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第1章 微型计算机概论1

1.1 微型计算机概述1

1.1.1 微型计算机系统的组成1

1.1.2 微处理器的发展2

1.1.3 CISC与RISC7

1.1.4 微型计算机的两个重要分支11

1.2 微型计算机的基本工作原理14

1.2.1 冯·诺依曼结构14

1.2.2 微机主要组成部分的结构及功能16

1.2.3 冯·诺依曼存储程序工作原理19

1.2.4 指令流水原理20

1.3 计算机中数的表示21

1.3.1 机器数和真值21

1.3.2 原码21

1.3.3 反码22

1.3.4 补码22

1.4 习题24

第2章 ARM技术概论25

2.1 ARM技术的发展及应用25

2.1.1 ARM处理器的应用领域25

2.1.2 ARM处理器的特点26

2.2 ARM处理器的体系26

2.2.1 ARM体系结构的版本26

2.2.2 ARM体系结构的变型27

2.2.3 ARM体系结构版本的命名方式27

2.2.4 ARM处理器的各系列家族28

2.3 ARM处理器的工作状态和运行模式29

2.3.1 ARM处理器直接支持的数据类型29

2.3.2 ARM处理器的工作状态30

2.3.3 ARM处理器的运行模式31

2.4 ARM处理器寄存器的组织与结构31

2.4.1 ARM状态下的寄存器组织32

2.4.2 Thumb状态下的寄存器组织34

2.4.3 程序状态寄存器35

2.5 ARM7TDMI处理器的功能结构37

2.5.1 ARM7TDMI的3级流水线37

2.5.2 ARM7TDMI对存储器的访问38

2.5.3 ARM7TDMI的内核、模块和功能结构图38

2.6 ARM7TDMI处理器的时序与指令周期41

2.6.1 时序的概念41

2.6.2 时钟周期、指令周期及总线周期42

2.6.3 ARM7TDMI的总线周期42

2.6.4 ARM7TDMI处理器的指令周期45

2.7 ARM处理器的选型问题47

2.8 STR710F处理器概述48

2.8.1 STR710F内部结构49

2.8.2 STR710F外部引脚50

2.9 习题51

第3章 ARM微处理器的指令系统53

3.1 ARM微处理器的指令结构53

3.1.1 ARM微处理器的指令集分类53

3.1.2 ARM微处理器指令的格式55

3.1.3 ARM微处理器指令的条件域56

3.2 ARM微处理器指令集的寻址方式57

3.2.1 立即寻址57

3.2.2 寄存器寻址58

3.2.3 寄存器间接寻址58

3.2.4 寄存器偏移寻址59

3.2.5 基址变址寻址60

3.2.6 多寄存器寻址60

3.2.7 相对寻址61

3.2.8 堆栈寻址61

3.3 ARM微处理器的指令集62

3.3.1 跳转指令62

3.3.2 数据处理指令64

3.3.3 乘法指令与乘加指令70

3.3.4 程序状态寄存器访问指令72

3.3.5 ARM7TDMI微处理器的存储器访问指令73

3.3.6 异常产生指令79

3.3.7 伪指令80

3.4 Thumb指令及应用82

3.4.1 Thumb指令集简介82

3.4.2 Thumb指令集与ARM指令集的区别83

3.5 ARM和Thumb交叉工作83

3.5.1 状态的切换84

3.5.2 ARM和Thumb函数之间的调用84

3.6 习题86

第4章 ARM汇编程序设计88

4.1 ARM汇编器的汇编指示命令88

4.1.1 符号定义汇编指示命令88

4.1.2 数据定义汇编指示命令91

4.1.3 汇编控制汇编指示命令96

4.1.4 其他常用的汇编指示命令98

4.2 ARM汇编语言的语句格式104

4.2.1 ARM汇编语言程序中的常用符号105

4.2.2 ARM汇编语言程序中的表达式和运算符107

4.3 ARM汇编语言的程序格式110

4.4 ARM汇编语言基本结构程序设计方法111

4.4.1 顺序结构设计方法111

4.4.2 选择结构设计方法114

4.4.3 循环结构设计方法118

4.4.4 子程序结构设计方法121

4.5 ARM汇编语言程序示例125

4.5.1 两组BCD数加法125

4.5.2 多分支结构程序示例127

4.5.3 LED灯显示程序示例129

4.6 习题130

第5章 ARM高级语言编程132

5.1 ARM C/C＋＋编译器概述132

5.2 ARM C/C＋＋编译器支持的数据类型132

5.2.1 整数类型133

5.2.2 浮点数133

5.2.3 指针类型的数据134

5.2.4 ARM处理器的除法运算134

5.3 ARM汇编程序、C程序、C＋＋程序的相互调用135

5.3.1 内联汇编136

5.3.2 嵌入式汇编139

5.3.3 C、C＋＋程序与汇编程序的相互调用140

5.4 ARM中的C/C＋＋库145

5.4.1 ARM中的C/C＋＋运行时库简介145

5.4.2 ARM中C/C＋＋库的目录结构146

5.4.3 建立一个包含C/C＋＋运行时库的C/C＋＋应用程序146

5.4.4 建立不包含C运行时库的应用程序148

5.5 ARM汇编与C语言编程示例149

5.6 习题152

第6章 存储器154

6.1 存储器概述154

6.1.1 存储器的分类154

6.1.2 存储器的技术指标155

6.1.3 计算机存储系统的层次结构156

6.2 半导体存储器概述157

6.2.1 半导体存储器的分类158

6.2.2 半导体存储芯片的一般结构159

6.3 半导体随机存取存储器161

6.3.1 静态RAM随机存取存储器161

6.3.2 动态RAM随机存取存储器162

6.4 半导体只读存储器165

6.4.1 早期的ROM165

