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本書將理論教學、實驗教學和課程設計融為一體，以ARM微處理器S3C2410X/S3C2440X和Linux操作系統(tǒng)應用為核心，闡述ARM嵌入式系統(tǒng)原理及應用開發(fā)。全書共分為10章，內(nèi)容分別為：嵌入式系統(tǒng)及應用開發(fā)概述、ARM嵌入式處理器體系結(jié)構(gòu)、ARM嵌入式處理器指令系統(tǒng)、ARM嵌入式系統(tǒng)程序設計及調(diào)試基礎、ARM嵌入式處理器及其應用編程、嵌入式Linux操作系統(tǒng)及應用、嵌入式系統(tǒng)的Boot Loader、ARM嵌入式系統(tǒng)設計開發(fā)實例、基于ARM開發(fā)工具的基礎實驗、Linux操作系統(tǒng)的綜合應用實踐。
本書取材廣泛、內(nèi)容新穎、觀點鮮明、重點突出，既可作為高等院校電子工程、通信工程、自動化、計算機應用、儀器儀表等電子信息類及相近專業(yè)的本科生或研究生嵌入式系統(tǒng)課程及綜合實踐的教材，也適合作為ARM嵌入式系統(tǒng)的培訓教材，還可供ARM嵌入式系統(tǒng)設計與開發(fā)人員參考使用。
★本書配有電子教案，有需要者可登錄出版社網(wǎng)站免費下載。

如今，作為智能設備及終端產(chǎn)品的核心基礎，嵌入式技術的應用已經(jīng)滲透到社會工作與生活的各個領域，市場上最炫、最酷、最新的電子產(chǎn)品幾乎都包含嵌入式系統(tǒng)，比如智能手機、智能手表、智能手環(huán)、Google眼鏡、智能家居、智能機器人、無人駕駛汽車等，嵌入式技術的成熟與廣泛應用，也進一步加速了物聯(lián)網(wǎng)、智能硬件、移動互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)化進程。在嵌入式微控制器/微處理器的發(fā)展中，發(fā)展最快的要數(shù)基于ARM內(nèi)核的嵌入式微控制器/微處理器。自本世紀初基于ARM的嵌入式系統(tǒng)在我國開始應用之后，嵌入式系統(tǒng)經(jīng)過四五年的使用與摸索后已進入一個空前快速發(fā)展的時期，它是本世紀出現(xiàn)的又一迅速發(fā)展，并有著廣闊應用發(fā)展前景的新技術。社會對嵌入式系統(tǒng)方面大學畢業(yè)生的需求不斷增加，薪資不菲，一般在1～2萬元的相關專業(yè)培訓亦如火如荼地開展著，嵌入式系統(tǒng)軟硬件的開發(fā)，入行起薪高，特別是北上廣深，從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的本科畢業(yè)生起薪一般有
6000～8000元/月，而工作經(jīng)驗在1～2年的嵌入式工程師，薪水普遍在10000元/月以上。而隨著工作年限的增加和實際開發(fā)能力的提高，薪資水平會有較大幅度甚至很大幅度的
提高。
承蒙讀者的厚愛，本書自2012年3月出版后，不到一年即重印到6000冊，得到兄弟院校使用老師的肯定和網(wǎng)上書店購物讀者的積極評價。但經(jīng)過作者本人的教學實踐和兄弟院校的使用，發(fā)現(xiàn)了一些內(nèi)容需進一步完善，同時隨著嵌入式技術的快速發(fā)展，原來用于闡述典型嵌入式微處理器及應用編程的芯片S3C44B0X有些過時，需要及時更新，因此作者在總結(jié)自己10多年從事嵌入式研究與教學實踐經(jīng)驗的基礎上，對本書進行了修訂。
1. 修訂的指導思想
本書的修訂原則：① 緊跟社會對ARM嵌入式系統(tǒng)設計與開發(fā)人才的需要，以實際從事ARM嵌入式系統(tǒng)設計與開發(fā)為目標，進行教材內(nèi)容的組織、選擇和優(yōu)化；② 理論與實踐緊密結(jié)合，盡可能全面地展現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的設計與開發(fā)全過程中的主要基礎理論、開發(fā)環(huán)境和開發(fā)過程，盡可能將理論教學、實驗教學和課程設計融為一體；③ 注重課堂教學和課后深化與擴展學習的需要，注重研究性和創(chuàng)新性的教學需要，注重研究體會的提煉和學習方法的指導，盡可能以點帶面，觸類旁通，提高嵌入式系統(tǒng)的實際應用開發(fā)能力。
2. 修訂的主要內(nèi)容
(1) 本次修訂主要是以廣泛使用的ARM微處理器S3C2410X/S3C2440X為核心，將原來的以ARM微處理器S3C44B0X為核心的第5章ARM嵌入式處理器及其應用編程全部進行了重寫。該章首先介紹了幾種典型的ARM嵌入式處理器的結(jié)構(gòu)，其次介紹了ARM處理器的應用選擇，接著闡述了ARM處理器內(nèi)部組件控制的基本原理，最后詳細地闡述了應用非常廣泛的S3C2410X/S3C2440X微處理器的內(nèi)部可編程組件及應用編程、外部接口電路的設計。
