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第1章 认识嵌入式计算机系统1

1.1 嵌入式计算机系统的概述1

1.1.1 嵌入式计算机系统的定义1

1.1.2 嵌入式计算机系统的特点4

1.1.3 嵌入式计算机系统的应用6

1.2 嵌入式计算机系统的组成7

1.2.1 嵌入式硬件系统7

1.2.2 嵌入式软件系统14

1.2.3 嵌入式操作系统18

1.3 嵌入式处理器的选型23

1.3.1 嵌入式处理器的种类23

1.3.2 嵌入式微处理器的特点24

1.3.3 主流的嵌入式处理器及典型的嵌入式处理器28

1.4 嵌入式计算机系统的发展趋势33

第2章 认识ARM36

2.1 ARM基础36

2.1.1 ARM体系结构的发展36

2.1.2 ARM芯片的特点和选型41

2.1.3 ARM体系结构的技术特征44

2.1.4 ARM体系结构的命名规则46

2.2 ARM流水线技术47

2.2.1 流水线的概念、原理及特征47

2.2.2 流水线的分类50

2.2.3 影响流水线性能的相关因素51

2.3 ARM处理器的内核结构52

2.3.1 ARM7TDMI处理器内核及其引脚信号52

2.3.2 MMU部件58

第3章 ARM微处理器编程模型62

3.1 ARM工作模式62

3.1.1 ARM的数据类型及存储格式62

3.1.2 ARM的工作状态及工作模式63

3.2 ARM寄存器64

3.3 ARM异常70

3.3.1 ARM异常类型、异常向量及优先级70

3.3.2 ARM处理器对异常响应的处理过程71

3.3.3 从异常返回72

3.3.4 各类异常的具体描述73

3.4 基于ARM的嵌入式开发环境的搭建75

3.4.1 ARM SDT75

3.4.2 ARM ADS77

3.4.3 Multi 200079

3.4.4 Embest IDE for ARM83

3.4.5 OPENice32-A900仿真器84

3.4.6 Multi-ICE仿真器85

第4章 ARM指令系统86

4.1 ARM寻址方式86

4.1.1 立即数寻址86

4.1.2 寄存器寻址86

4.1.3 寄存器间接寻址87

4.1.4 基址加变址寻址87

4.1.5 堆栈寻址88

4.1.6 块拷贝寻址88

4.1.7 相对寻址88

4.2 ARM指令概述89

4.3 ARM指令集的详细介绍90

4.3.1 数据处理指令90

4.3.2 Load/Store指令93

4.3.3 程序状态寄存器与通用寄存器之间的传送指令95

4.3.4 转移指令96

4.3.5 异常中断的产生指令97

4.4 Thumb指令集97

4.4.1 Thumb指令集概述及特点97

4.4.2 Thumb状态与ARM状态的切换98

4.4.3 Thumb指令集的详细介绍98

第5章 ARM程序设计101

5.1 ARM汇编语言的伪操作101

5.1.1 ARMASM汇编器所支持的伪操作101

5.1.2 GNU AS汇编器所支持的伪指令108

5.1.3 汇编语言的语句格式109

5.1.4 汇编程序中的表达式和运算符111

5.1.5 汇编语言预定义的寄存器和协处理器112

5.1.6 汇编语言的内置变量112

5.2 ARM汇编程序设计举例113

5.2.1 源程序结构113

5.2.2 常用程序设计举例114

5.3 嵌入式C语言与汇编语言的混合编程117

5.3.1 ATPCS规则介绍117

5.3.2 C语言和汇编语言混合编程实例121

第6章 ARM微处理器内部组件的应用125

6.1 存储控制实验125

6.1.1 实验原理125

6.1.2 实验设计128

6.1.3 实验操作步骤130

6.2 I/O控制实验135

6.2.1 实验原理135

6.2.2 电路设计137

6.2.3 实验操作步骤138

6.3 中断实验141

6.3.1 实验原理141

6.3.2 实验设计146

6.3.3 实验操作步骤147

6.4 串口通信实验153

6.4.1 实验原理153

6.4.2 RS232接口电路154

6.4.3 实验参考程序155

6.4.4 实验操作步骤156

6.5 实时时钟实验157

6.5.1 实验原理157

6.5.2 实验设计159

6.5.3 实验参考程序160

6.5.4 实验操作步骤163

6.6 看门狗控制实验164

6.6.1 实验原理164

6.6.2 实验设计166

6.6.3 实验参考程序167

6.6.4 实验操作步骤168

6.7 A/D转换实验169

6.7.1 实验原理169

6.7.2 实验设计173

6.7.3 实验参考程序174

6.7.4 实验操作步骤174

6.8 数码管显示实验175

6.8.1 实验原理175

6.8.2 实验电路176

6.8.3 实验参考程序177

6.8.4 实验操作步骤178

第7章 ARM微处理器的高级接口实验179

7.1 液晶显示实验179

7.1.1 实验原理179

7.1.2 实验设计185

7.1.3 实验参考程序187

7.1.4 实验操作步骤188

7.2 5×4键盘控制实验189

7.2.1 实验原理189

7.2.2 实验设计189

7.2.3 实验参考程序190

7.2.4 实验操作步骤191

7.3 触摸屏控制实验192

7.3.1 实验原理192

7.3.2 实验设计197

7.3.3 实验操作步骤200

7.4 串行通信实验201

7.4.1 实验原理201

7.4.2 实验设计205

7.4.3 实验参考程序206

7.4.4 实验操作步骤208

7.5 以太网通信实验208

7.5.1 实验原理208

7.5.2 实验参考程序217

7.5.3 实验操作步骤219

7.6 音频接口IIS220

7.6.1 实验原理220

7.6.2 电路连接223

7.6.3 实验参考程序224

7.6.4 实验操作步骤227

7.7 USB接口实验228

7.7.1 实验原理228

7.7.2 电路设计原理230

7.7.3 实验参考程序232

参考文献236