嵌入式系统是一门实践性很强的应用技术课程,随着嵌入式系统的发展和应用,逐渐成为电子信息类、自动化类、电气类、计算机类和机械类专业的重要课程。《工程应用型自动化专业系列教材:嵌入式系统及应用》主要介绍嵌入式系统的基础知识和开发应用基本方法,《工程应用型自动化专业系列教材:嵌入式系统及应用》共分为9章,内容包括嵌入式系统概述、嵌入式微处理器体系结构、嵌入式系统硬件平台设计、ARM指令系统及汇编语言程序设计、嵌入式系统的BSP技术、嵌入式操作系统基础、嵌入式系统开发应用基础、WinCE设备驱动开发和嵌入式系统实验指导等。 《工程应用型自动化专业系列教材:嵌入式系统及应用》注重基础知识的介绍,按照由浅入深的原则,依据嵌入式系统的开发规律,将嵌入式系统设计和开发的内容有机地结合在一起,内容编写上采用典型案例教学和实验相结合的模式,形成了嵌入式系统基础、设计、开发和应用一个比较完整的知识体系,使整本书的内容特别适合初学者自学和教学使用。 本书可作为高等学校电子信息类、自动化类、计算机类、电气类、机电类等专业的本科生、研究生的教材,也可作为嵌入式系统从业人员的培训教材,还可作为嵌入式系统开发工程技术人员的参考资料。
自动化技术在我国现代化建设进程中具有重要地位。五十多年来,自动化技术对我国社会主义现代化建设的众多领域发挥了重要作用,产生了深远影响。最具代表性的两弹一星的成功发射、载人飞船的顺利返回、嫦娥探月的环绕飞行等充分体现了自动化技术在国家重大工程应用中的示范作用。自动化技术也有力地推动着我国整体工业的发展和改变着人们的生活方式,如集成制造系统的普及推广使机械加工制造自动化程度达到了更高的水平,服务机器人代替家政进入了家庭,改善了人们的生活环境,如此等等。
我国正在全面建设小康社会,走新型工业化道路,促进信息化与工业化的“两化”融合,实现工业、农业、国防和科学技术现代化。在此进程中,自动化技术起着不可替代的桥梁作用。这就迫切需要高等学校自动化专业办学机构和广大教师进行深入研究和探索,如何能够为各行各业输送大量具有工程实践能力和应用创新能力的工程应用型自动化专业高级技术人才。在“教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会”主任委员吴澄院士领导下,针对我国高等教育发展快、规模大、社会各行各业对工程应用型自动化专业人才需求量大的特点,按照大众化高等教育阶段分类指导的思想和原则,抓住有利时机,成立了“工程应用型自动化专业课程体系研究与教材建设委员会”,对工程应用型自动化专业的知识体系、课程体系、能力培养等进行了有益的探索,为工程应用型自动化专业人才培养、教材建设奠定了基础。
……
第1章 嵌入式系统概述
1.1 嵌入式系统简介
1.1.1 嵌入式系统的基本概念
1.1.2 嵌入式系统的特点
1.1.3 嵌入式系统的发展
1.1.4 嵌入式系统的应用领域
1.2 嵌入式系统组成结构和开发应用概述
1.2.1 嵌入式系统的组成结构
1.2.2 嵌入式处理器
1.2.3 嵌入式系统硬件平台
1.2.4 嵌入式操作系统
1.2.5 嵌入式系统应用软件
1.2.6 嵌入式系统应用开发
习题
第2章 嵌入式微处理器的体系结构
2.1 ARM处理器概述
2.1.1 ARM处理器体系结构版本
2.1.2 ARM处理器家族
2.1.3 ARM产品命名规则
2.2 ARM内核结构
2.2.1 ARM7TDMI主处理器的逻辑结构
2.2.2 ARM9TDMI主处理器的通用内核结构
2.2.3 ARM920T内核
2.2.4 ARM启动方式
2.2.5 ARM处理器的运行模式
2.3 ARM中断与异常
2.3.1 ARM中断与异常类型
2.3.2 中断与异常的响应和返回
2.3.3 中断与异常入口向量
2.4 ARM的寄存器组织
2.4.1 通用寄存器
2.4.2 程序状态寄存器
2.4.3 ARM状态下的寄存器
2.5 ARM的协处理器接口
2.5.1 CP14协处理器
2.5.2 CP15协处理器
2.6 ARM的存储系统
2.6.1 ARM存储格式
2.6.2 存储空间管理单元(MMU)
2.7 S3C2440A微处理器
2.7.1 S3C2440A的基本结构
2.7.2 S3C2440A微处理器的内部资源简介
2.7.3 S3C2440A芯片的封装习题
第3章 嵌入式系统硬件平台的设计
3.1 嵌入式系统硬件平台的基本组成与设计方法
3.1.1 嵌入式系统硬件平台的基本组成
3.1.2 嵌入式系统硬件平台的设计方法
