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第1章 嵌入式微处理器1

1.1概述1

1.1.1嵌入式系统的组成1

1.1.2嵌入式处理器的分类2

1.1.3嵌入式处理器的评估指标5

1.2嵌入式微处理器基础6

1.2.1微处理器设计中的基本概念6

1.2.2体系结构9

1.2.3CISC和RISC技术10

1.2.4流水线技术11

1.2.5多核技术15

1.2.6嵌入式处理器发展趋势17

1.3总线概述19

1.3.1基本概念19

1.3.2片内总线21

1.3.3芯片总线22

1.3.4系统内总线22

1.3.5外部总线24

1.4常见的嵌入式微处理器25

1.4.1PowerPC处理器25

1.4.268K／ColdFire处理器28

1.4.3MIPS处理器28

1.4.4SPARC处理器29

1.4.5ARM处理器30

1.5ARM处理器35

1.5.1ARM内核35

1.5.2ARM寄存器37

1.5.3信息存储的字节顺序42

1.5.4ARM指令系统44

1.5.5ARM处理器的中断和异常48

1.6ARM内核52

1.6.1ARM7系列52

1.6.2ARM9系列53

1.6.3ARM10系列55

1.6.4ARM11系列57

1.6.5SecurCore微处理器系列58

1.6.6StrongARM和XScale系列58

1.6.7ARM Cortex处理器系列60

1.7基于ARM核的芯片选择61

1.7.1ARM内核的选择61

1.7.2接口控制器的选择62

1.7.3多核的选择64

1.7.4国内常用ARM芯片65

1.7.5选择方案举例68

习题69

第2章 嵌入式开发环境70

2.1硬件设计基础70

2.1.1电路设计基本流程70

2.1.2常用的电路设计工具71

2.1.3接口的作用72

2.1.4接口设计75

2.2基于开发板的二次开发77

2.2.1基于开发板的二次开发概述77

2.2.2嵌入式最小系统的硬件模块78

2.2.3嵌入式系统的启动架构81

2.3电源和复位接口82

2.3.1电源接口概述82

2.3.2低功耗设计和电源管理83

2.3.3电源接口电路86

2.3.4RST电路86

2.4调试接口88

2.4.1嵌入式系统的调试方法88

2.4.2JTAG调试接口88

2.5ADS1.2集成开发环境90

2.5.1Code Warrior IDE90

2.5.2AXD调试器92

2.5.3使用ADS开发软件过程92

2.5.4汇编语言和C语言交互编程95

习题98

第3章 嵌入式系统的存储器99

3.1存储系统概述99

3.1.1存储器的分类99

3.1.2存储系统的层次结构101

3.1.3半导体存储器的主要性能指标102

3.1.4嵌入式系统存储设备103

3.2随机存储器RAM103

3.2.1概述103

3.2.2静态随机存储器SRAM104

3.2.3动态随机存储器DRAM107

3.2.4同步动态随机存储器SDRAM110

3.2.5双倍速率随机存储器DDRAM111

3.2.6存储器接口111

3.2.7存储器接口编程113

3.3只读存储器ROM116

3.3.1掩膜ROM116

3.3.2可编程ROM117

3.3.3可擦除可编程ROM117

3.3.4电可擦除可编程ROM118

3.3.5Flash存储器119

3.4Nor Flash芯片介绍123

3.4.1SST39VF160123

3.4.2SST39VF160的操作命令124

3.4.3Nor Flash接口电路128

3.4.4Nor Flash接口编程129

3.5Nand Flash存储器134

3.5.1K9F1208UOB概述134

3.5.2K9F1208UOB的操作命令137

3.5.3Nand Flash控制器140

3.5.4Nand Flash接口电路142

3.5.5Nand Flash接口编程143

3.6外部存储器148

3.6.1硬盘148

3.6.2光盘存储器150

3.6.3Flash卡151

习题154

第4章 基本输入／输出接口155

4.1输入／输出接口概述155

4.1.1GPIO的结构与原理155

4.1.2S3C2410中的GPIO157

4.2键盘和鼠标接口160

4.2.1键盘接口160

4.2.2键盘接口编程162

4.2.3PS／2接口164

4.3A／D转换器167

4.3.1A／D转换器概述167

