嵌入式系统(普通高等教育十二五电子信息类规划教材)

张军朝主编的《嵌入式系统(普通高等教育十二 五电子信息类规划教材)》介绍了嵌入式系统的基础 知识、嵌入式语言基础、嵌入式系统应用设备、嵌入 式硬件与固件的设计、开发步骤和案例，以及嵌入式 系统的应用等。第1章和第2章介绍了嵌入式系统的基 本知识。第3章介绍了嵌入式的语言基础。第4～8章 介绍了有关嵌入式硬件与固件设计的进阶知识，对于 嵌入式系统的实践工程师来说，这些知识是非常有帮 助的。第9～12章说明了嵌入式系统设计的应用环境 及案例，该章的内容对实践工程师和项目经理都是有 益的。每章内容讲述得比较详细，并使用简明的文字 说明以及表格、图例来阐明相应概念。每章的末尾均 有总结，概括了该章的知识。为了方便学生在实验室 也能进行相关的实验，本书还在第13章提供了实验指 导。本书还介绍了微控制器与ARM处理器，列举了贴 近实际的最新嵌入式设计案例。 本书从组件技术的视角出发，讲述了嵌入式系统 的基本原理和技术。全书每一章涵盖一个专题，包括 与嵌入式系统设计相关的若干主要内容，如指令系统 、CPU、开发平台、程序设计与分析、进程和操作系 统等。 本书特别适合作为计算机、软件工程、电子信息 、通信工程、物联网工程、自动化、电气工程及其自 动化、机电一体化、仪器仪表及相关专业高年级本科 生和研究生的教材，也适合相关的工程技术人员参考 。

前言 第1章 概述 1.1 嵌入式系统简介 1.1.1 嵌入式系统的历史发展 1.1.2 嵌入式系统的定义 1.1.3 嵌入式系统的分类 1.1.4 嵌入式系统的特点 1.1.5 嵌入式系统的组成 1.1.6 嵌入式系统的应用 1.1.7 嵌入式系统的发展趋势 1.1.8 嵌入式系统的学习 1.2 嵌入式微处理器 1.2.1 处理器的基本组成 1.2.2 嵌入式微处理器的特点 1.2.3 两种处理器架构 1.2.4 嵌入式微处理器的分类 1.2.5 嵌入式微处理器的技术指标 1.2.6 嵌入式微处理器的选型 1.2.7嵌入式微处理器的发展方向 1.3 嵌入 式操作系统 1.3.1 嵌入式操作系统的概念 1.3.2 嵌入式操作系统的分类 1.3.3 嵌入式操作系统的特性 1.3.4 经典的嵌入式操作系统 1.4 本书结构 1.5 小结 1.6 复习思考题 第2章 处理器和架构 2.1 ARM处理器概述 2.2 ARM9处理器架构 2.2.1 ARM9处理器简介 2.2.2 ARM9系列技术特点 2.2.3 ARM9结构及特点 2.2.4 ARM9与ARM7的比较 2.3 ARM9处理器的内存管理 2.3.1 内存管理单元(MMU)概述 2.3.2 MMU地址映射的实现 2.3.3 协处理器 2.3.4 设置 2.4 ARM9异常处理 2.5 Cortex-A15介绍 2.6 小结 2.7 复习思考题 第3章 嵌入式语言基础 3.1 伪指令 3.1.1 符号定义伪指令 3.1.2 数据定义伪指令 3.1.3 汇编控制伪指令 3.1.4 宏指令 3.1.5 其他常用的伪指令 3.2 ARM汇编语言 3.2.1 ARM汇编语言常用符号 3.2.2 ARM汇编语言表达式和运算符 3.2.3 ARM汇编语言程序结构 3.2.4 ARM汇编语言的子程序调用 3.2.5 ARM指令的寻址方式 3.2.6 ARM指令简介 3.2.7 Thumb指令简介 3.3 嵌入式C语言 3.3.1 C语言简介 3.3.2 简单C语言程序的构成 3.4 ARM汇编语言与c/c++的混合编程 3.4.1 C程序调用汇编程序 3.4.2 汇编程序调用C程序 3.4.3 实例分析 3.5 小结 3.6 复习思考题 第4章 嵌入式Linux操作系统基础 4.1 嵌入式Linux概述 4.1.1 常见的嵌入式Lmux系统 4.1.2 嵌入式Linux的版本控制 4.1.3 嵌入式Linux的优势 4.2 嵌入式Linux操作系统启动 4.2.1 