ARM嵌入式常用模块与综合系统设计实例精讲 第2版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本下载

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第一篇 基础知识篇2

第1章 ARM处理器及系统结构2

1.1 ARM处理器概述2

1.1.1 ARM公司简介2

1.1.2 ARM特点3

1.1.3 ARM应用领域3

1.2 ARM处理器系列5

1.3 ARM内核基本结构9

1.3.1 ARM内核9

1.3.2 ARM扩展功能块10

1.3.3 ARM启动方式13

1.4 ARM处理器运行模式14

1.5 ARM寄存器14

1.5.1 通用寄存器14

1.5.2 程序状态寄存器16

1.5.3 ARM状态下的寄存器18

1.5.4 Thumb状态下的寄存器19

1.6 ARM存储系统20

1.6.1 ARM存储方法20

1.6.2 存储空间管理单元（MMU）21

1.7 ARM流水线与时序23

1.7.1 ARM流水线23

1.7.2 ARM时序23

1.8 ARM中断与异常24

1.8.1 ARM异常类型25

1.8.2 异常的响应及返回25

1.8.3 异常的描述26

1.8.4 异常的处理28

第2章 ARM编程基础29

2.1 ARM指令系统29

2.1.1 ARM指令介绍29

2.1.2 ARM指令寻址方式31

2.1.3 ARM指令集34

2.2 ARM汇编语言设计46

2.2.1 ARM汇编器所支持的伪指令46

2.2.2 汇编语言的语句格式53

2.2.3 汇编语言的程序结构57

2.3 ARM C语言设计58

2.3.1 优化C语言编程58

2.3.2 C语言与汇编混合编程64

2.3.3 ARM C/C＋＋编译器69

第3章 ARM开发环境与调试系统76

3.1 ADS开发环境76

3.1.1 CodeWarrior的使用76

3.1.2 AXD的使用83

3.2 SDT开发环境86

3.2.1 SDT开发环境及特点86

3.2.2 SDT调试环境86

3.2.3 利用SDT软件编程实例87

3.3 ARM体系中调试系统概述90

3.4 用仿真器调试系统92

3.4.1 初始化存储器92

3.4.2 在线仿真92

3.4.3 常见问题94

3.5 基于Angel的调试系统95

3.5.1 基于Angel的调试系统概述95

3.5.2 使用Angel开发应用程序98

3.5.3 Angel执行的操作103

3.5.4 将Angel移植到特定的目标系统105

3.6 基于JTAG的调试系统122

3.6.1 调试接口JTAG介绍122

3.6.2 基于JTAG的调试系统的特点125

3.6.3 基于JTAG的调试系统结构126

3.6.4 目标系统中的调试功能扩展部件127

3.6.5 基于JTAG的调试过程128

第二篇 常用模块设计实例篇130

第4章 ARM嵌入式开发平台的构建130

4.1 实例说明130

4.2 ARM系统体系结构130

4.2.1 硬件体系结构131

4.2.2 软件体系结构133

4.3 硬件平台实现方法134

4.3.1 硬件电路板设计134

4.3.2 ARM硬件设计原则136

4.4 软件开发方法137

4.4.1 软件开发流程137

4.4.2 软件开发环境构建138

4.5 实例总结139

第5章 DMA模块应用设计140

5.1 实例内容和目标140

5.2 DMA数据传输原理140

5.2.1 DMA操作原理141

5.2.2 外部DMA请求／应答协议142

5.2.3 DMA传送方式143

5.2.4 DMA的寄存器介绍144

5.3 软件设计145

5.4 实例总结148

第6章 RTC模块应用设计149

6.1 实例内容和目标149

6.2 RTC工作原理149

6.2.1 RTC的特性149

6.2.2 RTC相关寄存器150

6.3 硬件设计153

6.4 软件设计153

6.4.1 RTC初始化154

6.4.2 RTC显示控制程序154

6.5 实例总结156

第7章 PWM模块应用设计157

7.1 实例内容和目标157

7.2 PWM工作原理158

7.2.1 PWM的特性158