4.3.2A／D转换的原理168

4.3.3D／A转换的方法173

4.3.4A／D转换电路175

4.3.5A／D转换接口编程177

4.4触摸屏接口179

4.4.1触摸屏的工作原理179

4.4.2S3C2410触摸屏控制器182

4.4.3S3C2410触摸屏接口编程185

4.5显示器接口188

4.5.1CRT显示器189

4.5.2LED显示器192

4.5.3液晶显示器196

4.6LCD控制器接口与编程199

4.6.1LCD控制器概述199

4.6.2控制流程200

4.6.3LCD接口编程203

4.7音频接口206

4.7.1I2S总线概述206

4.7.2基于I2S接口的硬件设计209

4.7.3基于I2S接口的软件设计211

习题212

第5章 外部总线接口213

5.1串行与并行接口213

5.1.1概述213

5.1.2RS-232-C串行接口216

5.1.3UART控制器218

5.1.4串行接口编程222

5.1.5并行接口224

5.2USB接口227

5.2.1概述227

5.2.2USB通信原理231

5.2.3S3C2410的USB接口233

5.2.4USB接口软件设计235

5.3IEEE1394接口236

5.3.1概述236

5.3.2IEEE1394协议结构238

5.4SPI接口239

5.4.1概述239

5.4.2S3C2410中的SPI接口241

5.4.3SPI接口编程243

5.5I2C总线接口244

5.5.1概述244

5.5.2I2C总线工作原理245

5.5.3I2C总线接口电路247

5.5.4I2C总线接口编程248

5.6PCMCIA接口和PCI总线250

5.6.1PCMCIA接口250

5.6.2PCI总线251

习题253

第6章 网络接口254

6.1以太网接口254

6.1.1概述254

6.1.2以太网接口工作原理258

6.1.3以太网接口软件设计258

6.2CAN总线接口260

6.2.1概述260

6.2.2CAN总线工作原理261

6.2.3CAN总线接口262

6.2.4CAN总线接口编程264

6.3常用无线接入技术267

6.3.1概述267

6.3.2红外技术267

6.3.3HomeRF技术268

6.3.4GPRS／CDMA接入技术269

6.3.5WLAN技术270

6.4蓝牙接口271

6.4.1概述271

6.4.2蓝牙的基本原理273

6.4.3蓝牙接口276

6.5GPRS接口279

6.5.1概述279

6.5.2GPRS的基本原理280

6.5.3GPRS接口282

6.5.4GPRS接口编程285

6.6ZigBee技术286

6.6.1概述286

6.6.2ZigBee技术的基本原理288

6.6.3ZigBee接口290

6.7GPS接口292

6.7.1概述292

6.7.2GPS的基本原理293

6.7.3GPS接口295

6.7.4GPS接口编程296

习题297

第7章 嵌入式系统软件设计298

7.1嵌入式系统软件结构298

7.1.1嵌入式软件体系结构298

7.1.2设备驱动层299

7.1.3实时操作系统300

7.1.4中间件层301

7.1.5应用程序302

7.2嵌入式操作系统302

7.2.1操作系统的基本功能302

7.2.2嵌入式操作系统303

7.2.3嵌入式操作系统μC／OS-Ⅱ概述305

7.3μC／OS-Ⅱ的内核结构305

7.3.1多任务305

7.3.2任务调度308

7.3.3中断与时间管理309

7.3.4μC／OS-Ⅱ的初始化311

7.3.5μC／OS-Ⅱ的任务通信和同步312

7.45μC／OS-Ⅱ的原理与移植314

7.4.1移植μC／OS-Ⅱ基本要求314

7.4.2主体移植过程315

7.5基于μC／OS-Ⅱ的应用程序设计318

7.5.1基于μC／OS-Ⅱ扩展的RTOS体系结构318

7.5.2基于μC／OS-Ⅱ的应用程序319

7.5.3基于绘图API的应用程序320

习题323

第8章 常用接口实验324

8.1嵌入式系统开发环境324

8.2存储器实验326

8.3矩阵键盘实验333

8.4A／D转换实验336

8.5触摸屏实验338

8.6LCD实验342

8.7串口实验343

8.8SPI实验347

8.9I2C接口实验349

8.10CAN总线实验353

8.11GPRS总线实验355

8.12μC／OS-Ⅱ实验359

参考文献363