使用bootloader将内核映像载入 4.2.2 内核数据结构初始化 4.2.3 外设初始化 4.2.4 内核执行init进程 4.2.5 Shell的启动 4.3 ARM-Linux内存管理 4.3.1 内存管理单(MMU) 4.3.2 ARM-Linux的存储管理机制 4.3.3 ARM-Linux对进程虚拟空间的管理 4.4 ARM-Linux进程管理和调度 4.4.1 Linux下进程的结构 4.4.2 Linux的进程调度 4.5 ARM-Linux的模块机制 4.5.1 Linux模块概述 4.5.2 模块的加载 4.5.3 模块的卸载 4.6 ARM-Linux的中断管理 4.7 嵌入式Unux文件系统 4.7.1 Linux文件系统简介 4.7.2 虚拟文件系统 4.7.3 常见的嵌入式文件系统 4.8 小结 4.9 复习思考题 第5章 嵌入式设备 5.1 嵌入式设备概述 5.2 LED 5.3 键盘 5.3.1 传统键盘的介绍 5.3.2 新型键盘的硬件和软件实现原理 5.4 ADC/DAC 5.4.1 ADC 5.4.2 DAC 5.5 RS．232 5.6 RS485 5.7 触摸屏 5.8 LCD 5.8.1 LCD原理综述 5.8.2 LCD的驱动方式 5.9 SD卡 5.9.1 SD模式 5.9.2 SPI模式 5.10 IC卡 5.10.1 IC卡的定义 5.10.2 IC卡的分类 5.10.3接触式IC卡 5.10.4 IC卡的优点 5.11 5.11.1 RFID的基本组成 5.11.2分类 5.11.3 RFID基本原理 5.11.4 RFID的特性 5.12 Z 5.12.1 Zigbee技术基础 5.12.2 Zigbee的节点 5.12.3 Zigbee技术的特点 5.13 WiFi 5.14 蓝牙 5.14.1 射频特性 5.14.2 TDMA结构 5.14.3 使用跳频技术 5.14.4 蓝牙设备的组网 5.14.5 软件的层次结构 5.15 GPRS 5.16 小结 5. 17 复习思考题 第6章 传感器 6.1 传感器概述 6.1.1 传感器的定义 6.1.2 传感器的分类 6.1.3 传感器的特性 6.2 传感器原理及应用 6.2.1 传感器的组成 6.2.2 传感器的应用 6.3 验证语音、笔迹和指纹等特征的传感技术 6.3.1 AVVS型验证语音和笔迹的装置 6.3.2 语音验证系统 6.3.3 用于身份验证的压电笔 6.3.4 签字验证书写台 6.3.5 指纹自动识别仪 6.4 小结 6.5 复习思考题 第7章 嵌入式接口 7.1 嵌入式接口概述 7.1.1 接口功能 7.1.2 接口结构 7.1.3 接口数据传输方式 7.1.4 接口设计的一般方法 7.2 嵌入式总线 7.2.1 总线及总线分类 7.2.2 嵌入式系统总线的层次结构 7.2.3 衡量总线的参数 7.3 GPIO接口 7.3.1 GPIO概述 7.3.2 CPIO的引脚描述 7.3.3 GPIO的寄存器描述 7.3.4 GPIO的构成 7.3.5 GPIO的工作模式 7.3.6 CPIO的优点 7.4 SPI总线 7.4.1 SPI总线概述 7.4.2 SPI总线的工作原理 7.4.3 SPI总线的内部结构 7.4.4 SPI总线的特点 7.4.5 SPI总线的应用 7.5 12C总线 7.5.1 12C总线概述 7.5.2 12C总线的工作过程 7.5.3 12C总线的内部结构 7.6 12S总线 7.6.1 12S总线概述 7.6.2 12S总线的工作过程 7.6.3 12S总线的内部结构 7.7 小结 7.8 复习思考题 第8章 嵌入式设备驱动设计 8.1 嵌入式设备驱动设计概述 8.1.1 设备的分类及特点 8.1.2 设备文件及设备号 8.1.3 与其他模块的关系 8.1.4 如何使用模块机制 8.1.5 sysfs虚拟文件系统 8.1.6 Linux内核设备模型 