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第1章 概述1

1.1 嵌入式系统简介1

1.1.1 嵌入式系统的历史发展1

1.1.2 嵌入式系统的定义2

1.1.3 嵌入式系统的分类3

1.1.4 嵌入式系统的特点3

1.1.5 嵌入式系统的组成4

1.1.6 嵌入式系统的应用6

1.1.7 嵌入式系统的发展趋势7

1.1.8 嵌入式系统的学习7

1.2 嵌入式微处理器8

1.2.1 处理器的基本组成8

1.2.2 嵌入式微处理器的特点9

1.2.3 两种处理器架构9

1.2.4 嵌入式微处理器的分类10

1.2.5 嵌入式微处理器的技术指标12

1.2.6 嵌入式微处理器的选型13

1.2.7 嵌入式微处理器的发展方向13

1.3 嵌入式操作系统14

1.3.1 嵌入式操作系统的概念14

1.3.2 嵌入式操作系统的分类14

1.3.3 嵌入式操作系统的特性15

1.3.4 经典的嵌入式操作系统16

1.4 本书结构18

1.5 小结19

1.6 复习思考题19

第2章 处理器和架构20

2.1 ARM处理器概述20

2.2 ARM9处理器架构21

2.2.1 ARM9处理器简介21

2.2.2 ARM9系列技术特点21

2.2.3 ARM9结构及特点22

2.2.4 ARM9与ARM7的比较23

2.3 ARM9处理器的内存管理24

2.3.1 内存管理单元（MMU）概述24

2.3.2 MMU地址映射的实现24

2.3.3 协处理器CP1528

2.3.4 设置MMU30

2.4 ARM9异常处理31

2.5 Cortex-A15介绍32

2.6 小结33

2.7 复习思考题33

第3章 嵌入式语言基础34

3.1 伪指令34

3.1.1 符号定义伪指令34

3.1.2 数据定义伪指令35

3.1.3 汇编控制伪指令37

3.1.4 宏指令38

3.1.5 其他常用的伪指令39

3.2 ARM汇编语言43

3.2.1 ARM汇编语言常用符号43

3.2.2 ARM汇编语言表达式和运算符44

3.2.3 ARM汇编语言程序结构45

3.2.4 ARM汇编语言的子程序调用46

3.2.5 ARM指令的寻址方式46

3.2.6 ARM指令简介48

3.2.7 Thumb指令简介54

3.3 嵌入式C语言57

3.3.1 C语言简介57

3.3.2 简单C语言程序的构成58

3.4 ARM汇编语言与C/C＋＋的混合编程59

3.4.1 C程序调用汇编程序60

3.4.2 汇编程序调用C程序60

3.4.3 实例分析61

3.5 小结63

3.6 复习思考题63

第4章 嵌入式Linux操作系统基础65

4.1 嵌入式Linux概述65

4.1.1 常见的嵌入式Linux系统65

4.1.2 嵌入式Linux的版本控制66

4.1.3 嵌入式Linux的优势67

4.2 嵌入式Linux操作系统启动67

4.2.1 使用bootloader将内核映像载入68

4.2.2 内核数据结构初始化68

4.2.3 外设初始化69

4.2.4 内核执行init进程69

4.2.5 Shell的启动70

4.3 ARM-Linux内存管理70

4.3.1 内存管理单元（MMU）70

4.3.2 ARM-Linux的存储管理机制71

4.3.3 ARM-Linux对进程虚拟空间的管理74

4.4 ARM-Linux进程管理和调度77

4.4.1 Linux下进程的结构77

4.4.2 Linux的进程调度82

4.5 ARM-Linux的模块机制83

4.5.1 Linux模块概述83

4.5.2 模块的加载83

4.5.3 模块的卸载84

4.6 ARM-Linux的中断管理84

4.7 嵌入式Linux文件系统88

4.7.1 Linux文件系统简介88

4.7.2 虚拟文件系统89

4.7.3 常见的嵌入式文件系统89

4.8 小结94

4.9 复习思考题94

第5章 嵌入式设备95

5.1 嵌入式设备概述95

5.2 LED95

5.3 键盘96

5.3.1 传统键盘的介绍96

5.3.2 新型键盘的硬件和软件实现原理96