(2) 對第9章基于ARM開發(fā)工具的基礎實驗進行了補充完善，重點對第9.4節(jié)C語言程序組件應用實驗PWM直流電機控制進行了補充完善。為了使讀者對整個系統(tǒng)開發(fā)的程序組成和支撐硬件工作需包含的頭文件、函數(shù)定義等內(nèi)容有完整的認識，9.4節(jié)以圖示的方式列出了整個系統(tǒng)的主程序及系統(tǒng)包含的頭文件、函數(shù)定義等內(nèi)容。
(3) 基于Windows XP VMware Workstation 6.5/32位Windows 7 VMware Workstation 10.0和廣州天嵌計算機科技有限公司的TQ2440 3.5開發(fā)板硬件及配套的軟件，將第10章Linux操作系統(tǒng)的綜合應用實踐進行了補充完善，特別是新增了LOGO圖片修改的詳細過程，進一步完善了Linux開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建及移植的操作總結(jié)。
3. 本書的主要特點
本書的主要特點：以ARM嵌入式系統(tǒng)的應用開發(fā)為主線，以ARM微處理器S3C2410X/S3C2440X和Linux操作系統(tǒng)的應用為核心，理論與實踐緊密結(jié)合，理論教學、實驗教學和課程設計融為一體，從ARM微處理器的硬件結(jié)構(gòu)與原理、匯編語言和C語言的程序設計與調(diào)試、Linux開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建與移植三個方面來闡述嵌入式系統(tǒng)的原理與應用基礎理論；從應用程序的設計與開發(fā)、ARM嵌入式系統(tǒng)基礎實驗、Linux操作系統(tǒng)的綜合應用實踐三個方面來闡述ARM嵌入式系統(tǒng)應用開發(fā)的實踐；以多年從事VLSI設計的體會來講解系統(tǒng)的硬件原理與軟件設計；以Linux嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建來搭建理論與實踐結(jié)合的橋梁，以破解嵌入式系統(tǒng)學習的難點。本書既可作為高等院校電子工程、通信工程、自動化、計算機應用、儀器儀表等電子信息類及相近專業(yè)的本科生或研究生嵌入式系統(tǒng)課程及綜合實踐的教材，也非常適合作為ARM嵌入式系統(tǒng)的培訓教材，還可供ARM嵌入式系統(tǒng)設計與開發(fā)人員參考使用。
在本書的修訂出版過程中，湖南工業(yè)大學副校長、博士生導師張昌凡教授，副校長、博士生導師金繼承教授，湖南工業(yè)大學教務處、交通工程學院和電氣與信息工程學院的領導以及嵌入式系統(tǒng)課程組的任課老師，西安電子科技大學出版社的領導和馬曉娟編輯等給予了大力支持與關心，在此一并表示衷心的感謝！湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院歐陽洪波老師參與了一些程序的調(diào)試，2015級研究生廖雯、申彥壘、黎敦科、張振、朱鵬濤等同學進行了部分文稿的錄入、插圖的繪制等工作，在此表示真誠的謝意！同時，在這里我還要特別感謝使用本書的老師和讀者，是你們的厚愛和鼓勵，促使我披荊斬棘，一路摸索前行，也促進和推動著我國嵌入式系統(tǒng)的廣泛應用與快速發(fā)展。
本書雖然是第二版，但這次修改篇幅達40%左右，特別是第5章ARM嵌入式處理器及其應用編程，以廣泛使用的ARM微處理器S3C2410X/S3C2440X為核心進行了重新編著。同時ARM嵌入式系統(tǒng)的設計與開發(fā)技術是一門發(fā)展非常迅速、綜合性非常強、設計開發(fā)平臺非常多、實踐操作性非常強、應用領域非常廣泛的新技術，所以很多問題有待于進一步去研究與探討，加上作者水平有限，書中難免存在疏漏、不妥甚至錯誤之處，敬請讀者批評指正。

第1章嵌入式系統(tǒng)及應用開發(fā)概述 1
1.1 嵌入式系統(tǒng)的定義及特點 1
1.1.1 嵌入式系統(tǒng)的定義 1
1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的特點 2
1.2 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展及應用 3
1.2.1 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展 3
