車載GPS終端系統(tǒng)的設(shè)計 247
6.4.1 統(tǒng)一建模語言UML及其特點和組成 248
6.4.2 UML在車載GPS終端設(shè)計中的應(yīng)用 257
思考題 261
第7章 嵌入式實驗平臺 262
7.1 Samsung S3C44B0X微處理器 262
7.1.1 Samsung S3C44B0X 簡介 262
7.1.2 Samsung S3C44B0X特性 263
7.1.3 Samsung S3C44B0X引腳分布及引腳定義 266
7.1.4 基于Samsung S3C44B0X嵌入式結(jié)構(gòu) 269
7.2 UP-NETARM3000嵌入式平臺 270
7.2.1 系統(tǒng)組成 270
7.2.2 硬件資源 271
7.2.3 系統(tǒng)安裝 272
7.3 基于UP-NETARM3000平臺的實驗實例 274
7.3.1 開發(fā)環(huán)境與基礎(chǔ)編程 274
7.3.2 鍵盤與LED驅(qū)動實驗 277
7.3.3 電機控制實驗 279
7.3.4 LCD實驗 281
附錄 S3C44B0X端口引腳定義 283
參考文獻 287