嵌入式系统设计及应用

本书共分10章，主要包括以下几个部分的内容：①嵌入式系统的特点和发展情况；②ARM技术和三星S3C2440A处理器结构；③ARM汇编编程基础知识和ARM开发调试环境；④S3C2440A处理器的时钟与电源管理单元，存储结构和相关存储器的使用，I/O端口与中断控制器的使用，串行通信接口UART模块、IIC总线接口和SPI总线接口的使用，以及LCD显示器接口的使用；⑤嵌入式Linux开发的流程和实例。本书内容充实，体系完整，重点突出。阐述循序渐进，由浅入深。各章均安排了丰富的例题和习题，便于学生的学习。 

从家用电器产品到汽车、火车和飞机的安全控制系统；从智能手机到PDA（掌上电脑）；从机械加工到生产线上的机器人、机械手；从航天飞机、载人飞船，到水下核潜艇，到处都有嵌入式系统和嵌入式技术的应用。可以说嵌入式技术是信息技术的一个新的发展，也是当前热门的技术之一。本书共分10章，主要包括以下几个部分的内容：①嵌入式系统的特点和发展情况；②ARM技术和三星S3C2440A处理器结构；③ARM汇编编程基础知识和ARM开发调试环境；④S3C2440A处理器的时钟与电源管理单元，存储结构和相关存储器的使用，I/O端口与中断控制器的使用，串行通信接口UART模块、IIC总线接口和SPI总线接口的使用，以及LCD显示器接口的使用；⑤嵌入式Linux开发的流程和实例。本书内容充实，体系完整，重点突出。阐述循序渐进，由浅入深。各章均安排了丰富的例题和习题，便于学生的学习。为了方便教学，本书还配有电子课件等教学资源包，任课教师和学生可以登录“我们爱读书”网注册并浏览，任课教师还可以发邮件至[email protected]索取。本书可作为高等院校电子信息工程、通信工程、物联网工程、自动控制、电气自动化、计算机科学与技术等专业进行嵌入式系统教学的教材，也可作为工程技术人员进行嵌入式系统开发与应用的参考书。

第1章嵌入式系统概述1

1.1嵌入式系统的发展历史及定义1

1.2嵌入式系统特点及组成2

1.3嵌入式系统应用领域及发展趋势4

1.4嵌入式系统开发流程7

1.5Linux内核介绍8

1.6本章小结10

1.7本章习题10

 

第2章ARM技术与处理器体系结构11

2.1ARM体系结构的发展历程11

2.2ARM技术13

2.3ARM状态下的寄存器构成16

2.4Thumb状态下的寄存器的构成19

2.5ARM中断与异常19

2.6基于JTAG的ARM系统调试22

2.7ARM流水线技术22

2.8ARM处理器系列22

2.9ARM920T核23

2.10S3C2440A微处理器概述24

2.11本章小结28

2.12本章习题28

 

第3章ARM指令与汇编语言程序设计29

3.1ARM汇编语言程序框架29

3.2ARM指令简介29

3.3ARM处理器的寻址方式32

3.4ARM处理器的指令集35

3.5ARM汇编器支持的符号与指示符46

3.6ARM汇编器支持的伪指令56

3.7ARM汇编语言程序设计58

3.8汇编语言与C语言的混合编程61

3.9本章小结64

3.10本章习题64

 

第4章ARM集成开发环境66

4.1RealView MDK环境介绍66

4.2ULINK2仿真器简介66

4.3RealView MDK的使用67

4.4ADS1.268

4.5本章小结76

 

第5章时钟控制模块77

5.1系统时钟与电源介绍77

5.2PWM定时器89

5.3看门狗定时器97

5.4RTC定时器101

5.5本章小结108

5.6本章习题108

 

第6章存储控制器模块109

6.1概述109

6.2SDRAM接口电路120

6.3Nor Flash接口电路125

6.4Nand Flash接口电路126

6.5本章小结130

6.6本章习题130

 

