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第1章 嵌入式系统组成简介1

1.1 嵌入式系统定义、发展历程、应用举例、主要特点1

1.1.1 嵌入式系统定义1

1.1.2 嵌入式系统发展历程1

1.1.3 嵌入式系统应用举例2

1.1.4 嵌入式系统主要特点3

1.2 嵌入式系统硬件组成及软件组成举例4

1.2.1 嵌入式系统硬件组成举例4

1.2.2 嵌入式系统软件组成举例4

1.3 嵌入式微处理器简介6

1.3.1 嵌入式微处理器分类6

1.3.2 主流嵌入式微处理器简介8

1.4 嵌入式操作系统简介11

1.4.1 嵌入式操作系统主要特点11

1.4.2 主流嵌入式操作系统简介12

1.5 ARM系列嵌入式微处理器简介16

1.5.1 ARM系列处理器核的命名规则与性能16

1.5.2 ARM指令集结构版本和变异19

1.6 本章小结22

1.7 习题23

第2章 微处理器组成及程序员模型24

2.1 S3C2440A微处理器概述24

2.2 S3C2440A微处理器组成与引脚信号25

2.2.1 S3C2440A微处理器组成25

2.2.2 S3C2440A芯片封装及引脚编号与引脚信号名29

2.2.3 S3C2440A特殊功能寄存器简介30

2.3 ARM920T核31

2.3.1 ARM920T简介31

2.3.2 ARM920T指令系统特点31

2.3.3 ARM920T功能模块32

2.4 程序员模型34

2.4.1 处理器操作状态34

2.4.2 存储器格式和数据类型34

2.4.3 处理器操作方式36

2.4.4 寄存器37

2.4.5 程序状态寄存器40

2.4.6 异常42

2.4.7 Reset46

2.5 S3C2410A微处理器组成46

2.6 本章小结47

2.7 习题47

第3章 ARM指令系统49

3.1 ARM指令系统概述49

3.2 ARM指令集50

3.2.1 ARM指令集概述50

3.2.2 ARM指令集指令的条件执行51

3.3 ARM存储器访问指令52

3.3.1 字、无符号字节装入／存储指令52

3.3.2 半字装入／存储指令、带符号字节／半字装入指令54

3.3.3 块数据传送指令56

3.3.4 单个数据交换指令60

3.4 ARM数据处理指令61

3.4.1 ARM数据处理指令概述61

3.4.2 ARM数据处理指令程序举例69

3.5 ARM分支指令71

3.5.1 分支并且转换状态指令71

3.5.2 分支、分支并且连接指令72

3.6 ARM程序状态寄存器传送指令73

3.7 ARM乘法指令75

3.7.1 乘、乘累加指令75

3.7.2 长乘、长乘累加指令76

3.8 ARM软件中断指令77

3.9 ARM协处理器指令78

3.9.1 协处理器介绍78

3.9.2 协处理器数据操作指令79

3.9.3 协处理器数据传送指令80

3.9.4 协处理器寄存器传送指令82

3.10 Thumb指令集83

3.10.1 Thumb指令集特点83

3.10.2 移位并传送、加／减、传送／比较／加／减立即数指令85

3.10.3 ALU操作指令86

3.10.4 高寄存器组操作、分支并且转换状态指令86

3.10.5 装入／存储指令87

3.10.6 装入地址、加偏移量到SP、压栈／出栈、多寄存器装入／存储指令88

3.10.7 条件分支、软件中断、无条件分支、长分支并且连接指令89

3.11 本章小结90

3.12 习题90

第4章 ARM汇编语言特性与编程基础95

4.1 ARM汇编语言特性95

4.1.1 行格式、预定义名和内建变量95

4.1.2 ARM伪指令与Thumb伪指令97

4.1.3 符号与指示符101

4.1.4 与代码有关的指示符105

4.1.5 与数据定义有关的指示符107

4.1.6 符号定义指示符114

4.1.7 汇编控制指示符120

4.1.8 报告指示符124

4.1.9 表达式和操作符125

4.2 ARM汇编语言编程基础128

4.2.1 汇编语言和汇编器128

4.2.2 调用子程序128

4.2.3 条件执行129

4.2.4 装入常数到寄存器130

4.2.5 装入地址到寄存器133

4.2.6 装入和存储多个寄存器指令138

4.2.7 多路分支139

4.2.8 宏定义、宏调用及宏替换举例140

4.3 本章小结141

4.4 习题141

第5章 主存储器及Nand Flash存储器组成144