5.4 ADC/DAC98

5.4.1 ADC98

5.4.2 DAC101

5.5 RS-232103

5.6 RS-485104

5.7 触摸屏105

5.8 LCD106

5.8.1 LCD原理综述106

5.8.2 LCD的驱动方式107

5.9 SD卡110

5.9.1 SD模式111

5.9.2 SPI模式111

5.10 IC卡112

5.10.1 IC卡的定义112

5.10.2 IC卡的分类112

5.10.3 接触式IC卡113

5.10.4 IC卡的优点114

5.11 RFID114

5.11.1 RFID的基本组成114

5.11.2 分类115

5.11.3 RED基本原理115

5.11.4 RFID的特性116

5.12 Zigbee117

5.12.1 Zigbee技术基础118

5.12.2 Zigbee的节点118

5.12.3 Zigbee技术的特点118

5.13 WiFi119

5.14 蓝牙120

5.14.1 射频特性120

5.14.2 TDMA结构120

5.14.3 使用跳频技术120

5.14.4 蓝牙设备的组网121

5.14.5 软件的层次结构121

5.15 GPRS122

5.16 小结124

5.17 复习思考题125

第6章 传感器126

6.1 传感器概述126

6.1.1 传感器的定义126

6.1.2 传感器的分类126

6.1.3 传感器的特性127

6.2 传感器原理及应用129

6.2.1 传感器的组成129

6.2.2 传感器的应用129

6.3 验证语音、笔迹和指纹等特征的传感技术132

6.3.1 AVVS型验证语音和笔迹的装置132

6.3.2 语音验证系统133

6.3.3 用于身份验证的压电笔133

6.3.4 签字验证书写台134

6.3.5 指纹自动识别仪134

6.4 小结134

6.5 复习思考题134

第7章 嵌入式接口135

7.1 嵌入式接口概述135

7.1.1 接口功能135

7.1.2 接口结构135

7.1.3 接口数据传输方式136

7.1.4 接口设计的一般方法136

7.2 嵌入式总线137

7.2.1 总线及总线分类137

7.2.2 嵌入式系统总线的层次结构137

7.2.3 衡量总线的参数138

7.3 GPIO接口138

7.3.1 GPIO概述139

7.3.2 GPIO的引脚描述139

7.3.3 GPIO的寄存器描述139

7.3.4 GPIO的构成140

7.3.5 GPIO的工作模式141

7.3.6 GPIO的优点141

7.4 SPI总线142

7.4.1 SPI总线概述142

7.4.2 SPI总线的工作原理142

7.4.3 SPI总线的内部结构143

7.4.4 SPI总线的特点144

7.4.5 SPI总线的应用144

7.5 I2C总线145

7.5.1 I2C总线概述146

7.5.2 I2C总线的工作过程146

7.5.3 I2C总线的内部结构147

7.6 I2S总线148

7.6.1 I2S总线概述149

7.6.2 I2S总线的工作过程149

7.6.3 I2S总线的内部结构150

7.7 小结151

7.8 复习思考题151

第8章 嵌入式设备驱动设计152

8.1 嵌入式设备驱动设计概述152

8.1.1 设备的分类及特点153

8.1.2 设备文件及设备号153

8.1.3 与其他模块的关系154

8.1.4 如何使用模块机制154

8.1.5 sysfs虚拟文件系统156

8.1.6 Linux内核设备模型158

8.1.7 Linux内核驱动模型160

8.2 字符设备驱动设计164

8.2.1 设备驱动举例164

8.2.2 相关的数据结构以及操作介绍167

8.2.3 增加字符设备驱动的功能171

8.3 块设备驱动设计173

8.3.1 块设备的I/O特点173

8.3.2 块设备的相关概念174

8.3.3 块设备驱动举例174

8.3.4 与块设备相关的数据结构178

8.3.5 改变块驱动程序设计184

8.4 其他设备驱动185

8.4.1 网络设备驱动185

