嵌入式系統(tǒng)設計教程（第3版）

第1章  嵌入式系統(tǒng)概論 1
1．1  系統(tǒng)概述 1
1．1．1  嵌入式系統(tǒng)的定義和特征 1
1．1．2  嵌入式系統(tǒng)的應用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢 2
1．2  嵌入式系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu) 4
1．2．1  嵌入式系統(tǒng)總體架構(gòu) 4
1．2．2  嵌入式硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 4
1．2．3  嵌入式硬件系統(tǒng)中采用的先進技術(shù) 11
1．3  嵌入式軟件系統(tǒng) 14
1．3．1  系統(tǒng)概述 14
1．3．2  嵌入式操作系統(tǒng) 17
1．3．3  常用的嵌入式操作系統(tǒng) 22
習題與思考題一 25
第2章  嵌入式微處理器 28
2．1  概述 28
2．1．1  ARM體系結(jié)構(gòu)版本、命名規(guī)則 29
2．1．2  嵌入式微處理器系列產(chǎn)品 32
2．2  ARM微處理器組成結(jié)構(gòu)與工作原理 35
2．2．1  微處理器結(jié)構(gòu)組成 35
2．2．2  微處理器的工作狀態(tài)與工作模式 37
2．2．3  微處理器的寄存器組織 39
2．2．4  異常中斷模式處理過程 43
2．3  ARM存儲器存儲方式與映射機制 46
2．4  常用的嵌入式處理器簡介 49
2．4．1  ARM9系列 S3C2440微處理器 49
2．4．2  ARM系列Cortex處理器 61
習題與思考題二 67
第3章  嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與開發(fā)技術(shù) 70
3．1  概述 70
3．2  嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù) 71
3．2．1  集成開發(fā)環(huán)境 72
3．2．2  系統(tǒng)軟件開發(fā)工具 83
3．3  嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技術(shù) 88
3．3．1  ARM交叉調(diào)試及固化技術(shù) 88
3．3．2  嵌入式軟件的測試 90
3．4  嵌入式系統(tǒng)的引導程序 91
3．4．1  BootLoader的職能 92
3．4．2  BootLoader的操作模式 93
3．4．3  BootLoader的程序結(jié)構(gòu)與調(diào)試 94
3．4．4  BootLoader的應用實例 95
習題與思考題三 102
第4章  嵌入式指令集系統(tǒng)與程序設計 103
4．1  ARM指令集及應用 103
4．1．1  概述 103
4．1．2  ARM指令集的編碼格式 104
4．1．3  ARM指令的數(shù)據(jù)尋址方式 105
4．1．4  ARM指令的分類說明及應用 106
4．2  Thumb指令集簡介 110
4．2．1  概述 110
4．2．2  Thumb-2指令集簡介 111
4．3  ARM匯編語言及程序設計 111
4．3．1  ARM匯編語言 111
4．3．2  ARM匯編語言程序設計 114
4．4  嵌入式C語言編程簡介 118
4．5  嵌入式C與ARM匯編語言混合編程 120
4．5．1  內(nèi)嵌匯編 120
4．5．2  匯編程序中訪問C程序變量 122
4．5．3  C程序和匯編程序之間的相互調(diào)用 123
習題與思考題四 125
第5章  嵌入式系統(tǒng)設計與應用 128
5．1  系統(tǒng)設計原則與設計步驟 128
5．2  系統(tǒng)核心電路設計 131
5．2．1  微處理器芯片的選型 131
5．2．2  電源管理設計 131
5．2．3  存儲系統(tǒng)設計 132
5．3  系統(tǒng)接口電路設計與應用 136
5．3．1  通用接口GPIO 136
5．3．2  系統(tǒng)異常中斷處理方式 139
5．3．3  A/D轉(zhuǎn)換接口 142
5．3．4  數(shù)字音頻設備接口 146
5．4  人機交互設備接口設計與應用 147
5．4．1  鍵盤接口 147
5．4．2  顯示器接口 147
5．4．3  觸摸屏接口 152
5．5  串行數(shù)據(jù)通信接口設計與應用 159
5．5．1  串行通信原理 159
5．5．2  串行通信接口設計與應用 163
5．6  無線通信接口設計與應用 172
5．6．1  藍牙通信技術(shù) 173
5．6．2  ZigBee通信技術(shù) 175
5．6．3  無線局域網(wǎng)Wi-Fi技術(shù) 177
5．6．4  第2、3、4和5代通信技術(shù)簡介 178
5．7  衛(wèi)星定位系統(tǒng) 181
習題與思考題五 185
第6章  μC/OS-II操作系統(tǒng)及應用 188
6．1  μC/OS操作系統(tǒng)概述 188
6．2  μC/OS-II系統(tǒng) 191
6．2．1  μC/OS-II內(nèi)核結(jié)構(gòu) 192
6．2．2  μC/OS-II內(nèi)核源代碼解析 192
6．2．3  μC/OS-II任務及其創(chuàng)建 195
6．2．4  μC/OS-II任務狀態(tài)及其調(diào)度 196
6．3  μC/OS-II系統(tǒng)移植 197
6．3．1  μC/OS-II移植條件 197
6．3．2  μC/OS-II的移植步驟 198
6．4  基于μC/OS-II的應用開發(fā) 204
6．4．1  應用程序結(jié)構(gòu)的建立 204
6．4．2  μC/OS-II的API 205
6．4．3  繪圖函數(shù)及應用 206
習題與思考題六 214
第7章  嵌入式Linux操作系統(tǒng)及應用 215
7．1  嵌入式Linux操作系統(tǒng)概述 215
7．2  嵌入式Linux內(nèi)核及其工作原理 217
7．2．1  嵌入式Linux內(nèi)核 217
7．2．2  嵌入式Linux啟動過程 220
7．2．3  嵌入式linux文件系統(tǒng) 221
7．3  嵌入式Linux內(nèi)核定制與編譯 224
7．3．1  交叉編譯環(huán)境 224
7．3．2  內(nèi)核定制及裁剪說明 225
7．3．3  編譯內(nèi)核 243
7．3．4  制作文件系統(tǒng)映像 243
7．4  嵌入式Linux驅(qū)動及應用開發(fā) 244
7．4．1  設備驅(qū)動程序概述 244
7．4．2  驅(qū)動程序結(jié)構(gòu) 245
7．4．3  設備注冊和初始化 246
7．4．4  驅(qū)動程序案例 247
習題與思考題七 249
第8章  Android操作系統(tǒng)及應用 250
8．1  Android 操作系統(tǒng)簡介 250
8．2  Android操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 250
8．3  Android開發(fā)工具 252
8．3．1  基于Eclipse + ADT的開發(fā)環(huán)境搭建 252
8．3．2  基于Android Studio的環(huán)境搭建 255
8．4  基于ANDROID操作系統(tǒng)的應用開發(fā) 256
習題與思考題八 262
第9章  嵌入式系統(tǒng)開發(fā)應用實例 263
9．1  概述 263
9．2  硬件系統(tǒng)設計 264
9．2．1  核心板結(jié)構(gòu)組成 265
9．2．2  系統(tǒng)平臺主板結(jié)構(gòu)組成 266
9．3  軟件系統(tǒng)設計 273
9．3．1  系統(tǒng)軟件需求分析與設計 273
9．3．2  用戶應用程序設計 273
9．3．3  綜合實訓平臺應用實例簡介 279
參考文獻 281