5.1 S3C2440A／S3C2410A存储器控制器144

5.1.1 S3C2440A与存储器相关的特性144

5.1.2 与存储器芯片连接的S3C2440A引脚信号含义及使用146

5.1.3 S3C2440A存储器总线周期定时关系举例152

5.1.4 S3C2440A存储器控制器特殊功能寄存器156

5.2 S3C2440A／S3C2410A存储器组成举例162

5.2.1 使用Nor Flash芯片作为引导ROM162

5.2.2 使用SDRAM芯片举例167

5.3 S3C2410A存储器控制器与以太网控制器连接举例178

5.4 S3C2410A存储器控制器初始化设置举例178

5.5 S3C44B0X存储器组成举例181

5.5.1 存储器控制器概述181

5.5.2 存储器控制器选择大／小端数据格式及数据总线宽度182

5.5.3 存储器控制器特殊功能寄存器183

5.5.4 存储器组成举例184

5.5.5 存储器控制器初始化设置举例184

5.6 K9F1208U0M Nand Flash芯片应用基础185

5.6.1 两种引导模式185

5.6.2 Nand Flash概述186

5.6.3 K9F1208U0M Nand Flash芯片特点及结构186

5.6.4 K9F1208U0M Nand Flash芯片命令集和状态寄存器191

5.6.5 K9F1208U0M Nand Flash芯片操作举例192

5.6.6 K9F1208U0M使用注意事项193

5.7 S3C2410A Nand Flash存储器组成举例194

5.7.1 S3C2410A Nand Flash控制器194

5.7.2 S3C2410A Nand Flash控制器特殊功能寄存器196

5.7.3 S3C2410A Nand Flash存储器组成举例198

5.7.4 S3C2410A读Nand Flash程序举例198

5.8 S3C2440A／S3C44B0X Nand Flash存储器组成举例200

5.8.1 S3C2440A Nand Flash控制器200

5.8.2 S3C2440A Nand Flash存储器组成举例201

5.8.3 S3C44B0X Nand Flash存储器组成举例202

5.9 本章小结202

5.10 习题202

第6章 时钟与电源管理、DMAC及总线主设备优先权205

6.1 功耗管理、时钟与电源管理概述205

6.1.1 CMOS电路的功耗与功耗管理基础205

6.1.2 S3C2440A时钟与电源管理概述207

6.1.3 时钟与电源管理用到的S3C2440A引脚信号207

6.2 S3C2440A时钟发生器208

6.2.1 时钟发生器框图208

6.2.2 时钟源的选择209

6.2.3 锁相环210

6.2.4 时钟控制逻辑211

6.3 S3C2440A电源管理213

6.3.1 电源管理模式的转换213

6.3.2 电源管理模式214

6.3.3 S3C2440A电源引脚217

6.4 S3C2440A时钟与电源管理特殊功能寄存器218

6.5 S3C2410A／S3C44B0X时钟与电源管理222

6.5.1 S3C2410A时钟与电源管理222

6.5.2 U-Boot对S3C2410A时钟与电源管理特殊功能寄存器初始设置代码223

6.5.3 S3C44B0X时钟与电源管理224

6.5.4 S3C44B0X时钟与电源管理特殊功能寄存器设置程序举例225

6.6 DMA基础225

6.6.1 DMA含义225

6.6.2 DMAC控制输入传输举例226

6.6.3 总线主设备、从设备228

6.7 S3C2440A／S3C2410A DMA传输228

6.7.1 DMA概述228

6.7.2 存储器到外设DMA传输举例229

6.7.3 DMA用到的S3C2440A引脚信号231

6.8 S3C2440A／S3C2410A DMA请求、有限状态机和协议231

6.8.1 硬件DMA请求与软件DMA请求231

6.8.2 用于DMA操作的有限状态机232

6.8.3 外部DMA请求／响应协议233

6.8.4 Unit／Burst传输、数据尺寸与自动重装235

6.8.5 外部DMA请求／响应协议传输举例236

6.9 S3C2440A／S3C2410A DMA特殊功能寄存器237

6.10 S3C2410A DMA存储器到存储器传输测试举例241

6.11 S3C44B0X DMA传输245

6.11.1 DMA概述245