3.1.3 S3C2440A教学实验板简介
3.1.4 最小系统设计
3.1.5 电源系统设计
3.1.6 时钟电路设计
3.1.7 复位电路设计
3.1.8 细间距球栅阵列JTAG的内部结构
3.2 核心系统设计
3.2.1 S3C2440A的存储控制器
3.2.2 NORFlash存储系统设计
3.2.3 SDRAM接口电路设计
3.2.4 NANDFLASH存储系统设计
3.3 数字输入/输出控制接口设计
3.3.1 S3C2440A的GPIO模块
3.3.2 外部中断输入
3.3.3 定时器接口
3.3.4 数字输入/输出控制接口设计
3.4 LCD显示接口电路设计
3.4.1 LCD显示器的基本原理和特点
3.4.2 S3C2440A的LCD控制器
3.4.3 LCD接口电路设计
3.5 触摸屏接口电路设计
3.5.1 S3C2440A的A/D转换器
3.5.2 电阻式触摸屏的基本原理
3.5.3 电阻式触摸屏接口及A/D转换器接口电路设计
3.6 音频接口电路设计
3.6.1 S3C2440A的ⅡS总线接口控制器
3.6.2 UDA1341音频处理芯片
3.6.3 音频接口电路设计
3.7 串行通信接口电路设计
3.7.1 串行通信基础
3.7.2 S3C2440A的通用异步收发器(UART)
3.7.3 串行接口电路设计
3.8 网络接口电路设计
3.8.1 DM9000AE芯片
3.8.2 网络接口电路设计
3.9 SD卡接口电路设计
3.9.1 SD卡标准
3.9.2 S3C2440A的SD卡控制器
3.9.3 SD卡接口电路设计
3.10 USB接口电路设计
3.10.1 USB总线技术
3.10.2 S3C2440A的USB控制器
3.10.3 USB接口电路设计
3.11 嵌入式硬件平台使用前的准备
3.11.1 嵌入式硬件平台使用前的知识准备
3.11.2 嵌入式系统应用环境的搭建
3.11.3 嵌入式硬件平台的连接与使用
习题
第4章 ARM指令系统及汇编语言程序设计基础
4.1 ARM指令基础
4.1.1 ARM指令的编码与助记符
4.1.2 ARM指令寻址方式
4.2 ARM指令系统
4.2.1 ARM指令分类
4.2.2 数据处理指令
4.2.3 数据加载与存储指令
4.2.4 分支指令
4.2.5 程序状态寄存器访问指令
4.2.6 协处理器指令
4.2.7 异常中断产生指令
4.2.8 ARM指令与Thumb指令
4.3 汇编语言程序基础
4.3.1 汇编语言程序格式
……
第5章 嵌入式系统的BSP技术
第6章 嵌入式操作系统基础
第7章 嵌入式系统开发应用基础
第8章 WinCE设备驱动开发
第9章 嵌入式系统实验指导
参考文献
1.1.1 嵌入式系统的基本概念
通常按照计算机的体系结构、运算速度、结构规模、应用领域等分为大型计算机、中型计算机、小型计算机和微型计算机,这种分类沿袭到了20世纪90年代中期。然而,随着半导体技术和计算机技术的飞速发展及在各行业的广泛应用和渗透,这种计算机的分类方式已经不能适应实际情况的变化,以应用为中心的分类方法变得更为切合实际,这种分类方法将计算机按嵌入式应用和非嵌入式应用分为嵌入式计算机和通用计算机。通用计算机具有计算机的标准形态,通过配置不同的应用软件,以类同的面目出现在各个方面,其典型产品如PC;而嵌入式计算机则是处理器以嵌入式的形式隐藏在各种装置、产品和系统中,其形态各异,针对不同的应用场合可能有不同的外观形式、功耗模式、人机交互模式、处理模式等。
那么,什么是嵌入式系统?嵌入式系统的全称是嵌入式计算机系统(Embedded Computer System)。嵌入式系统的一般性定义是:以应用为中心、以计算机技术为基础,软硬件可剪裁,对系统的功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。该定义指明了嵌入式系统首先是一个计算机系统,它具有一般计算机的组成结构;其次指出了嵌入式系统与通用计算机系统在功能上的差异,是面向具体应用而专门设计的;最后指出了嵌入式系统对可靠性、成本、体积、功耗等都有严格的要求。嵌入式系统是计算机的一种应用形式,通常指嵌入在宿主设备中的微处理机系统,由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用软件等部分组成,强调计算机系统是以隐藏的形式出现的,实现对系统中其他设备的控制、监视和管理等功能。
……