7.2.2 PWM的工作原理158

7.2.3 PWM的定时操作159

7.2.4 PWM的特殊寄存器160

7.3 实例软件设计163

7.3.1 PWM启动163

7.3.2 调制PWM164

7.3.3 程序代码164

7.4 实例总结165

第8章 看门狗定时器模块设计166

8.1 实例说明166

8.2 看门狗工作原理166

8.2.1 看门狗定时器操作166

8.2.2 看门狗定时器特殊功能寄存器167

8.3 实例软件设计168

8.4 实例总结169

第9章 中断处理模块设计170

9.1 实例说明170

9.2 中断处理与寄存器设置171

9.2.1 ARM中断处理类型171

9.2.2 ARM中断及相关寄存器172

9.3 中断硬件模块图173

9.4 软件程序设计174

9.4.1 中断处理流程174

9.4.2 中断程序设计174

9.4.3 中断处理程序优化175

9.5 实例总结176

第10章 复位模块设计177

10.1 实例说明177

10.2 ARM复位原理177

10.2.1 ARM复位源类型177

10.2.2 复位工作原理178

10.3 硬件电路设计179

10.3.1 复位电路原理图179

10.3.2 复位电路的调试180

10.4 看门狗软件复位181

10.5 实例总结183

第11章 A/D变换模块设计184

11.1 实例说明184

11.2 A/D变换原理185

11.2.1 A/D变换类型185

11.2.2 A/D转换过程187

11.3 硬件电路设计188

11.3.1 A/D模块188

11.3.2 D/A模块189

11.4 A/D采样软件设计190

11.5 实例总结192

第12章 电源模块设计193

12.1 实例说明193

12.2 电源工作原理193

12.2.1 系统工作状态193

12.2.2 外设耗电考虑194

12.3 电源线与地线设计196

12.4 硬件电路设计198

12.4.1 直流电压产生方法198

12.4.2 电源模块电路原理图198

12.5 电源的软件管理200

12.6 实例总结201

第13章 SDRAM模块设计202

13.1 实例说明202

13.2 SDRAM特点202

13.2.1 SDRAM状态202

13.2.2 SDRAM控制203

13.2.3 SDRAM时序特点204

13.2.4　地址空间分配205

13.3 硬件电路设计206

13.3.1 SDRAM芯片206

13.3.2 SDRAM模块原理图207

13.4 软件设计208

13.4.1 SDRAM读写208

13.4.2 SDRAM软件测试209

13.5 实例总结216

第14章 Nand-Flash/Nor-Flash存储模块设计217

14.1 实例说明217

14.2 Flash原理218

14.2.1 Nand-Flash与Nor-Flash区别218

14.2.2 Flash驱动220

14.3 硬件电路设计220

14.3.1 Nor-Flash的设计220

14.3.2 Nand-Flash的设计222

14.3.3 Nor-Flash/Nand-Flash跳线选择223

14.4 软件设计224

14.4.1 Flash数据存储操作流程224

14.4.2 程序代码说明224

14.5 实例总结228

第15章 通用I/O模块设计229

15.1 实例说明229

15.2 GPIO原理229

15.2.1 GPIO设备驱动原理229

15.2.2 如何驱动GPIO及对应设备231

15.3 GPIO应用举例231

15.4 GPIO设备程序开发232

15.4.1 开发步骤232

15.4.2 GPIO端口编程233

15.5 实例总结234

第16章 键盘模块设计235

16.1 实例说明235

16.2 键盘工作原理235

16.2.1 常用键盘接口235

16.2.2 行列式键盘工作原理236

16.2.3 键盘扫描流程237

16.3 硬件电路设计237

16.3.1 ARM键盘接口237

16.3.2 键盘电路原理图237

16.4 软件设计238

16.4.1 键盘扫描程序238

16.4.2 键盘测试程序242

16.4.3 键盘驱动243

