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第1章 微型计算机基础知识1

1.1 微型计算机的发展历程1

1.2 数字电路与计算机2

1.2.1 数据在计算机中的表示——二进制2

1.2.2 运算器及二进制数运算2

1.2.3 数据的存储8

1.2.4 指令及指令译码10

1.2.5 程序及程序计数器PC11

1.2.6 计算机执行程序的过程12

1.3 微型计算机系统的基本组成13

1.3.1 冯·诺依曼计算机结构14

1.3.2 计算机的硬件系统14

1.3.3 计算机的软件系统17

1.4 计算机体系结构的发展17

1.4.1 RISC18

1.4.2 指令流水线19

1.4.3 高速缓存21

1.4.4 协处理器21

1.4.5 片上系统21

1.5 微型计算机的两种主要应用方向21

1.5.1 桌面系统21

1.5.2 嵌入式系统22

1.6 计算机程序设计语言22

1.6.1 低级语言22

1.6.2 高级语言23

1.7 计算机常用标准编码23

1.7.1 ASCII码23

1.7.2 BCD码24

1.8 习题24

第2章 总线、存储器和接口26

2.1 总线26

2.1.1 总线的基本概念26

2.1.2 系统总线27

2.1.3 系统总线结构28

2.1.4 片内总线30

2.2 存储器30

2.2.1 半导体存储器的一般结构31

2.2.2 随机读／写存储器32

2.2.3 只读存储器35

2.2.4 存储器的逻辑表示36

2.3 外部设备及接口36

2.3.1 外部设备及其特点37

2.3.2 I/O接口电路的功能38

2.3.3 I/O设备接口电路的基本结构42

2.3.4 外部设备与处理器的联络和数据传输42

2.4 常用接口电路45

2.4.1 并行接口电路45

2.4.2 串行接口电路46

2.4.3 定时器／计数器51

2.5 习题52

第3章 ARM体系结构54

3.1 ARM及其嵌入式处理器的研发与生产方式54

3.1.1 SoC与嵌入式处理器54

3.1.2 嵌入式处理器的研发和生产方式55

3.2 ARM处理器核的结构58

3.3 冯·诺依曼结构及哈佛结构在ARM中的应用59

3.4 ARM处理器的运行模式60

3.5 ARM的两种工作状态61

3.6 ARM处理器的寄存器61

3.6.1 ARM状态下寄存器的组织方式61

3.6.2 Thumb状态下寄存器的组织方式65

3.7 存储器的组织66

3.8 ARM体系结构的其他特点68

3.8.1 灵活方便的协处理器接口68

3.8.2 嵌入式的在线仿真调试69

3.8.3 低电压低功耗的设计69

3.9 ARM体系结构的版本及处理器系列69

3.9.1 ARM体系结构的版本69

3.9.2 ARM处理器系列70

3.10 习题71

第4章 ARM指令系统73

4.1 寻址方式73

4.1.1 立即寻址方式73

4.1.2 寄存器寻址方式74

4.1.3 寄存器间接寻址方式74

4.1.4 变址寻址75

4.2 ARM指令集概述75

4.2.1 指令的基本格式76

4.2.2 指令的可选操作76

4.2.3 指令的第2源操作数78

4.3 ARM指令集82

4.3.1 数据传送指令82

4.3.2 算术运算指令83

4.3.3 逻辑运算指令90

4.3.4 测试与比较指令92

4.3.5 跳转指令94

4.3.6 程序状态寄存器访问指令96

4.3.7 加载／存储指令97

4.3.8 批量数据加载／存储指令101

4.3.9 数据交换指令103

4.3.10 异常产生指令104

4.4 Thumb指令集简介104

4.5 习题105

第5章 ARM汇编106

5.1 汇编器与汇编语言106

5.2 ARM伪指令107

5.2.1 段定义伪指令107

5.2.2 符号定义伪指令108

5.2.3 程序中的标号110

5.2.4 数据定义伪指令111

5.2.5 汇编控制伪指令115

5.2.6 其他常用伪指令116

5.3 宏与宏指令121

5.3.1 宏121

5.3.2 宏指令122

5.4 汇编语言的规范124

5.4.1 汇编语句格式124

5.4.2 汇编语言的表达式和运算符124

5.5 习题128

第6章 ARM程序设计129

6.1 ARM工程129

6.2 ARM汇编语言程序设计130

6.2.1 段130

6.2.2 分支程序设计131

6.2.3 循环程序设计135

6.2.4 子程序及其调用136

6.2.5 汇编程序访问全局C变量137

6.3 ARM程序框架138

6.3.1 初始化程序部分139

6.3.2 初始化部分与主应用程序部分的衔接139

6.3.3 ARM开发环境提供的程序框架140

6.4 C与汇编之间的函数调用140

6.4.1 ATPCS简介140

6.4.2 C程序可调用汇编函数实例143

6.4.3 汇编程序调用C函数实例144

6.5 C/C＋＋语言和汇编语言的混合编程145

6.5.1 内联汇编145

6.5.2 嵌入式汇编146

6.5.3 内联汇编代码与嵌入式汇编代码之间的差异148

6.6 习题148

第7章 中断和异常151

7.1 中断和异常的基本概念151

7.1.1 中断和异常151

7.1.2 中断请求信号的屏蔽152

7.1.3 中断优先级及中断嵌套153

7.1.4 中断服务程序154

7.1.5 中断向量和中断向量表155

7.1.6 中断的处理过程156

7.2 ARM的中断（异常）157

7.2.1 ARM的中断（异常）向量表157

7.2.2 ARM中断（异常）的管理158

7.2.3 ARM中断（异常）运行模式160

7.2.4 中断（异常）的响应过程及返回161

7.3 习题165

第8章 LPC2000系列嵌入式处理器166

8.1 LPC2000嵌入式处理器概貌166

8.2 引脚连接模块168

8.3 通用可编程并行数据接口GPIO169