6.11.2 ZDMA／BDMA操作246

6.11.3 外部DMA请求／响应协议247

6.11.4 DMA传输模式249

6.11.5 DMA请求源选择250

6.12 总线主设备优先权251

6.12.1 S3C2440A／S3C2410A总线主设备优先权251

6.12.2 S3C44B0X总线主设备优先权251

6.13 本章小结252

6.14 习题252

第7章 GPIO端口及中断控制器255

7.1 S3C2440A／S3C2410A GPIO端口及其他寄存器概述、引脚信号255

7.1.1 GPIO端口及其他寄存器概述255

7.1.2 与GPIO端口及其他寄存器相关的S3C2440A／S3C2410A引脚信号256

7.2 S3C2440A／S3C2410A GPIO端口控制258

7.3 S3C2440A／S3C2410A GPIO端口特殊功能寄存器259

7.3.1 端口A～端口J寄存器组259

7.3.2 其他寄存器267

7.4 S3C2410A GPIO端口定义、设置、应用程序举例275

7.4.1 GPOI端口特殊功能寄存器在程序中定义275

7.4.2 GPIO端口初始设置举例277

7.4.3 GPIO端口应用程序举例277

7.5 S3C44B0X GPIO端口279

7.6 S3C2440A／S3C2410A与中断有关的寄存器、中断处理过程280

7.6.1 与中断有关的寄存器280

7.6.2 中断处理过程282

7.7 S3C2440A／S3C2410A中断控制器操作、中断源及中断优先权283

7.7.1 中断控制器操作283

7.7.2 中断源284

7.7.3 中断优先权产生模块285

7.8 S3C2440A／S3C2410A中断控制器特殊功能寄存器287

7.9 S3C2410A中断程序举例293

7.10 S3C44B0X中断控制器300

7.10.1 中断控制器概述及G组端口寄存器、外部中断控制／登记寄存器300

7.10.2 中断控制器操作303

7.10.3 中断源304

7.10.4 中断优先权产生模块305

7.10.5 用于IRQ的向量中断方式306

7.10.6 向量与非向量中断方式程序举例306

7.10.7 中断控制器特殊功能寄存器308

7.11 本章小结315

7.12 习题315

第8章 脉宽调制定时器、实时时钟及看门狗定时器318

8.1 脉宽调制定时器318

8.1.1 S3C2440A／S3C2410A脉宽调制定时器概述318

8.1.2 S3C2440A／S3C2410A脉宽调制定时器操作321

8.1.3 S3C2440A／S3C2410A脉宽调制定时器特殊功能寄存器326

8.1.4 S3C2410A脉宽调制定时器应用举例328

8.1.5 S3C44B0X脉宽调制定时器331

8.2 实时时钟332

8.2.1 S3C2440A／S3C2410A实时时钟概述332

8.2.2 S3C2440A／S3C2410A实时时钟组成与操作332

8.2.3 S3C2440A／S3C2410A实时时钟特殊功能寄存器334

8.2.4 S3C2410A实时时钟程序举例338

8.2.5 S3C44B0X实时时钟340

8.3 看门狗定时器340

8.3.1 看门狗定时器概述340

8.3.2 S3C2440A／S3C2410A看门狗定时器操作341

8.3.3 S3C2440A／S3C2410A看门狗定时器特殊功能寄存器342

8.3.4 S3C2410A看门狗定时器程序举例343

8.3.5 S3C44B0X看门狗定时器346

8.4 本章小结346

8.5 习题347

第9章 ADC与触摸屏接口、片外DAC连接举例349

9.1 ADC与触摸屏接口基础知识349

9.1.1 ADC基础知识349

9.1.2 四线电阻式触摸屏接口基础知识350

9.2 S3C2440A／S3C2410A ADC与触摸屏接口概述352

9.2.1 概述352

9.2.2 主要特点353

9.2.3 ADC与触摸屏接口用到的S3C2440A／S3C2410A引脚信号353

9.3 S3C2440A／S3C2410A ADC与触摸屏接口操作353

9.3.1 功能框图353

9.3.2 触摸屏应用举例353

9.3.3 功能描述355

9.4 S3C2440A／S3C2410A ADC与触摸屏接口特殊功能寄存器356

9.5 S3C2410A ADC与触摸屏接口程序举例360

9.5.1 ADC程序举例360

9.5.2 ADC与触摸屏接口程序举例361