16.5 实例总结244

第17章 LCD模块设计245

17.1 实例说明245

17.2 LCD工作原理246

17.2.1 LCD显示模式246

17.2.2 LCD显示地址247

17.2.3 LCD读写时序247

17.3 硬件电路设计249

17.3.1 LCD显示电路249

17.3.2 电路原理图250

17.4 软件设计251

17.4.1 LCD显示定位、结构与驱动251

17.4.2 LCD显示流程253

17.4.3 LCD显示与测试253

17.4.4 LCD字模显示程序257

17.5 实例总结259

第18章 USB设备模块设计260

18.1 实例说明260

18.2 设计思路分析260

18.2.1 USB工作原理260

18.2.2 USB特点262

18.2.3 USB传输方式263

18.3 硬件电路设计263

18.3.1 USB接口内部结构263

18.3.2 端口描述265

18.3.3 USB硬件原理图266

18.4 软件设计267

18.4.1 固件程序的设计268

18.4.2 驱动程序设计268

18.5 实例总结271

第19章 以太网控制器模块设计272

19.1 实例说明272

19.2 以太网口工作原理273

19.3 硬件电路设计274

19.3.1 电路原理图274

19.3.2 网卡芯片调试275

19.4 软件设计276

19.4.1 以太网口存储及初始化276

19.4.2 发送数据包277

19.4.3 接收数据包278

19.4.4 程序代码279

19.5 实例总结286

第20章 I2C总线串行接口应用设计287

20.1 实例说明287

20.2 I2C设计原理287

20.2.1 I2C主从模式287

20.2.2 I2C工作原理288

20.3 I2C硬件电路设计289

20.3.1 I2C串口存储器289

20.3.2 电路原理图290

20.4 软件设计290

20.4.1 I2C读写过程设计290

20.4.2 程序代码说明292

20.5 实例总结300

第21章 UART异步串行接口模块设计301

21.1 实例说明301

21.2 串行通信原理301

21.2.1 异步串行通信301

21.2.2 同步串行通信302

21.2.3 RS-232-C接口302

21.3 硬件电路设计304

21.4 软件设计305

21.4.1 串口中断程序305

21.4.2 串口调试程序代码306

21.5 实例总结308

第22章 ARP网络寻址模块设计309

22.1 实例说明309

22.2 ARP设计310

22.2.1 ARP协议工作原理310

22.2.2 硬件ARP实现311

22.3 软件设计311

22.3.1 ARP实现流程311

22.3.2 ARP程序设计313

22.4 实例总结317

第23章 Boot-loader模块设计318

23.1 实例说明318

23.2 设计思路分析319

23.2.1 Boot-loader原理320

23.2.2 Boot-loader的stage 1322

23.2.3 Boot-loader的stage 2323

23.3 实现方法326

23.3.1 Boot-loader的设置326

23.3.2 Boot-loader程序设计327

23.3.3 Boot-loader程序烧写330

23.4 实例总结331

第24章 基于Nand-Flash的文件系统设计332

24.1 实例说明332

24.2 根文件系统原理332

24.2.1 Linux源文件的组织结构332

24.2.2 文件系统指标334

24.2.3 文件系统分类334

24.3 根文件创建过程336

24.3.1 配置NFS336

24.3.2 创建根文件系统336

24.3.3 文件系统的页面管理340

24.4 实例总结342

第25章 GUI系统的移植与应用设计343

25.1 实例说明343

25.2 GUI系统原理343

25.2.1 常用的GUI系统343

25.2.2 GUI设计要求346

25.3 不同GUI平台的移植配置347

25.3.1 MicroWindows的移植配置347

25.3.2 MiniGUI的移植配置348

