描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111605188
产品特色
编辑推荐
翔实介绍了ARM系统在启动过程中涉及的硬件原理以及通过软件进行配置的程序。
提供电子课件和实验源代码。
列出了实验项目与实验内容，通过实验可加深对课程内容的理解。
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列出了实验项目与实验内容，通过实验可加深对课程内容的理解。
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内容简介
《嵌入式系统原理与应用 第2版》分为13章，内容包括：嵌入式系统概述；ARM微处理器体系结构；ARM微处理器指令系统；微处理器ARM程序设计；微处理器S3C2410A体系结构；嵌入式系统应用产品开发平台；嵌入式存储器系统及扩展接口电路；通用I/O端口和中断系统；微处理器S3C2410A的定时器/计数器；A-D转换、LCD触摸屏与液晶显示器；嵌入式系统I/O总线接口；嵌入式应用程序设计举例；ARM9实验项目及内容。
《嵌入式系统原理与应用 第2版》翔实地介绍了ARM系统在启动过程中涉及的硬件原理以及通过软件进行配置的程序。全书内容简练、概念清晰、逻辑性强、深入浅出，具有很强的专业性、技术性与实用性。
《嵌入式系统原理与应用 第2版》可以作为高等院校电子信息工程、自动化、电气工程等专业的教材，也可以作为广大嵌入式开发工程技术人员的参考用书。
《嵌入式系统原理与应用 第2版》翔实地介绍了ARM系统在启动过程中涉及的硬件原理以及通过软件进行配置的程序。全书内容简练、概念清晰、逻辑性强、深入浅出，具有很强的专业性、技术性与实用性。
《嵌入式系统原理与应用 第2版》可以作为高等院校电子信息工程、自动化、电气工程等专业的教材，也可以作为广大嵌入式开发工程技术人员的参考用书。
目 录
前言
第1章嵌入式系统概述
1.1嵌入式系统的概念与组成
1.1.1嵌入式系统的定义
1.1.2嵌入式系统的应用过程和
发展趋势
1.1.3嵌入式系统的组成
1.2嵌入式微处理器的结构与类型
1.2.1嵌入式微控制器
1.2.2嵌入式DSP处理器
1.2.3嵌入式微处理器
1.2.4嵌入式片上系统
1.3计算机组成、体系结构与嵌入式
处理器
1.3.1冯·诺依曼结构与哈佛结构
1.3.2精简指令集计算机（RISC）
1.3.3流水线计算机
1.3.4嵌入式微处理器的信息存储方式
1.4嵌入式应用系统的开发流程
习题
第2章ARM微处理器体系结构
2.1ARM微处理器的体系结构与
特点
2.1.1ARM微处理器体系的结构
2.1.2ARM微处理器体系的特点
2.2ARM微处理器系列介绍及
应用选型
2.2.1ARM7微处理器系列
2.2.2ARM9微处理器系列
2.2.3ARM更为高级的微处理器系列
2.2.4ARM微处理器的应用选型
2.3ARM的总线系统与接口
2.3.1ARM的总线系统
2.3.2ARM的JTAG调试接口
2.3.3ARM的协处理器接口
2.4ARM9体系结构的存储器组织
2.4.1ARM体系结构的存储器空间
2.4.2ARM9中的大端存储与小端存储
2.4.3I/O端口的访问方式
2.5ARM9微处理器的工作状态与
运行模式
2.5.1ARM9微处理器的工作状态
2.5.2ARM9微处理器的运行模式
2.6ARM9体系结构的寄存器组织
2.6.1通用寄存器
2.6.2程序状态寄存器
2.7ARM9微处理器的异常
2.7.1ARM9微处理器异常的概念
2.7.2ARM体系结构的异常类型