1.2.2 嵌入式系統(tǒng)的應用 5
1.3 嵌入式系統(tǒng)的總體組成 5
1.3.1 嵌入式系統(tǒng)的硬件 6
1.3.2 嵌入式系統(tǒng)的軟件 7
1.4 常用的嵌入式處理器 8
1.4.1 嵌入式處理器的種類 8
1.4.2 典型ARM微處理器系列 9
1.5 常用的嵌入式操作系統(tǒng) 16
1.5.1 嵌入式操作系統(tǒng)及其特點 16
1.5.2 幾種常用嵌入式操作系統(tǒng) 16
1.6 嵌入式系統(tǒng)的設計方法 18
1.6.1 嵌入式系統(tǒng)的總體考慮 18
1.6.2 嵌入式系統(tǒng)的設計步驟 19
1.6.3 嵌入式系統(tǒng)的設計方法 20
1.7 嵌入式系統(tǒng)的應用開發(fā) 22
1.7.1 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境 22
1.7.2 嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試工具 22
1.7.3 嵌入式系統(tǒng)的應用模式 23
1.7.4 嵌入式應用軟件的開發(fā) 24
1.8 嵌入式系統(tǒng)的學習探討 25
1.8.1 嵌入式系統(tǒng)的學習內(nèi)容 25
1.8.2 嵌入式系統(tǒng)的學習條件 26
1.8.3 嵌入式系統(tǒng)的學習方法 27
習題1 29
第2章 ARM嵌入式處理器體系結(jié)構(gòu) 30
2.1 嵌入式處理器內(nèi)核種類 30
2.2 ARM體系結(jié)構(gòu)概述 31
2.2.1 ARM體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 31
2.2.2 ARM體系結(jié)構(gòu)的技術特征 33
2.2.3 ARM處理器的工作狀態(tài)與
工作模式 33
2.2.4 ARM處理器的寄存器組 35
2.2.5 ARM處理器的異常中斷 37
2.2.6 ARM的存儲器格式及數(shù)據(jù)類型 42
2.3 ARM流水線技術 43
2.3.1 流水線電路設計基礎知識 43
2.3.2 微處理器指令流水線處理 44
2.3.3 ARM的3級指令流水線 45
2.3.4 ARM的5級指令流水線 46
2.4 ARM處理器內(nèi)核結(jié)構(gòu) 46
2.4.1 ARM 處理器內(nèi)核概述 46
2.4.2 ARM7TDMI處理器內(nèi)核 47
2.4.3 ARM7TDMI存儲器接口 50
2.4.4 ARM7TDMI的調(diào)試接口 52
2.4.5 ARM920T處理器核 54
2.4.6 AMBA總線體系結(jié)構(gòu) 55
2.4.7 ARM的MMU部件 56
習題2 62
第3章 ARM嵌入式處理器指令系統(tǒng) 64
3.1 ARM指令分類及指令格式 64
3.1.1 ARM指令分類 64
3.1.2 ARM指令格式 65
3.1.3 ARM指令中的操作數(shù)符號 67
3.1.4 ARM指令中的移位操作 67
3.2 ARM指令的尋址方式 69
3.3 ARM指令集 73
3.3.1 數(shù)據(jù)處理類指令 73
3.3.2 程序狀態(tài)寄存器訪問指令 78
3.3.3 程序分支指令 79
3.3.4 加載/存儲指令 80
3.3.5 協(xié)處理器指令 83
3.3.6 異常中斷指令 85
3.4 Thumb指令集 85
3.4.1 數(shù)據(jù)處理類指令 86
3.4.2 程序分支指令 87
3.4.3 加載/存儲指令 88
3.4.4 異常中斷指令 89
習題3 90
第4章 ARM嵌入式系統(tǒng)程序設計及
調(diào)試基礎 91
4.1 ARM嵌入式匯編語言程序
設計基礎 91
4.1.1 ARM匯編器支持的偽指令 91
4.1.2 ARM匯編語言的語句格式 100
4.1.3 ARM匯編語言的程序結(jié)構(gòu) 103
4.2 ARM嵌入式C語言程序設計基礎 104
4.2.1 嵌入式C語言程序設計基礎 105
4.2.2 嵌入式C語言程序設計結(jié)構(gòu) 110
4.2.3 嵌入式C語言程序設計技巧 111
4.3 ARM匯編語言與C/C 的混合編程 112
4.3.1 ATPCS過程調(diào)用規(guī)范概述 112
4.3.2 匯編語言與C/C 的混合編程 115
4.4 ARM ADS集成開發(fā)環(huán)境的使用 117
4.4.1 ADS 集成開發(fā)環(huán)境簡介 117
