嵌入式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)理論及應(yīng)用

前言

隨著微細(xì)加工技術(shù)支持的微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，形成了以應(yīng)用為中心的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展的專(zhuān)業(yè)化分工：嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)嵌入式系統(tǒng)）和通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使計(jì)算機(jī)成為人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入全面智能化時(shí)代的有力工具。目前嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為最熱門(mén)的技術(shù)之一，各種各樣的新型嵌入式系統(tǒng)在應(yīng)用數(shù)量上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了通用計(jì)算機(jī)。隨著國(guó)內(nèi)外各種嵌入式產(chǎn)品的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和推廣，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地滲透到科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、軍事技術(shù)和商業(yè)、文化、藝術(shù)活動(dòng)以及人們的日常生活等方方面面中。可以說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)是現(xiàn)代信息社會(huì)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代高素質(zhì)生活的保障，也是現(xiàn)代化的必由之路。與傳統(tǒng)的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)面向特定應(yīng)用領(lǐng)域，以應(yīng)用為中心，根據(jù)應(yīng)用需求定制開(kāi)發(fā)，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等的嚴(yán)格要求，嵌入式軟件已成為產(chǎn)品的數(shù)字化改造、智能化增值的關(guān)鍵性、帶動(dòng)性技術(shù)。作為中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的重要新興產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，發(fā)展嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)也已成為由“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變的突破口。嵌入式系統(tǒng)反映了當(dāng)代最新技術(shù)的先進(jìn)水平，普及嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)就是提高核心競(jìng)爭(zhēng)力，掌握嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)的人才是社會(huì)急需人才，這也正是工科院校大學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用知識(shí)的意義所在。嵌入式系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能，它包括硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)兩部分。嵌入式芯片和外圍硬件設(shè)備組成了嵌入式系統(tǒng)的硬件資源，其核心是嵌入式處理器等嵌入式芯片。嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶(hù)的應(yīng)用程序組成了嵌入式系統(tǒng)的軟件部分。因此學(xué)習(xí)、研究和開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)需要從嵌入式處理器入手，掌握以處理器為核心的硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)知識(shí)及設(shè)計(jì)方法。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)，從而形成完整的軟硬件協(xié)同應(yīng)用技術(shù)平臺(tái)。對(duì)高等院校自動(dòng)化、機(jī)電工程、測(cè)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，本課程是一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。本書(shū)從嵌入式系統(tǒng)的軟硬件基礎(chǔ)出發(fā)，講述嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論及相關(guān)應(yīng)用和設(shè)計(jì)知識(shí)，并結(jié)合作者在開(kāi)發(fā)嵌入式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)過(guò)程中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)典型工程案例詳細(xì)剖析嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)技術(shù)及其應(yīng)用。

內(nèi)容概要

《嵌入式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)理論及應(yīng)用》共分9章，主要內(nèi)容包括：嵌入式系統(tǒng)的基本概念及其發(fā)展；基于ARM7TDMI核的嵌入式微處理器$3CA4BOX的軟硬件資源；嵌入式系統(tǒng)中用戶(hù)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)；嵌入式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與調(diào)試工具；嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)所涉及的總線(xiàn)技術(shù)；嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC／OS-II及其在不同芯片上的移植方法和工程應(yīng)用實(shí)例；基于$3G44BOX的嵌入式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)外圍電路設(shè)計(jì)及軟硬件調(diào)試方法；嵌入式系統(tǒng)在鐵路交通運(yùn)輸和物流工程領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。每章后均附有習(xí)題供讀者學(xué)習(xí)時(shí)參考。
《嵌入式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)理論及應(yīng)用》可作為高等院校自動(dòng)化、機(jī)電工程、測(cè)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專(zhuān)業(yè)本科生和研究生教材，也可作為從事相關(guān)專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)人員的參考讀物。