2.7.3各种异常类型的含义
2.7.4异常的响应过程
2.7.5应用程序中的异常处理
习题
第3章ARM微处理器指令系统
3.1ARM9的指令格式
3.1.1ARM9微处理器的指令格式与
特点
3.1.2指令执行的条件码
3.2ARM9微处理器指令的寻址方式
与应用
3.2.1立即数寻址方式与应用示例
3.2.2寄存器寻址方式与应用示例
3.2.3寄存器偏移寻址方式与应用示例
3.2.4寄存器间接寻址方式与应用示例
3.2.5基址 变址寻址方式与应用示例
3.2.6多寄存器寻址方式与应用示例
3.2.7堆栈寻址方式与应用示例
3.2.8块复制寻址方式与应用示例
3.2.9相对寻址方式与应用示例
3.3ARM9指令系统与应用
3.3.1ARM数据处理指令与应用示例
3.3.2寄存器装载及存储指令与
应用示例
3.3.3ARM跳转指令与应用示例
3.3.4ARM杂项指令与应用示例
3.3.5杂项指令在Bootloader中配置各种
异常栈顶指针综合应用示例
3.3.6ARM协处理器指令与应用示例
3.3.7ARM伪指令与应用示例
习题
第4章微处理器ARM程序设计
4.1ARM汇编伪指令
4.1.1数据常量定义伪指令
4.1.2数据变量定义伪指令
4.1.3内存分配伪指令
4.1.4汇编控制伪指令
4.1.5汇编程序中常用伪指令
4.1.6汇编语言中的运算符与表达式
4.1.7Linux操作系统中GNU开发环境下的
伪指令
4.2ARM汇编语言程序设计
4.2.1ARM汇编中的源文件类型
4.2.2ARM汇编语言的语句格式
4.2.3ARM汇编语言的程序结构
4.3ARM汇编语言与C语言
混合编程
4.3.1基本的ATPCS
4.3.2汇编语言程序调用C语言程序
4.3.3C语言程序中调用汇编语言程序
4.3.4C语言程序中内嵌汇编语言程序
4.3.5在汇编程序中访问C语言
程序变量
4.3.6嵌入式C语言中的几个特殊
关键字
4.4ARM混合编程综合应用举例
习题
第5章微处理器S3C2410A体系结构
5.1微处理器S3C2410A介绍
5.1.1微处理器S3C2410A的体系结构
5.1.2微处理器S3C2410A的内部结构
5.1.3微处理器S3C2410A的技术特点
5.2微处理器S3C2410A存储器
控制器特性与空间分布
5.2.1微处理器S3C2410A存储器
控制器特性
5.2.2微处理器S3C2410A存储器
空间分布
5.3微处理器S3C2410A时钟电路与时钟
频率管理
5.3.1微处理器S3C2410A外部
时钟电路
5.3.2微处理器S3C2410A锁相环
（PLL）
5.3.3微处理器S3C2410A时钟
分频控制
5.3.4微处理器S3C2410A时钟频率
管理与应用示例
5.3.5S3C2410A工作频率的设置与
分频编程示例
5.4微处理器S3C2410A复位电路与
电源电路
5.4.1微处理器S3C2410A复位电路
5.4.2微处理器S3C2410A电源电路
5.5微处理器S3C2410A电源
功耗管理
5.5.1电源功耗管理模式及时钟
功率配给
5.5.2慢速控制寄存器（CLKSLOW）的属性
及其位功能
5.5.3电源功耗管理状态转换图
习题
第6章嵌入式系统应用产品
开发平台
6.1硬件实验开发平台
6.1.1FL2440开发板硬件资源简介
6.1.2PC与开发板的硬件连接
6.2软件开发平台
6.2.1交叉开发环境简介
6.2.2ADS1.2集成开发环境简介
6.2.3编写应用程序需要使用的
头文件
6.2.4CodeWarrior IDE集成开发
环境的使用
6.2.5AXD调试器的使用
