ARM嵌入式系統(tǒng)基礎教程

第1章 嵌入式系統(tǒng)概述
1.1 嵌入式系統(tǒng)1
1.1.1 現(xiàn)實中的嵌入式系統(tǒng)1
1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的概念1
1.1.3 嵌入式系統(tǒng)的未來2
1.2 嵌入式處理器3
1.2.1 嵌入式處理器簡介3
1.2.2 嵌入式系統(tǒng)的分類4
1.3 嵌入式操作系統(tǒng)6
1.3.1 嵌入式操作系統(tǒng)簡介6
1.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)基本概念7
1.3.3 使用實時操作系統(tǒng)的必要性10
1.3.4 實時操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點11
1.3.5 常見的嵌入式操作系統(tǒng)11
思考與練習16
第2章 嵌入式系統(tǒng)工程設計
2.1 嵌入式系統(tǒng)項目開發(fā)生命周期17
2.1.1 識別需求18
2.1.2 提出方案20
2.1.3 執(zhí)行項目22
2.1.4 結(jié)束項目26
2.2 嵌入式系統(tǒng)工程設計方法簡介27
2.2.1 由上而下與由下而上27
2.2.2 UML系統(tǒng)建模27
2.2.3 面向?qū)ο驩O的思想28
思考與練習29
第3章 ARM7體系結(jié)構(gòu)
3.1 ARM30
3.1.1 ARM的體系結(jié)構(gòu)30
3.1.2 ARM處理器核32
3.2 ARM7TDMI33
3.2.1 三級流水線34
3.2.2 存儲器訪問34
3.2.3 存儲器接口34
3.3 ARM7TDMI的模塊、內(nèi)核和功能框圖35
3.4 體系結(jié)構(gòu)直接支持的數(shù)據(jù)類型37
3.5 處理器狀態(tài)38
3.6 處理器模式39
3.7 內(nèi)部寄存器39
3.7.1 ARM狀態(tài)寄存器集40
3.7.2 Thumb狀態(tài)寄存器集43
3.8 程序狀態(tài)寄存器45
3.8.1 條件代碼標志46
3.8.2 控制位46
3.8.3 保留位47
3.9 異常48
3.9.1 異常入口/出口匯總48
3.9.2 進入異常49
3.9.3 退出異常49
3.9.4 快速中斷請求49
3.9.5 中斷請求50
3.9.6 中止50
3.9.7 軟件中斷指令51
3.9.8 未定義的指令51
3.9.9 異常向量52
3.9.10 異常優(yōu)先級52
3.10 中斷延遲52
3.10.1 最大中斷延遲52
3.10.2 最小中斷延遲53
3.11 復位53
3.12 存儲器及存儲器映射I/O53
3.12.1 地址空間54
3.12.2 存儲器格式55
3.12.3 未對齊的存儲器訪問56
3.12.4 指令的預取和自修改代碼57
3.12.5 存儲器映射的I/O60
3.13 尋址方式62
3.14 ARM7指令集63
3.14.1 ARM指令集63
3.14.2 Thumb指令集66
3.15 協(xié)處理器接口68
3.15.1 協(xié)處理器接口簡介68
3.15.2 可用的協(xié)處理器69
3.15.3 關(guān)于未定義的指令69
3.16 調(diào)試接口69
3.16.1 典型調(diào)試系統(tǒng)69
3.16.2 調(diào)試接口70
3.16.3 EmbeddedICERT70
3.16.4 掃描鏈和JTAG接口71
3.17 ETM接口71
思考與練習71
第4章 ARM7TDMI(S)指令系統(tǒng)
4.1 ARM處理器尋址方式73
4.2 指令集介紹76
4.2.1 ARM指令集77
4.2.2 Thumb指令集105
4.3 本章小結(jié)130
思考與練習130
第5章 LPC2000系列ARM硬件結(jié)構(gòu)
5.1 LPC2000系列簡介132
5.1.1 特性132
5.1.2 器件信息133
5.1.3 結(jié)構(gòu)133
5.2 引腳配置135
5.2.1 引腳排列及封裝信息135
5.2.2 LPC2114/2124的引腳描述135
5.2.3 LPC2210/2212/2214的引腳描述140
5.2.4 引腳功能選擇使用示例147
5.3 存儲器尋址147
5.3.1 片內(nèi)存儲器147
5.3.2 片外存儲器148
5.3.3 存儲器映射148
5.3.4 預取指中止和數(shù)據(jù)中止異常150
5.3.5 存儲器映射及引導塊151
5.3.6 啟動代碼相關(guān)部分153
5.4 系統(tǒng)控制模塊155
5.4.1 系統(tǒng)控制模塊功能匯總155
5.4.2 引腳描述155
5.4.3 寄存器描述156
5.4.4 晶體振蕩器156
5.4.5 復位158
5.4.6 外部中斷輸入161
5.4.7 外部中斷應用示例165
5.4.8 存儲器映射控制165
5.4.9 PLL（鎖相環(huán)）168
5.4.10 VPB分頻器173
5.4.11 功率控制174
5.4.12 喚醒定時器177
5.4.13 啟動代碼相關(guān)部分177
5.5 存儲器加速模塊179
5.5.1 結(jié)構(gòu)180
5.5.2 操作模式182
5.5.3 配置183
5.5.4 寄存器描述183
5.5.5 使用注意事項184
5.5.6 啟動代碼相關(guān)部分184
5.6 外部存儲器控制器185
5.6.1 特性185
5.6.2 結(jié)構(gòu)185
5.6.3 引腳描述186
5.6.4 寄存器描述187
5.6.5 外部存儲器接口189
5.6.6 典型總線時序190
5.6.7 外部存儲器選擇190
5.6.8 啟動代碼相關(guān)部分192
5.7 引腳連接模塊193
5.7.1 寄存器描述193
5.7.2 引腳功能控制197
5.7.3 啟動代碼相關(guān)部分198