8.1.7 Linux内核驱动模型 8.2 字符设备驱动设计 8.2.1 设备驱动举例 8.2.2 相关的数据结构以及操作介绍 8.2.3 增加字符设备驱动的功能 8.3 块设备驱动设计 一 8.3.1 块设备的I/O特点 8.3.2 块设备的相关概念 8.3.3 块设备驱动举例 8.3.4 与块设备相关的数据结构 8.3.5 改变块驱动程序设计 8.4 其他设备驱动 8.4.1 网络设备驱动 8.4.2 Flash设备驱动 8.4.3 Android系统驱动 8.5 小结 8.6 复习思考题 第9章 嵌入式开发环境 9.1 交叉开发环境概述 9.1.1 宿主机与目标板的连接方式 9.1.2 文件传输 9.1.3 宿主机环境 9.1.4 交叉编译工具链 9.1.5 嵌入式软件开发流程 9.2 IAR EWARM集成开发环境 9.2.1 IAR EWARM创建应用程序 9.2.2 测试应用程序 9.3 Keil集成开发环境 9.3.1 创建应用程序 9.3.2 测试应用程序 9.4 嵌入式系统开发流程 9.5 小结 9.6 复习思考题 第10章 图形界面编程 10.1 嵌入式图形编程概述 10.1.1 Linux图形开发基础 10.1.2 嵌入式Linux图形用户界面简介 10.2 Qt编程基础 10.2.1 Qt/Embedded概述 10.2.2 创建Qt/Embedded编程环境 10.2.3 Qt Creator介绍 10.3 Qt编程实例 10.3.1 实现功能 10.3.2 实现原理 10.3.3 实现过程 10.4 MiniGUI编程基础 10.4.1 事件驱动编程 10.4.2 MiniGUI的三种运行模式 10.4.3 运行模式适用范围 10.4.4 MiniGUI进程 10.5 MiniGUI编程实例 10.5.1 头文件 10.5.2 程序入口点 10.5.3 加入层 10.5.4 创建和显示主窗口 10.5.5 进入消息循环 10.5.6 窗口过程函数 10.5.7 屏幕输出 10.5.8 程序的退出 10.6 小结 10.7 复习思考题 第11章 Android应用 11.1 Android概述 11.1.1 Android背景介绍 11.1.2 Android的系统构架 11.1.3 Android应用程序框架 11.1.4 0MS介绍 11.2 Android开发环境搭建 11.2.1 相关软件的下载与安装 11.2.2 虚拟设备的创建和使用 11.3 Android应用开发 11.4 Android应用开发扩展 11.5 小结 11.6 复习思考题 第12章 楼宇供能智能控制系统应用案例 12.1 中央空调监测控制子系统 12.1.1 现场考察及用户意见总结 12.1.2 技术方案 12.1.3 设备选型 12.1.4 中央空调监测控制子系统结构图 12.2 给排水监测控制子系统 12.2.1 给排水系统主要架构 12.2.2 给排水系统实现功能 12.2.3 给排水系统改造方案 12.2.4 传感器选型 12.3 供配电监测控制子系统 12.3.1 供配电系统改造整体方案 12.3.2 改造后供配电系统的主要功能 12.3.3 供配电系统具体改造方案 12.4 系统整体架构 12.5 软件应用系统 12.5.1 能耗监测数据采集功能模块 12.5.2 能耗监测数据分析功能模块 12.5.3 能耗监测智能决策功能模块 12.5.4 能耗监测远程控制功能模块 12.5.5 系统扩展功能 12.6 工程施工内容 12.6.1 通信网络构建及设备安装 12.6.2 系统供电 12.6.3 接地 12.7 系统特点 12.8 效益分析 第13章 嵌入式系统实验指导 13.1 实验大纲 13.2 物联网嵌入式网关平台搭建 13.3 CC2530基础实验-LED闪烁 13.4 CC2530基础实验——按键轮询 13.5 CC2530基础实验-LED、电机控制实验 参考文献