习题
第7章嵌入式存储器系统及扩展接口
电路
7.1嵌入式存储器系统结构组成
7.1.1嵌入式存储器的层次结构
及特点
7.1.2ARM9高速缓冲存储器
（Cache）
7.1.3S3C2410A存储器管理
单元（MMU）
7.1.4S3C2410A主存储器分布以及
使用的存储器类型
7.2存储器控制寄存器
7.2.1存储器控制寄存器介绍
7.2.2主存储器芯片综合配置编程
示例
7.38位/16位/32位内存储器芯片
扩展设计
7.3.18位存储器芯片扩展设计
7.3.216位存储器芯片扩展设计
7.4Bank0 闪存Nor Flash
接口设计
7.4.1Nor F
第1章嵌入式系统概述
1.1嵌入式系统的概念与组成
1.1.1嵌入式系统的定义
1.1.2嵌入式系统的应用过程和
发展趋势
1.1.3嵌入式系统的组成
1.2嵌入式微处理器的结构与类型
1.2.1嵌入式微控制器
1.2.2嵌入式DSP处理器
1.2.3嵌入式微处理器
1.2.4嵌入式片上系统
1.3计算机组成、体系结构与嵌入式
处理器
1.3.1冯·诺依曼结构与哈佛结构
1.3.2精简指令集计算机（RISC）
1.3.3流水线计算机
1.3.4嵌入式微处理器的信息存储方式
1.4嵌入式应用系统的开发流程
习题
第2章ARM微处理器体系结构
2.1ARM微处理器的体系结构与
特点
2.1.1ARM微处理器体系的结构
2.1.2ARM微处理器体系的特点
2.2ARM微处理器系列介绍及
应用选型
2.2.1ARM7微处理器系列
2.2.2ARM9微处理器系列
2.2.3ARM更为高级的微处理器系列
2.2.4ARM微处理器的应用选型
2.3ARM的总线系统与接口
2.3.1ARM的总线系统
2.3.2ARM的JTAG调试接口
2.3.3ARM的协处理器接口
2.4ARM9体系结构的存储器组织
2.4.1ARM体系结构的存储器空间
2.4.2ARM9中的大端存储与小端存储
2.4.3I/O端口的访问方式
2.5ARM9微处理器的工作状态与
运行模式
2.5.1ARM9微处理器的工作状态
2.5.2ARM9微处理器的运行模式
2.6ARM9体系结构的寄存器组织
2.6.1通用寄存器
2.6.2程序状态寄存器
2.7ARM9微处理器的异常
2.7.1ARM9微处理器异常的概念
2.7.2ARM体系结构的异常类型
2.7.3各种异常类型的含义
2.7.4异常的响应过程
2.7.5应用程序中的异常处理
习题
第3章ARM微处理器指令系统
3.1ARM9的指令格式
3.1.1ARM9微处理器的指令格式与
特点
3.1.2指令执行的条件码
3.2ARM9微处理器指令的寻址方式
与应用
3.2.1立即数寻址方式与应用示例
3.2.2寄存器寻址方式与应用示例
3.2.3寄存器偏移寻址方式与应用示例
3.2.4寄存器间接寻址方式与应用示例
3.2.5基址 变址寻址方式与应用示例
3.2.6多寄存器寻址方式与应用示例
3.2.7堆栈寻址方式与应用示例
3.2.8块复制寻址方式与应用示例
3.2.9相对寻址方式与应用示例
3.3ARM9指令系统与应用
3.3.1ARM数据处理指令与应用示例
3.3.2寄存器装载及存储指令与
应用示例
3.3.3ARM跳转指令与应用示例
3.3.4ARM杂项指令与应用示例
3.3.5杂项指令在Bootloader中配置各种
异常栈顶指针综合应用示例
3.3.6ARM协处理器指令与应用示例
3.3.7ARM伪指令与应用示例
习题
第4章微处理器ARM程序设计
4.1ARM汇编伪指令
4.1.1数据常量定义伪指令
4.1.2数据变量定义伪指令
4.1.3内存分配伪指令