25.3.3 Qt/Embedded的移植配置348

25.4 GUI图形显示的实现349

25.4.1 GUI系统的移植过程349

25.4.2 基于Frame-buffer的GUI图形显示350

25.5 实例总结352

第26章 ARM Linux的移植与应用设计353

26.1 实例说明353

26.2 Linux系统移植原理354

26.2.1 系统移植类型354

26.2.2 系统移植的启动阶段354

26.3 ARM Linux的移植过程355

26.3.1 建立Linux交叉编译环境355

26.3.2 剪裁和配置ARM Linux内核357

26.3.3 引导内核启动流程362

26.3.4 编写嵌入式Linux的设备驱动程序364

26.4 实例总结367

第27章 μC/OS-Ⅱ移植与应用设计368

27.1 μC/OS-Ⅱ实例内容368

27.2 μC/OS-Ⅱ概述368

27.2.1 μC/OS-Ⅱ简介368

27.2.2 μC/OS-Ⅱ的特点369

27.3 μC/OS-Ⅱ移植371

27.3.1 μC/OS-Ⅱ文件体系结构371

27.3.2 μC/OS-Ⅱ移植条件371

27.3.3 μC/OS-Ⅱ在S3C44B0X上的移植372

27.4 μC/OS-Ⅱ实例软件设计373

27.5 实例总结375

第三篇 综合应用系统设计实例篇378

第28章 餐厅手持电子点菜系统设计378

28.1 实例说明378

28.2 设计思路分析378

28.2.1 系统工作原理378

28.2.2 系统功能模块379

28.3 系统硬件设计379

28.4 系统软件设计380

28.4.1 系统初始化程序代码380

28.4.2 主程序部分385

28.5 实例总结390

第29章 UDP数据报与TCP传输应用系统设计391

29.1 实例说明391

29.2 UDP与TCP数据传输原理391

29.2.1 UDP工作原理391

29.2.2 TCP工作原理392

29.3 层间接口设计393

29.4 软件设计396

29.4.1 UDP数据报传输396

29.4.2 TCP数据传输的实现401

29.5 实例总结409

第30章 音频编解码应用系统设计410

30.1 实例说明410

30.2 音频编解码原理411

30.2.1 音频编解码框图411

30.2.2 音频编码过程412

30.2.3 IIS音频总线414

30.2.4 IIS音频时钟与传输方式415

30.3 硬件电路设计416

30.3.1 音频A/D单元416

30.3.2 与ARM音频接口417

30.4 软件设计417

30.5 实例总结421

第31章 数字视频监控应用系统设计422

31.1 实例说明422

31.2 设计思路分析422

31.2.1 监控系统实现方案422

31.2.2 监控系统应用举例424

31.3 硬件电路设计425

31.3.1 ARM视频监控平台425

31.3.2 VGA接口与权电阻网络426

31.3.3 CMOS图像采集模块427

31.4 软件设计429

31.4.1 监控主程序流程429

31.4.2 程序代码说明430

31.5 实例总结447

第32章 指纹识别应用系统设计448

32.1 实例说明448

32.2 指纹识别448

32.2.1 基本概念449

32.2.2 指纹识别的基本原理449

32.2.3 指纹识别的方法450

32.3 硬件电路设计454

32.3.1 指纹硬件电路454

32.3.2 电路原理图455

32.4 软件设计456

32.4.1 指纹识别驱动456

32.4.2 指纹处理程序设计456

32.5 实例总结464

第33章 车载信息系统设计466

33.1 实例说明466

33.2 设计思路分析467

33.2.1 车载系统的结构467

33.2.2 车载系统的基本原理468

33.2.3 车载系统开发平台468

33.2.4 系统软件体系结构469

33.3 硬件电路设计469

33.3.1 硬件电路470

33.3.2 硬件模块说明470

33.4 软件设计472

33.4.1 相关驱动说明473

33.4.2 模块程序设计474

33.4.3 整体设计476

33.4.4 部分源程序476