4.4.2 Code Warrior的使用方法 118
4.4.3 用AXD 調(diào)試器進行代碼調(diào)試 125
4.5 Embest IDE集成開發(fā)環(huán)境的使用 129
4.5.1 Embest IDE集成開發(fā)環(huán)境簡介 129
4.5.2 Embest IDE的使用方法 130
習題4 132
第5章 ARM嵌入式處理器及其
應用編程 133
5.1 幾種典型ARM嵌入式處理器
結(jié)構(gòu)概述 133
5.1.1 S3C44B0X嵌入式微處理器的
體系結(jié)構(gòu) 133
5.1.2 S3C2410X/S3C2440X嵌入式微
處理器的體系結(jié)構(gòu) 134
5.1.3 LPC2000嵌入式微控制器的
體系結(jié)構(gòu) 140

5.1.4 XScale嵌入式微處理器PXA250的
體系結(jié)構(gòu) 141
5.2 ARM處理器芯片的應用選擇 143
5.2.1 ARM處理器芯片的選擇原則 143
5.2.2 ARM處理器芯片主要供應商 146
5.2.3 ARM處理器芯片的選擇實例 146
5.3 ARM處理器內(nèi)部組件及外圍器件控制的
基本原理 147
5.3.1 微處理器中控制寄存器的
定義舉例 147
5.3.2 微處理器中控制寄存器的
含義及作用 149
5.3.3 微處理器中控制寄存器的
初始化方法 149
5.4 S3C2410X/S3C2440X存儲控制類組件及
應用編程 151
5.4.1 存儲器控制器組件及應用編程 151
5.4.2 SDRAM存儲器接口 156
5.4.3 Nand Flash存儲器接口 158
5.4.4 Nor Flash存儲器接口 161
5.5 S3C2410X/ S3C2440X輸入/輸出類組件及
應用編程 162
5.5.1 輸入/輸出端口組件及應用 162
5.5.2 LCD控制組件及應用 173
5.6 S3C2410X/ S3C2440X中斷控制組件及
應用編程 185
5.6.1　中斷控制組件的定義 185
5.6.2 中斷系統(tǒng)的應用編程 192
5.7 S3C2410X/S3C2440X計數(shù)/定時類PWM
組件及應用編程 194
5.7.1 PWM組件的組成結(jié)構(gòu) 194
5.7.2 PWM組件的應用編程 201
5.8 S3C2410X/ S3C2440X通信控制類組件及
應用編程 203
5.8.1 UART組件及應用編程 203
5.8.2　SPI組件及應用編程 212
5.9 S3C2410X/ S3C2440X總線接口類組件及
應用編程 217
5.9.1 I2C總線組件及應用編程 217
5.9.2 I2S總線組件及應用編程 223
5.10 S3C2410X/ S3C2440X ADC組件及
應用編程 230
5.10.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC組件 230
5.10.2 ADC組件的應用編程 233
5.11 S3C2410X/ S3C2440X觸摸屏組件及
其應用編程 234
5.11.1 觸摸屏組件的構(gòu)成 234
5.11.2 觸摸屏組件的編程 238
5.12 S3C2410X/S3C2440X嵌入式微處理器
外部接口電路設計 243
5.12.1 電源模塊的設計 243
5.12.2 時鐘模塊的設計 245
5.12.3 復位電路的設計 246
5.12.4 USB接口電路的設計 247
5.12.5 UART接口電路的設計 248
5.12.6 JTAG接口電路設計 250
習題5 250
第6章嵌入式Linux操作
系統(tǒng)及應用 252
6.1 嵌入式Linux操作系統(tǒng)概述 252
6.1.1 常用嵌入式Linux系統(tǒng) 252
6.1.2 嵌入式Linux系統(tǒng)內(nèi)核 253
6.1.3 嵌入式Linux的文件系統(tǒng) 257
6.1.4 嵌入式Linux的開發(fā)步驟 259
6.2 嵌入式Linux的常用命令 260
6.2.1 登錄與退出命令 261
6.2.2 文件操作命令 262
6.2.3 目錄操作命令 263
6.2.4 文本操作命令 264
6.2.5 壓縮與備份命令 265
6.2.6 用戶相關命令 267
6.2.7 磁盤管理命令 268
6.2.8 權(quán)限管理命令 269
6.2.9 其他操作命令 271
6.3 嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建 272
6.3.1 操作系統(tǒng)的安裝 272