第7章I/O端口与中断控制器模块131

7.1I/O端口描述131

7.2I/O端口控制136

7.3中断控制器143

7.4综合应用实例156

7.5本章小结161

7.6本章习题162

 

第8章串行通信接口模块163

8.1UART163

8.2IIC总线接口173

8.3SPI总线接口183

8.4本章小结188

8.5本章习题188

 

第9章LCD控制器及其应用189

9.1液晶显示器控制器概述189

9.2S3C2440A LCD控制器的特点和接口信号189

9.3S3C2440A LCD控制器组成190

9.4LCD控制器操作191

9.5LCD电源允许（STN/TFT）193

9.6LCD控制器特殊功能寄存器194

9.7LCD接口电路设计202

9.8LCD控制器编程举例202

9.9本章小结205

9.10本章习题205

 

第10章嵌入式操作系统实践206

10.1嵌入式Linux开发环境简介206

10.2编译实例207

10.3Linux内核裁剪与编译209

10.4设备底层驱动的开发216

10.5PWM蜂鸣器驱动及控制举例224

10.6本章小结231

 

参考文献232

迅猛发展，很多传统产业都开始出现新的发展。我们发现这些新的信息技术构成及其内涵，嵌入式系统技术作为新兴技术的发展基础其身影无处不在。从随身携带的mp3、语言复读机、手机、PDA到家庭之中的智能电视、智能冰箱、机顶盒，再到工业生产、娱乐中的机器人，无不采用嵌入式技术。

本书共分为10章。

第1章嵌入式系统概述介绍了嵌入式系统的特点和应用领域；第2章ARM技术与处理器体系结构重点讲述了ARM技术和ATM与Thumb工作状态下寄存器的结构，还介绍了ARM920T内核和处理器的结构；第3章ARM指令与汇编语言程序设计讲解了ARM汇编指令和汇编程序实例；第4章ARM集成开发环境介绍了常用的两种集成开发环境以及调试的方法；第5章时钟控制模块讲述了时钟模块配置的方法和电源管理的模式，重点介绍了PWM定时器和看门狗定时器以及实时时钟RTC模块的使用方法；第6章存储控制器模块讲述了嵌入式系统存储器结构和两种启动方式，重点介绍了SDRAM接口电路连接、Nor Flash存储器和Nand Flash接口连接方法；第7章I/O端口与中断控制器模块介绍了I/O端口操作方法，以及中断控制器的配置实例；第8章串行通信接口模块介绍了常用的UATR接口、IIC总线和SPI总线控制器的使用方法；第9章讲述了LCD控制器及其应用；第10章介绍嵌入式操作系统Linux的实践。

本书的主要特点如下。

（1）
通俗易懂：满足应用型本科能力培养的需要，重点介绍了ATM处理器的接口电路的使用，对实践中用到的开发环境和调试方法进行讲述，每个章节尽可能简述实例的应用。

（2）
体系完整：从ARM技术和汇编指令编程开始介绍，进一步到具体芯片的应用后是系统的搭建和介绍了一个完整应用例程，涵盖了嵌入式系统的主要技术。

（3）
技术面广：由基础理论到系统的实现，包括底层ARM技术，处理器使用，开发和调试环境的使用，嵌入式Linux系统交叉开发调试环境搭建和嵌入式驱动的开发例程的流程讲解。

在本书的编写过程中，我们力图全面反映嵌入式技术各方面的知识、理论、技术和实践经验。

同时在编写本书过程中编者尽量做到注重对学生综合应用能力的培养和训练，并注重理论联系实践，相关知识点尽可能做到深入浅出，在内容的组织和编写方法上力求新颖，在语言上力求通俗易懂。但由于编者水平有限，有待今后进一步完善。书中难免存在不妥和错误之处，恳请读者不吝赐教。

为了方便教学，本书还配有电子课件等教学资源包，任课教师和学生可以登录“我们爱读书”网注册并浏览，任课教师还可以发邮件至[email protected]索取。