9.6 S3C44B0X ADC与片外触摸屏控制器363

9.6.1 S3C44B0X ADC概述363

9.6.2 S3C44B0X ADC组成与操作364

9.6.3 S3C44B0X ADC特殊功能寄存器366

9.6.4 S3C44B0X ADC特殊功能寄存器使用举例367

9.6.5 S3C44B0X与片外触摸屏控制器ADS7843连接举例368

9.7 微处理器片外DAC连接举例372

9.7.1 DAC硬件基础372

9.7.2 S3C2410A与DAC芯片连接举例374

9.8 本章小结374

9.9 习题375

第10章 微处理器片内串行传输模块376

10.1 UART377

10.1.1 串行异步通信基础377

10.1.2 S3C2410A UART组成及操作380

10.1.3 S3C2410A UART与RS-232C接口连接举例383

10.1.4 S3C2410A UART与红外收发器连接举例385

10.2 IIC总线接口386

10.2.1 IIC总线接口概述386

10.2.2 S3C2410A IIC总线接口特点388

10.2.3 S3C2410A IIC总线接口组成及操作方式中的功能关系388

10.2.4 S3C2410A IIC总线接口4种操作方式392

10.3 IIS总线接口392

10.3.1 常用IIS总线接口概述392

10.3.2 S3C2410A IIS总线接口概述393

10.3.3 S3C2410A IIS总线接口组成和发送／接收方式394

10.3.4 S3C2410A IIS音频串行接口数据格式395

10.4 SPI总线接口396

10.4.1 常用SPI总线接口概述396

10.4.2 S3C2410A SPI总线接口特点及引脚信号398

10.4.3 S3C2410A SPI总线接口组成和操作399

10.4.4 S3C2410A SPI传输格式400

10.5 S3C44B0X SIO接口401

10.5.1 S3C44B0X SIO概述401

10.5.2 S3C44B0X SIO接口模块组成401

10.5.3 S3C44B0X SIO通常方式操作402

10.5.4 S3C44B0X SIO发送／接收定时图402

10.6 本章小结402

10.7 习题403

第11章 微处理器片内其他模块405

11.1 MMC／SD／SDIO主控制器406

11.1.1 MMC／SD／SDIO卡概述406

11.1.2 S3C2410A MMC／SD／SDIO主控制器概述410

11.1.3 S3C2410A MMC／SD／SDIO主控制器组成411

11.1.4 MMC／SD总线协议412

11.1.5 S3C2410A MMC／SD卡初始化及数据传输416

11.2 LCD控制器417

11.2.1 液晶显示基础知识417

11.2.2 S3C2410A LCD控制器概述422

11.2.3 S3C2410A LCD控制器特点422

11.2.4 S3C2410A LCD控制器外部接口信号423

11.2.5 S3C2410A LCD控制器组成423

11.3 USB主控制器及设备控制器424

11.3.1 USB基础424

11.3.2 USB通信协议概述434

11.3.3 USB总线枚举过程举例439

11.3.4 S3C2410A USB主控制器440

11.3.5 S3C2410A USB设备控制器440

11.4 CAMERA接口443

11.4.1 彩色电视制式及电视系统中传输的信号443

11.4.2 ITU-R BT.601建议简介445

11.4.3 ITU-R BT.656建议简介448

11.4.4 OV9650彩色CAMERACHIP芯片简述450

11.4.5 S3C2440A CAMERA接口453

11.4.6 CAMERA接口与OV9650 CAMERACHIP连接举例455

11.5 AC97控制器456

11.5.1 AC97简介456

11.5.2 AC97规范简介457

11.5.3 AC97 Codec芯片UCB1400简介464

11.5.4 S3C2440A AC97控制器465

11.5.5 AC97控制器与AC97 Codec连接举例468

11.6 本章小结468

11.7 习题469

附录A S3C2440A引脚编号与对应的引脚信号名471

附录B S3C2440A引脚信号名与对应功能描述汇总表474

附录C 英汉名词术语对照汇总表480

参考文献488