8.4.2 Flash设备驱动186

8.4.3 Android系统驱动187

8.5 小结187

8.6 复习思考题188

第9章 嵌入式开发环境189

9.1 交叉开发环境概述189

9.1.1 宿主机与目标板的连接方式189

9.1.2 文件传输190

9.1.3 宿主机环境191

9.1.4 交叉编译工具链191

9.1.5 嵌入式软件开发流程192

9.2 IAR EWARM集成开发环境193

9.2.1 IAR EWARM创建应用程序194

9.2.2 测试应用程序201

9.3 Keil集成开发环境202

9.3.1 创建应用程序202

9.3.2 测试应用程序209

9.4 嵌入式系统开发流程212

9.5 小结214

9.6 复习思考题214

第10章 图形界面编程215

10.1 嵌入式图形编程概述215

10.1.1 Linux图形开发基础215

10.1.2 嵌入式Linux图形用户界面简介220

10.2 Qt编程基础221

10.2.1 Qt/Embedded概述222

10.2.2 创建Qt/Embedded编程环境224

10.2.3 Qt Creator介绍232

10.3 Qt编程实例234

10.3.1 实现功能234

10.3.2 实现原理234

10.3.3 实现过程234

10.4 MiniGUI编程基础243

10.4.1 事件驱动编程243

10.4.2 MiniCUI的三种运行模式243

10.4.3 运行模式适用范围244

10.4.4 MiniGUI进程244

10.5 MiniGUI编程实例245

10.5.1 头文件246

10.5.2 程序入口点247

10.5.3 加入层247

10.5.4 创建和显示主窗口247

10.5.5 进入消息循环248

10.5.6 窗口过程函数250

10.5.7 屏幕输出250

10.5.8 程序的退出250

10.6 小结250

10.7 复习思考题251

第11章 Android应用252

11.1 Android概述252

11.1.1 Android背景介绍252

11.1.2 Android的系统构架253

11.1.3 Android应用程序框架255

11.1.4 OMS介绍256

11.2 Android开发环境搭建257

11.2.1 相关软件的下载与安装257

11.2.2 虚拟设备的创建和使用264

11.3 Android应用开发267

11.4 Android应用开发扩展272

11.5 小结277

11.6 复习思考题277

第12章 楼宇供能智能控制系统应用案例278

12.1 中央空调监测控制子系统278

12.1.1 现场考察及用户意见总结278

12.1.2 技术方案279

12.1.3 设备选型280

12.1.4 中央空调监测控制子系统结构图282

12.2 给排水监测控制子系统282

12.2.1 给排水系统主要架构282

12.2.2 给排水系统实现功能283

12.2.3 给排水系统改造方案284

12.2.4 传感器选型286

12.3 供配电监测控制子系统289

12.3.1 供配电系统改造整体方案289

12.3.2 改造后供配电系统的主要功能289

12.3.3 供配电系统具体改造方案290

12.4 系统整体架构294

12.5 软件应用系统295

12.5.1 能耗监测数据采集功能模块295

12.5.2 能耗监测数据分析功能模块295

12.5.3 能耗监测智能决策功能模块295

12.5.4 能耗监测远程控制功能模块295

12.5.5 系统扩展功能295

12.6 工程施工内容295

12.6.1 通信网络构建及设备安装295

12.6.2 系统供电296

12.6.3 接地296

12.7 系统特点296

12.8 效益分析296

第13章 嵌入式系统实验指导297

13.1 实验大纲297

13.2 物联网嵌入式网关平台搭建299

13.3 CC2530基础实验——LED闪烁303

13.4 CC2530基础实验——按键轮询308

13.5 CC2530基础实验——LED、电机控制实验312

参考文献321