6.3.2 開發(fā)環(huán)境的配置 273
6.3.3 交叉編譯環(huán)境構(gòu)建 274
6.3.4 Makefile和Make 277
6.3.5 鏡像文件的燒寫 279
6.4 嵌入式Linux內(nèi)核的移植 280
6.4.1 移植內(nèi)核準備工作 281
6.4.2 修改Linux源碼參數(shù) 281
6.4.3 配置Linux內(nèi)核 281
6.4.4 編譯Linux內(nèi)核 283
6.4.5 燒寫鏡像到開發(fā)板 283
習題6 283
第7章嵌入式系統(tǒng)的Boot Loader 284
7.1 Boot Loader概述 284
7.1.1 Boot Loader的作用和任務 284
7.1.2 常用嵌入式Boot Loader介紹 285
7.2 Boot Loader與嵌入式系統(tǒng)的關系 287
7.2.1 Boot Loader的操作模式 287
7.2.2 Boot Loader的總體設計 288
7.3 Boot Loader的主要功能及典型結(jié)構(gòu) 289
7.3.1 Boot Loader的階段1 289
7.3.2 Boot Loader的階段2 291
7.4 S3C44B0X的Boot Loader分析 292
7.5 U-Boot啟動流程及相關代碼分析 294
7.5.1 U-Boot啟動流程 294
7.5.2 U-Boot代碼分析 295
習題7 305
第8章 ARM嵌入式系統(tǒng)設計
開發(fā)實例 306
8.1 基于ARM C/OS-Ⅱ的嵌入式磨削
數(shù)控系統(tǒng)的設計 306
8.1.1 前言 306
8.1.2 系統(tǒng)硬件設計 306
8.1.3 系統(tǒng)軟件設計 308
8.1.4 結(jié)論 310
8.2 基于ARM Linux的現(xiàn)代化超市電子
購物系統(tǒng)的設計 310
8.2.1 前言 310
8.2.2 系統(tǒng)總體設計 311
8.2.3 移動購物終端硬件設計 312
8.2.4 移動購物終端軟件設計 313
8.2.5 移動購物服務器端設計 315
8.2.6 系統(tǒng)設計開發(fā)調(diào)試結(jié)果 315
8.2.7 結(jié)論 317
8.3 基于ARM Linux的嵌入式數(shù)控磨床
控制系統(tǒng)的設計 317
8.3.1 前言 317
8.3.2 系統(tǒng)總體設計 317
8.3.3 系統(tǒng)硬件設計 317
8.3.4 系統(tǒng)軟件設計 320
8.3.5 系統(tǒng)設計開發(fā)調(diào)試結(jié)果 322
8.3.6 結(jié)論 324
第9章基于ARM開發(fā)工具的
基礎實驗 325
9.1 ARM匯編指令使用實驗
基本數(shù)學/邏輯運算 325
9.2 ARM匯編指令使用實驗
存儲區(qū)數(shù)據(jù)塊的傳送 328
9.3 匯編語言與C語言的相互調(diào)用實驗
隨機數(shù)發(fā)生器 330
9.4 C語言程序組件應用實驗
PWM直流電機控制 333
第10章 Linux操作系統(tǒng)的綜合
應用實踐 346
10.1 Linux操作系統(tǒng)的安裝及設置 346
10.1.1 VMware虛擬機的安裝 346
10.1.2 Linux操作系統(tǒng)的安裝 347
10.1.3 Linux操作系統(tǒng)的設置 350
10.2 Linux開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建及移植 351
10.2.1 系統(tǒng)工具安裝的準備 352
10.2.2 交叉編譯器的安裝 354
10.2.3 U-Boot的配置與編譯 355
10.2.4 Linux內(nèi)核的配置與編譯 356
10.2.5 實用工具Busybox的安裝 361
10.2.6 apps的安裝過程 363
10.2.7 GUI工具包Qt的安裝 364
10.2.8 Linux移植鏡像的下載 366
10.2.9 Linux開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建及
移植總結(jié) 370
10.3 Linux操作系統(tǒng)Qt的使用 370
10.3.1 Qt/Embedded程序設計基礎 370
10.3.2 使用Qt制作應用程序 372
10.3.3 Qt應用程序的編譯與移植 379
參考文獻 382

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