6.4.2 闪速存储器166

6.5 高速缓冲存储器170

6.5.1 Cache的基本工作原理170

6.5.2 处理器中的Cache171

6.6 存储器的接口设计171

6.6.1 存储器接口设计应考虑的问题172

6.6.2 异步SRAM的接口信号173

6.6.3 存储器的接口设计实例174

6.7 ARM体系结构中的存储系统186

6.7.1 ARM体系结构中的地址空间186

6.7.2 ARM体系结构中的存储格式186

6.7.3 ARM处理器所支持的存储器类型187

6.8 STR710实验板存储系统概述188

6.9 习题188

第7章 STR710F芯片及其存储系统190

7.1 STR710F处理器概述190

7.1.1 STR710F功能模块简介190

7.1.2 STR710F的寻址空间分布192

7.2 STR710F的引脚分布及其信号描述199

7.2.1 STR710F引脚分布图及信号描述199

7.2.2 STR710F芯片及其引脚分析207

7.2.3 JTAG接口简介209

7.3 电源、复位、时钟控制单元工作原理及编程示例211

7.3.1 STR710F内部电源管理模块简介211

7.3.2 STR710F复位管理系统简介212

7.3.3 STR710F内部时钟管理模块简介212

7.3.4 STR710F低功耗工作模式简介214

7.3.5 STR710F电源、复位、时钟控制部件寄存器分析216

7.3.6 STR710F的初始化228

7.4 片内外存储器工作原理及操作实例233

7.4.1 STR710F处理器片内FLASH存储器简介234

7.4.2 STR710F处理器片内FLASH操作实例239

7.4.3 STR710F评估板片外FLASH存储器简介246

7.4.4 STR710F试验板片外FLASH操作实例248

7.5 习题251

第8章 中断技术252

8.1 I/O接口概述252

8.1.1 I/O接口电路的作用252

8.1.2 接口和端口252

8.1.3 外设的编址253

8.2 CPU和I/O的数据传送方式254

8.2.1 无条件传送254

8.2.2 查询式传送255

8.2.3 中断传送方式256

8.2.4 DMA传送方式256

8.3 中断技术概述257

8.3.1 中断的定义和作用257

8.3.2 中断的分类258

8.3.3 中断优先级与中断嵌套259

8.3.4 中断源259

8.4 中断的处理过程260

8.5 ARM处理器的异常261

8.5.1 ARM处理器异常的种类262

8.5.2 ARM处理器的异常向量及其优先级262

8.5.3 ARM处理器的异常响应263

8.5.4 ARM处理器的异常返回265

8.5.5 ARM处理器的异常响应延迟268

8.6 STR71x系列处理器的多级中断系统概述269

8.7 STR710F中断系统的工作原理及编程示例270

8.7.1 STR710F的中断源270

8.7.2 STR710F高级中断控制器272

8.7.3 STR710F中断管理控制器部件寄存器分析275

8.7.4 STR710F中断服务的实现280

8.7.5 STR710F的外部中断管理模块287

8.7.6 STR710F中断系统应用实例292

8.8 习题314

第9章 I/O接口技术315

9.1 并行I/O接口与串行I/O接口315

9.1.1 并行I/O接口315

9.1.2 串行I/O接口315

9.2 定时器部件工作原理及编程示例315

9.2.1 STR710F定时器的结构和工作原理315

9.2.2 STR710F定时器部件寄存器分析317

9.2.3 STR710F定时器的工作模式322

9.2.4 STR710F定时器应用实例326

9.3 通用I/O端口接口工作原理及编程示例336

9.3.1 STR710F引脚的工作模式337

9.3.2 STR710F通用I/O端口应用实例341

9.4 UART接口工作原理及编程示例354

9.4.1 异步串行通信原理及RS-232接口简介354

9.4.2 STR710F的UART的基本特性及字符格式357

9.4.3 STR710F的UART部件寄存器分析358

9.4.4 STR710F的UART的工作过程364

9.4.5 STR710F的UART应用实例367

9.5 模数转换器接口工作原理及编程示例378

9.5.1 模数转换原理378

9.5.2 STR710F模数转换器工作原理简介379

9.5.3 STR710F模数转换器部件寄存器分析381

9.5.4 STR710F模数转换器应用实例382

9.6 习题389

第10章 总线技术390

10.1 总线概述390

10.1.1 总线上的信息传送方式390

10.1.2 总线的分类391

10.1.3 总线标准与规范391

10.2 PC领域常用系统总线392

10.2.1 ISA总线简介392

10.2.2 PCI总线简介392

10.2.3 AGP总线简介393

10.2.4 PCI-E总线简介393

10.3 常用通信总线394

10.3.1 I2C总线简介394

10.3.2 CAN总线简介395

10.3.3 USB总线简介396

10.4 I2C总线接口工作原理及编程示例397

10.4.1 I2C总线协议简介397

10.4.2 STR710F I2C模块及寄存器简介400

10.4.3 STR710F的工作模式407

10.4.4 I2C串行温度传感器简介411

10.4.5 STR710FI2C接口应用实例414

10.5 STR710F处理器的USB总线424

10.6 习题424

附录426

附录A ARM体系结构的变型426

附录B ARM处理器的各系列家族427

参考文献430