8.4 LPC2000的存储器170

8.4.1 存储空间的分配170

8.4.2 内部存储器映射171

8.4.3 I/O接口端口映射172

8.4.4 Flash存储器加速模块172

8.5 外部存储器控制模块EMC173

8.5.1 EMC的结构173

8.5.2 EMC的寄存器174

8.5.3 外部存储器的连接175

8.6 LPC2000的时钟177

8.6.1 LPC2000时钟模块177

8.6.2 cclk时钟参数的设置178

8.6.3 pclk时钟参数的设置179

8.7 定时器180

8.7.1 定时器的原理和功能180

8.7.2 定时器的寄存器181

8.7.3 定时器的初始化184

8.8 LPC2000的脉宽调制器PWM184

8.8.1 LPC2000脉宽调制器原理184

8.8.2 脉宽调制器的寄存器186

8.8.3 LPC2000脉宽调制器的使用示例187

8.9 看门狗188

8.9.1 看门狗的结构及原理188

8.9.2 看门狗的寄存器189

8.9.3 看门狗的使用190

8.10 功率控制模块190

8.11 LPC2000的UART接口191

8.11.1 UART接口的结构191

8.11.2 UART接口的寄存器193

8.11.3 UART1接口与Modem196

8.11.4 UART接口的初始化197

8.12 LPC2000的SPI接口198

8.12.1 SPI简介及LPC2000的SPI接口逻辑198

8.12.2 LPC2000 SPI接口的寄存器199

8.13 LPC2000的I2C接口201

8.13.1 I2C总线简介201

8.13.2 LPC2000的I2C总线接口204

8.13.3 I2C接口的工作过程207

8.14 A/D转换器208

8.15 LPC2000的中断管理210

8.15.1 外部中断通道210

8.15.2 中断控制器VIC213

8.16 习题218

第9章 LPC2000外部电路220

9.1 复位电路220

9.2 人机交互设备221

9.2.1 键盘与触摸屏221

9.2.2 显示器225

9.3 习题230

第10章 LPC2000的固件231

10.1 LPC2000的重映射存储区231

10.2 LPC2000的固件及其作用232

10.3 LPC2000引导块235

10.3.1 LPC2000引导块的地址映射235

10.3.2 向量表的重映射236

10.3.3 LPC2114/2124的Boot Block的工作流程236

10.3.4 有效用户程序的识别237

10.4 RAM空间的重映射238

10.5 习题239

第11章 LPC2000程序的组织241

11.1 用户程序的启动部分241

11.2 启动文件242

11.2.1 汇编语言文件Startup.s242

11.2.2 C语言文件Target.c245

11.3 μC/OS-Ⅱ操作系统的使用（移植）246

11.3.1 μC/OS-Ⅱ简介246

11.3.2 文件OS_CPU.H的移植247

11.3.3 文件OS_CPU_C.C的移植251

11.3.4 文件OS_CPU_A.S的移植254

11.4 用户程序的存储与运行257

11.5 习题259

第12章 S3C44B0X处理器简介260

12.1 S3C44B0X的结构260

12.2 S3C44B0X的存储器260

12.2.1 S3C44B0X存储映射260

12.2.2 S3C44B0X用于存储管理的寄存器262

12.3 时钟和功耗管理265

12.3.1 时钟设置265

12.3.2 功耗管理控制266

12.3.3 功耗管理控制寄存器267

12.4 中断管理268

12.4.1 中断源与中断系统结构268

12.4.2 中断控制寄存器268

12.4.3 中断源优先排队模块270

12.5 DMA控制器272

12.5.1 ZDMA和BDMA273

12.5.2 与ZDMA相关的寄存器274

12.5.3 与BDMA相关的寄存器276

12.6 LCD控制器278

12.6.1 概述278

12.6.2 LCD控制器的控制寄存器280

12.6.3 帧缓冲区起始地址寄存器282

12.7 I2S总线接口284

12.7.1 I2S总线接口框图284

12.7.2 I2S接口工作模式286

12.7.3 I2S接口的特殊功能寄存器286

12.8 S3C44B0X的引脚与I/O端口289

12.8.1 端口配置寄存器PCON289

12.8.2 端口数据寄存器PDATA～PDATAG290

12.8.3 上拉寄存器PUPC～PUPG290

12.9 习题290

第13章 ARM高级存储管理291

13.1 高速缓冲存储器291

13.1.1 Cache的基本概念和工作原理291

13.1.2 Cache与主存之间的关系294

13.1.3 Cache的写缓冲器295

13.2 协处理器296

13.2.1 ARM的协处理器297

13.2.2 协处理器操作指令297

13.3 ARM存储器保护单元MPU299

13.3.1 ARM的MPU300

13.3.2 协处理器CP15及保护区域的定义300

13.3.3 保护区域的重叠应用306

13.3.4 MPU应用示例306

13.4 虚拟存储与MMU314

13.4.1 虚拟存储空间与物理内存空间314

13.4.2 地址映射机构315

13.4.3 页表的缓存——快表318

13.4.4 页表的存储及二级页表319

13.4.5 采用虚拟存储技术的优点321

13.5 ARM的虚拟存储管理322

13.5.1 ARM的页表结构322

13.5.2 访问控制326

13.5.3 MMU的配置328

13.5.4 页Cache和写缓冲器的设置328

13.5.5 快表329

13.5.6 MMU异常330

13.6 习题331

附录 S3C44B0X引脚描述332

参考文献335