嵌入式係統開發基礎:基於ARM9微處理器C語言程序設計(第四版)

嵌入式係統開發基礎:基於ARM9微處理器C語言程序設計(第四版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

侯殿有 著
圖書標籤:
  • 嵌入式係統
  • ARM9
  • C語言
  • 程序設計
  • 微處理器
  • 開發基礎
  • 第四版
  • 嵌入式開發
  • 單片機
  • ARM
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302412496
版次:4
商品編碼:11777558
品牌:清華大學
包裝:平裝
叢書名: 高等學校計算機應用規劃教材
開本:16開
齣版時間:2015-09-01
用紙:膠版紙
頁數:308
字數:480
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

  《嵌入式係統開發基礎:基於ARM9微處理器C語言程序設計(第四版)/高等學校計算機應用規劃教材》對32位精簡指令係統嵌入式微處理器S3C2410的硬件係統和C語言驅動程序進行瞭詳細的講解,書中的源代碼和實例程序對學習或從事嵌入式係統設計的讀者都有很高的參考價值。在人機界麵設計、係統初始化程序編寫、仿真器設置和復雜工程項目構建等方麵給齣瞭簡化做法,使初學者能夠輕鬆、快速地掌握嵌入式係統設計方法。本書以實用技術為主,內容通俗易懂,實例豐富,特彆適閤初學者和從事嵌入式係統設計工作的讀者使用。本書配套的電子課件、配套實驗講義、各章的習題答案和部分工具軟件可以到http://www.tupwk.com.cn網站下載。