4.1.4汇编控制伪指令
4.1.5汇编程序中常用伪指令
4.1.6汇编语言中的运算符与表达式
4.1.7Linux操作系统中GNU开发环境下的
伪指令
4.2ARM汇编语言程序设计
4.2.1ARM汇编中的源文件类型
4.2.2ARM汇编语言的语句格式
4.2.3ARM汇编语言的程序结构
4.3ARM汇编语言与C语言
混合编程
4.3.1基本的ATPCS
4.3.2汇编语言程序调用C语言程序
4.3.3C语言程序中调用汇编语言程序
4.3.4C语言程序中内嵌汇编语言程序
4.3.5在汇编程序中访问C语言
程序变量
4.3.6嵌入式C语言中的几个特殊
关键字
4.4ARM混合编程综合应用举例
习题
第5章微处理器S3C2410A体系结构
5.1微处理器S3C2410A介绍
5.1.1微处理器S3C2410A的体系结构
5.1.2微处理器S3C2410A的内部结构
5.1.3微处理器S3C2410A的技术特点
5.2微处理器S3C2410A存储器
控制器特性与空间分布
5.2.1微处理器S3C2410A存储器
控制器特性
5.2.2微处理器S3C2410A存储器
空间分布
5.3微处理器S3C2410A时钟电路与时钟
频率管理
5.3.1微处理器S3C2410A外部
时钟电路
5.3.2微处理器S3C2410A锁相环
（PLL）
5.3.3微处理器S3C2410A时钟
分频控制
5.3.4微处理器S3C2410A时钟频率
管理与应用示例
5.3.5S3C2410A工作频率的设置与
分频编程示例
5.4微处理器S3C2410A复位电路与
电源电路
5.4.1微处理器S3C2410A复位电路
5.4.2微处理器S3C2410A电源电路
5.5微处理器S3C2410A电源
功耗管理
5.5.1电源功耗管理模式及时钟
功率配给
5.5.2慢速控制寄存器（CLKSLOW）的属性
及其位功能
5.5.3电源功耗管理状态转换图
习题
第6章嵌入式系统应用产品
开发平台
6.1硬件实验开发平台
6.1.1FL2440开发板硬件资源简介
6.1.2PC与开发板的硬件连接
6.2软件开发平台
6.2.1交叉开发环境简介
6.2.2ADS1.2集成开发环境简介
6.2.3编写应用程序需要使用的
头文件
6.2.4CodeWarrior IDE集成开发
环境的使用
6.2.5AXD调试器的使用
习题
第7章嵌入式存储器系统及扩展接口
电路
7.1嵌入式存储器系统结构组成
7.1.1嵌入式存储器的层次结构
及特点
7.1.2ARM9高速缓冲存储器
（Cache）
7.1.3S3C2410A存储器管理
单元（MMU）
7.1.4S3C2410A主存储器分布以及
使用的存储器类型
7.2存储器控制寄存器
7.2.1存储器控制寄存器介绍
7.2.2主存储器芯片综合配置编程
示例
7.38位/16位/32位内存储器芯片
扩展设计
7.3.18位存储器芯片扩展设计
7.3.216位存储器芯片扩展设计
7.4Bank0 闪存Nor Flash
接口设计
7.4.1Nor F
前 言
前言
目前，随着计算机网络应用范围的不断扩展，中国“互联网 ”时代的到来，中国制造2025战略的倡导，无线网络技术的广泛应用，几乎所有的机械制造设备、通信设备、控制设备等都将使用32位的ARM处理器嵌入其中作为它们的控制中心。32位ARM处理器的性能和CPU的处理速度的发展日新月异，而低性能、低速度的嵌入式单片机已无法承担这些外围接口繁多、响应速度极快的处理任务。而且随着开发平台和开发软件的不断完善，开发的难度将会下降，在中国制造2025战略思想的指导下，将会有越来越多的科技人员投入到嵌入式系统产品的研发中，使我国科技人员嵌入式应用系统研发的水平和国际地位不断提高，从而研制出具有世界水准或超越世界水平的信息产品。