書(shū)籍目錄

第一章 緒論第一節(jié) 嵌入式系統(tǒng)的概念第二節(jié) 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展第三節(jié) 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用習(xí)題第二章 嵌入式微處理器S3C4480X硬件基礎(chǔ)第一節(jié) ARM微處理器簡(jiǎn)介第二節(jié) S3C44BOX芯片引腳及信號(hào)定義第三節(jié) S3C44BOX的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及可編程組件習(xí)題第三章 ARM7TDMI(-S)指令系統(tǒng)第一節(jié) ARM微處理器的指令集概述第二節(jié) A：RM指令的尋址方式第三節(jié) ARM指令集系統(tǒng)分類(lèi)詳述第四節(jié) Thumb指令介紹習(xí)題第四章 基于S3C44BOX的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)第一節(jié) ARM匯編語(yǔ)言偽指令第二節(jié) 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)第三節(jié) ARMC語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)第四節(jié) ARMC語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言混合編程習(xí)題第五章 嵌入式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與調(diào)試工具第一節(jié) 嵌入式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的一般構(gòu)成第二節(jié) 嵌入式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第三節(jié) 嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具第四節(jié) 嵌入式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試方法習(xí)題第六章 嵌入式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的總線(xiàn)技術(shù)第一節(jié) 總線(xiàn)技術(shù)概述第二節(jié) ISA總線(xiàn)第三節(jié) PCI總線(xiàn)第四節(jié) Ic總線(xiàn)第五節(jié) CAN總線(xiàn)習(xí)題第七章 uC／oS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)及其在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用第一節(jié) 嵌人式操作系統(tǒng)概述第二節(jié) 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC／oS-Ⅱ的特點(diǎn)第三節(jié) 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC／oS-Ⅱ內(nèi)核結(jié)構(gòu)第四節(jié) 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC／oS-Ⅱ的移植第五節(jié) uC／oS-Ⅱ應(yīng)用實(shí)例習(xí)題第八章 以S3C44BOX為核心的嵌入式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)第一節(jié) 以$3C44BOX為核心的嵌入式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)第二節(jié) 以S3C44BOX為核心的基于uC／oS-Ⅱ嵌人式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)第三節(jié) 系統(tǒng)調(diào)試習(xí)題第九章 基于S3C44BOX的工程案例第一節(jié) 嵌人式機(jī)車(chē)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷系統(tǒng)第二節(jié) 無(wú)線(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)管控系統(tǒng)智能監(jiān)控儀設(shè)計(jì)習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：因此市場(chǎng)的需求對(duì)傳統(tǒng)的IC（集成電路）設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)，使得整機(jī)和IC設(shè)計(jì)在一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)初期就必須緊密結(jié)合于一體。另外，成本、價(jià)格、可靠性等對(duì)集成電路設(shè)計(jì)者也同樣提出新的挑戰(zhàn)。因此，不斷發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的信息市場(chǎng)不斷地推動(dòng)著SoC技術(shù)的迅速發(fā)展。集成電路技術(shù)自身的不斷發(fā)展、器件特征尺寸的不斷縮小、集成度的不斷提高、多種工藝及工藝集成技術(shù)的發(fā)展、設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)和EDA工具的發(fā)展，為將一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)融合為SoC從技術(shù)上提供了可能。進(jìn)入21世紀(jì)后，集成電路設(shè)計(jì)進(jìn)入了高度集成的SoC時(shí)代，采用SoC設(shè)計(jì)技術(shù)，可大幅度提高系統(tǒng)的可靠性，減小系統(tǒng)面積，降低系統(tǒng)成本和功耗，極大地提高系統(tǒng)的性能價(jià)格比。SoC技術(shù)的出現(xiàn)，表明了微電子設(shè)計(jì)由以往的IC向Is（集成系統(tǒng)）發(fā)展，因此，以功能設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)IC設(shè)計(jì)流程必須轉(zhuǎn)變到以功能整合為基礎(chǔ)的SoC設(shè)計(jì)全新流程，而面向嵌入式系統(tǒng)的SoC設(shè)計(jì)將是未來(lái)推動(dòng)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要的因素。

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