5.8 向量中斷控制器199
5.8.1 特性199
5.8.2 功能199
5.8.3 結(jié)構(gòu)200
5.8.4 寄存器描述201
5.8.5 中斷源207
5.8.6 使用注意事項209
5.8.7 使用示例210
5.8.8 啟動代碼相關(guān)部分211
5.9 GPIO213
5.9.1 特性213
5.9.2 用途213
5.9.3 引腳描述213
5.9.4 寄存器描述213
5.9.5 使用注意事項216
5.9.6 使用示例216
5.10 UART0216
5.10.1 特性216
5.10.2 引腳描述217
5.10.3 應用217
5.10.4 結(jié)構(gòu)217
5.10.5 寄存器描述219
5.10.6 使用示例227
5.11 UART1229
5.11.1 特性229
5.11.2 引腳描述230
5.11.3 應用231
5.11.4 結(jié)構(gòu)231
5.11.5 寄存器描述232
5.12 I2C接口242
5.12.1 特性242
5.12.2 用途242
5.12.3 引腳描述242
5.12.4 I2C接口描述243
5.12.5 I2C操作模式246
5.12.6 寄存器描述258
5.13 SPI接口262
5.13.1 特性262
5.13.2 引腳描述262
5.13.3 接口描述263
5.13.4 結(jié)構(gòu)269
5.13.5 寄存器描述269
5.14 定時器0和定時器1272
5.14.1 特性272
5.14.2 用途272
5.14.3 引腳描述273
5.14.4 結(jié)構(gòu)274
5.14.5 寄存器描述274
5.14.6 定時器操作舉例280
5.14.7 使用示例281
5.15 脈寬調(diào)制器284
5.15.1 特性284
5.15.2 引腳描述285
5.15.3 PWM描述285
5.15.4 結(jié)構(gòu)286
5.15.5 寄存器描述289
5.15.6 使用示例295
5.16 A/D轉(zhuǎn)換器297
5.16.1 特性297
5.16.2 引腳描述298
5.16.3 寄存器描述298
5.16.4 操作301
5.16.5 使用示例301
5.17 實時時鐘302
5.17.1 特性302
5.17.2 結(jié)構(gòu)302
5.17.3 RTC中斷302
5.17.4 閏年計算303
5.17.5 寄存器描述304
5.17.6 混合寄存器組305
5.17.8 完整時間寄存器307
5.17.8 時間計數(shù)器組308
5.17.9 報警寄存器組309
5.17.10 基準時鐘分頻器（預分頻器）310
5.17.11 使用注意事項312
5.17.12 使用示例312
5.18 看門狗316
5.18.1 特性316
5.18.2 用途316
5.18.3 使用方法316
5.18.4 結(jié)構(gòu)316
5.18.5 寄存器描述317
5.18.6 使用示例319
5.19 本章小結(jié)320
思考與練習320
第6章 接口技術(shù)與硬件設計
6.1 最小系統(tǒng)322
6.1.1 框圖322
6.1.2 電源323
6.1.3 時鐘327
6.1.4 復位及復位芯片配置327
6.1.5 存儲器系統(tǒng)330
6.1.6 調(diào)試與測試接口330
6.1.7 完整的最小系統(tǒng)332
6.2 片內(nèi)外設335
6.2.1 GPIO（通用I/O）335
6.2.2 UART和MODEM340
6.2.3 I2C342
6.2.4 SPI350
6.3 總線接口354
6.3.1 并行SRAM354
6.3.2 并行Flash360
6.3.3 USB（D12）接口374
6.3.4 液晶接口379
6.3.5 網(wǎng)絡接口390
6.4 其他外設401
6.4.1 并行打印機接口401
6.4.2 CF卡及IDE硬盤接口408
思考與練習414
第7章 移植μC/OSII到ARM7
7.1 μC/OSII415
7.2 移植規(guī)劃415
7.2.1 編譯器的選擇415
7.2.2 任務模式的取舍415
7.2.3 支持的指令集416
7.3 移植μC/OSII416
7.3.1 移植μC/OSII簡介416
7.3.2 關(guān)于頭文件includes.h和config.h417
7.3.3 編寫OS_CPU.h418
7.3.4 編寫Os_cpu_c.c文件419
7.3.5 編寫OS_CPU_A.S424
7.3.6 關(guān)于中斷及時鐘節(jié)拍427
7.4 移植代碼應用到LPC2000429
7.4.1 編寫或獲取啟動代碼429
7.4.2 掛接SWI軟件中斷429
7.4.3 中斷及時鐘節(jié)拍中斷430
7.4.4 編寫應用程序430
思考與練習432
第8章 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺
8.1 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺的建立433
8.1.1 使用平臺開發(fā)是大勢所趨433
8.1.2 建立開發(fā)平臺的方法437
8.1.3 編寫自己的軟件模塊437
8.2 數(shù)據(jù)隊列438
8.2.1 數(shù)據(jù)隊列簡介438
8.2.2 API函數(shù)集438
8.3 串口驅(qū)動443
8.3.1 串口驅(qū)動簡介443
8.3.2 API函數(shù)集443
8.4 MODEM接口模塊445
8.4.1 MODEM簡介445
8.4.2 MODEM的狀態(tài)445
8.4.3 API函數(shù)集445
8.5 I2C總線模塊447
8.5.1 I2C簡介447
8.5.2 API函數(shù)集447
8.6 SPI總線模塊449
8.6.1 SPI總線模塊簡介449
8.6.2 API函數(shù)集449
8.7 其他軟件模塊452
思考與練習452
參考文獻