无论是进行嵌入式应用系统的裸机开发还是基于操作系统的开发，目前都很难找到一本能全面、系统地介绍嵌入式系统启动时或启动引导Bootloader所涉及的所有硬件电路工作原理以及程序设计。本书的撰写就是为了弥补这一缺憾，并且可在本书搭建的实验平台上实验，这将大大提高广大学生的实际操作能力和学习兴趣。全书共分13章，各章的内容介绍如下。
第1章介绍了嵌入式系统的概念和组成，嵌入式微处理器的结构与类型，精简指令集计算机RISC的特点和流水线技术，后叙述了嵌入式应用系统的开发流程。
第2章介绍了ARM处理器的结构、特点和应用选型，ARM的总线系统与接口，重点讲述了ARM9体系结构的存储器组织、ARM9微处理器的工作状态与运行模式、ARM9体系结构的寄存器组织、ARM9微处理器的异常。
第3章介绍ARM9微处理器的指令格式与特点、寻址方式，分类讲述ARM9指令的功能，并给出了大量的应用示例。
第4章主要讲述ARM伪指令、ARM汇编语言程序设计、ARM汇编语言与C语言的混合编程以及子程序或函数之间的相互调用。
第5章主要讲述微处理器S3C2410A的体系结构、内部组成、存储器控制寄存器的特性与空间分布、复位电路、电源电路、时钟电路与电源管理等。
第6章主要讲述了ARM9的软、硬件开发平台以及在实际应用中的配置。
第7章介绍了嵌入式存储器系统结构组成、MMU的功能与工作原理，重点讲述了存储器控制寄存器的功能及其实际应用中的设置编程、使用8位/16位/32位数据线存储器芯片扩展设计8位/16位/32位ARM总线系统的电路。
第8章简述了S3C2410A的I/O端口的功能，特殊功能寄存器的作用与配置。详细讲述了ARM9的中断系统以及实际应用的编程过程。
第9章讲述了S3C2410A的定时器/计数器的工作原理，重点介绍了看门狗定时器、RTC实时时钟，Timer 0~Timer 4定时/计数器的工作原理、功能寄存器以及它们的设置与应用编程。
第10章详细地介绍了A-D转换器、触摸屏、LCD的工作原理，功能寄存器及其编程。特别阐述了TFT-LCD的应用程序设计。
第11章讲述了S3C2410A的UART、I2C、SPI总线的工作原理和功能寄存器，并结合实际使用的总线接口芯片进行了程序设计。
第12章为嵌入式应用程序设计举例，详细地介绍了S3C2410A启动程序的设计、数字温度传感器DS18B20的编程原理等，在此基础上完成了实时温度监测系统的设计。
第13章列出了实验项目与实验内容，通过实验可加深对课程内容的理解。
本书计划需要48～64学时，教学过程中可以根据实际情况进行适当的调整。
本书主要由魏权利教授编写，并对全书的内容进行了审定。第9章由林粤伟博士编写。高级实验师李丽萍参与了本书的编写工作。第12章的实际应用程序在嵌入式实验开发平台上进行了调试，完成了整个程序的设计功能，该部分工作由乔方昭完成。
本书是作者从事30多年嵌入式系统应用研发和教学的工作总结和经验积累，本书的修订也是对作者的鼓舞。机械工业出版社为本书的修订做了大量细致而周到的工作，在此表示由衷的感谢。
由于作者的学识、经验和水平有限，书中难免有错误和疏漏之处，欢迎广大读者批评指正。
目前，随着计算机网络应用范围的不断扩展，中国“互联网 ”时代的到来，中国制造2025战略的倡导，无线网络技术的广泛应用，几乎所有的机械制造设备、通信设备、控制设备等都将使用32位的ARM处理器嵌入其中作为它们的控制中心。32位ARM处理器的性能和CPU的处理速度的发展日新月异，而低性能、低速度的嵌入式单片机已无法承担这些外围接口繁多、响应速度极快的处理任务。而且随着开发平台和开发软件的不断完善，开发的难度将会下降，在中国制造2025战略思想的指导下，将会有越来越多的科技人员投入到嵌入式系统产品的研发中，使我国科技人员嵌入式应用系统研发的水平和国际地位不断提高，从而研制出具有世界水准或超越世界水平的信息产品。
无论是进行嵌入式应用系统的裸机开发还是基于操作系统的开发，目前都很难找到一本能全面、系统地介绍嵌入式系统启动时或启动引导Bootloader所涉及的所有硬件电路工作原理以及程序设计。本书的撰写就是为了弥补这一缺憾，并且可在本书搭建的实验平台上实验，这将大大提高广大学生的实际操作能力和学习兴趣。全书共分13章，各章的内容介绍如下。
第1章介绍了嵌入式系统的概念和组成，嵌入式微处理器的结构与类型，精简指令集计算机RISC的特点和流水线技术，后叙述了嵌入式应用系统的开发流程。
第2章介绍了ARM处理器的结构、特点和应用选型，ARM的总线系统与接口，重点讲述了ARM9体系结构的存储器组织、ARM9微处理器的工作状态与运行模式、ARM9体系结构的寄存器组织、ARM9微处理器的异常。
第3章介绍ARM9微处理器的指令格式与特点、寻址方式，分类讲述ARM9指令的功能，并给出了大量的应用示例。
第4章主要讲述ARM伪指令、ARM汇编语言程序设计、ARM汇编语言与C语言的混合编程以及子程序或函数之间的相互调用。
第5章主要讲述微处理器S3C2410A的体系结构、内部组成、存储器控制寄存器的特性与空间分布、复位电路、电源电路、时钟电路与电源管理等。
第6章主要讲述了ARM9的软、硬件开发平台以及在实际应用中的配置。
第7章介绍了嵌入式存储器系统结构组成、MMU的功能与工作原理，重点讲述了存储器控制寄存器的功能及其实际应用中的设置编程、使用8位/16位/32位数据线存储器芯片扩展设计8位/16位/32位ARM总线系统的电路。
第8章简述了S3C2410A的I/O端口的功能，特殊功能寄存器的作用与配置。详细讲述了ARM9的中断系统以及实际应用的编程过程。
第9章讲述了S3C2410A的定时器/计数器的工作原理，重点介绍了看门狗定时器、RTC实时时钟，Timer 0~Timer 4定时/计数器的工作原理、功能寄存器以及它们的设置与应用编程。
第10章详细地介绍了A-D转换器、触摸屏、LCD的工作原理，功能寄存器及其编程。特别阐述了TFT-LCD的应用程序设计。
第11章讲述了S3C2410A的UART、I2C、SPI总线的工作原理和功能寄存器，并结合实际使用的总线接口芯片进行了程序设计。
第12章为嵌入式应用程序设计举例，详细地介绍了S3C2410A启动程序的设计、数字温度传感器DS18B20的编程原理等，在此基础上完成了实时温度监测系统的设计。
第13章列出了实验项目与实验内容，通过实验可加深对课程内容的理解。
本书计划需要48～64学时，教学过程中可以根据实际情况进行适当的调整。
本书主要由魏权利教授编写，并对全书的内容进行了审定。第9章由林粤伟博士编写。高级实验师李丽萍参与了本书的编写工作。第12章的实际应用程序在嵌入式实验开发平台上进行了调试，完成了整个程序的设计功能，该部分工作由乔方昭完成。
本书是作者从事30多年嵌入式系统应用研发和教学的工作总结和经验积累，本书的修订也是对作者的鼓舞。机械工业出版社为本书的修订做了大量细致而周到的工作，在此表示由衷的感谢。
由于作者的学识、经验和水平有限，书中难免有错误和疏漏之处，欢迎广大读者批评指正。
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