目錄

第1章 嵌入式控製係統簡介 1
1.1 單片機和嵌入式控製係統的定義和分類 1
1.1.1 單片機和嵌入式控製係統的定義 1
1.1.2 嵌入式控製係統的設計方法 2
1.1.3 嵌入式控製係統各種設計方法的特點 2
1.2 ARM處理器簡介 4
1.2.1 ARM體係結構的發展 4
1.2.2 ARM體係結構的存儲器格式 8
1.3 習題 9
第2章 ADS1.2開發環境創建與簡介 10
2.1 ADS1.2開發環境創建 10
2.1.1 ADS1.2概述 10
2.1.2 ADS1.2的安裝 12
2.2 ADS集成開發環境的使用 14
2.2.1 建立一個新工程 14
2.2.2 開發環境設置 14
2.2.3 其他開發環境介紹 18
2.3 用AXD進行代碼仿真、調試 19
2.3.1 AXD簡介 19
2.3.2 JTAG概述 21
2.3.3 Nor和Nand Flash的區彆和使用 22
2.3.4 燒寫Flash 24
2.4 ARM C語言程序的基本規則和係統初始化程序 24
2.4.1 ARM使用C語言編程基本規則 24
2.4.2 初始化程序和開發環境設置 25
2.5 習題 27
第3章 ARM9微處理器S3C2410資源 28
3.1 S3C2410處理器介紹 28
3.1.1 AMBA、AHB、APB總綫特點 28
3.1.2 S3C2410處理器體係結構 30
3.1.3 S3C2410處理器管理係統 30
3.1.4 S3C2410處理器存儲器映射 30
3.1.5 S3C2410處理器時鍾和電源管理 31
3.2 S3C2410處理器片上資源的定義和使用 33
3.3 參考軟件資源2410test.mcp 34
3.4 幾個常用的輸入/輸齣函數 39
3.5 def.h頭文件 45
3.6 習題 46
第4章 S3C2410的I/O口和 I/O口操作 47
4.1 S3C2410 I/O口描述 47
4.2 I/O端口控製寄存器 48
4.2.1 端口A控製寄存器和功能配置 48
4.2.2 端口B控製寄存器和功能配置 49
4.2.3 端口C控製寄存器和功能配置 50
4.2.4 端口D控製寄存器和功能配置 52
4.2.5 端口E控製寄存器和功能配置 53
4.2.6 端口F控製寄存器和功能配置 54
4.2.7 端口G控製寄存器和功能配置 55
4.2.8 端口H控製寄存器和功能配置 56
4.3 I/O口控製C語言編程實例 57
4.3.1 硬件電路 57
4.3.2 參考程序 58
4.4 習題 60
第5章 S3C2410的中斷係統 61
5.1 S3C2410的中斷源 61
5.2 S3C2410的中斷處理 62
5.3 中斷控製 63
5.3.1 中斷模式(INTMOD)寄存器 63
5.3.2 中斷掛起寄存器和中斷源掛起寄存器 64
5.3.3 中斷屏蔽寄存器(INTMSK) 66
5.3.4 中斷優先級寄存器(PRIORITY) 66
5.4 子中斷源的中斷控製 69
5.5 中斷嚮量設置 70
5.6 其他常用寄存器 70
5.7 中斷程序編寫中需注意的問題 72
5.8 中斷實驗和中斷程序編寫 74
5.9 習題 78
第6章 S3C2410的串口UART 79
6.1 S3C2410的串口UART概述 79
6.1.1 S3C2410串行通信(UART)單元 79
6.1.2 波特率的産生 79
6.1.3 UART通信操作 80
6.2 UART的控製寄存器 80
6.2.1 UART綫路控製寄存器ULCONn(n=0~2) 80
6.2.2 UART控製寄存器UCONn(n=0~2) 81
6.2.3 UART FIFO控製寄存器UFCONn(n=0~2) 81
6.2.4 UART調製解調器控製寄存器UMCONn(n=0或1) 81
6.2.5 發送寄存器UTXHn(n=0~2)和接收寄存器URXHn(n=0~2) 82
6.2.6 UART TX/RX狀態寄存器UTRSTATn(n=0~2) 82
6.2.7 S3C2410 UART使用的端口 82
6.3 UART通信程序例子 82
6.3.1 RS232接口電路 83
6.3.2 UART實驗程序 83
6.4 習題 89
第7章 S3C2410的A/D、D/A轉換控製 90
7.1 S3C2410的A/D、D/A轉換控製 90
7.1.1 A/D轉換控製寄存器(ADCCON) 90
7.1.2 A/D轉換控製程序的編製步驟 91
7.2 參考程序 91
7.3 習題 94
第8章 觸摸屏控製 95
8.1 觸摸屏結構和工作原理 95
8.1.1 觸摸屏工作原理 95
8.1.2 S3C2410的觸摸屏控製 97
8.2 觸摸屏控製程序 100
8.3 習題 102
第9章 S3C2410的實時時鍾(RTC) 103
9.1 實時時鍾在嵌入式係統中的
作用 103
9.1.1 S3C2410的實時時鍾單元 103
9.1.2 S3C2410的實時時鍾寄存器 104
9.2 參考程序及說明 106
9.3 習題 112
第10章 直接存儲器存取(DMA)控製 113
10.1 DMA基礎知識 113
10.2 S3C2410的DMA控製器 115
10.3 DMA方式實現存儲器到存儲器的數據傳送 117
10.3.1 頭文件定義和函數聲明 118
10.3.2 DMA方式實現存儲器到存儲器的數據傳送 118
10.4 習題 123
第11章 S3C2410的PWM控製 124
11.1 PWM定時器概述 124
11.1.1 什麼是脈寬調製 124
11.1.2 S3C2410的脈寬調製PWM控製 124
11.1.3 S3C2410定時器特性 126
11.1.4 定時器操作示例 127
11.1.5 死區生成器 127
11.2 PWM輸齣電平控製 128
11.2.1 PWM工作原理 128
11.2.2 PWM輸齣控製 129
11.3 PWM定時器控製寄存器 129
11.3.1 定時器配置寄存器0 129
11.3.2 定時器配置寄存器1 130
11.3.3 減法緩衝寄存器和比較緩衝寄存器 130
11.3.4 定時器控製寄存器 131
11.3.5 減法計數器觀察寄存器 131
11.4 PWM參考程序 132
11.5 習題 138
第12章 S3C2410的看門狗電路控製 140
12.1 看門狗電路的功能及工作原理 140
12.1.1 S3C2410的看門狗控製 140
12.1.2 看門狗定時器控製寄存器 141
12.2 參考程序及說明 142
12.3 習題 143
第13章 S3C2410的I2C總綫控製 144
13.1 I2C總綫工作原理 144
13.2 EEPROM讀/寫操作 147
13.2.1 AT24C04結構與應用簡述 147
13.2.2 設備地址(DADDR) 148
13.2.3 AT24CXX的數據操作格式 148
13.3 S3C2410處理器I2C接口 148
13.3.1 S3C2410 I2C接口簡介 149
13.3.2 使用S3C2410 I2C總綫讀/寫方法 150
13.4 S3C2410 I2C總綫讀/寫參考程序編寫 150
13.5 I2C實驗程序 151
13.6 習題 155
第14章 I2S介紹和S3C2410的I2S控製 156
14.1 數字音頻信號(I2S)介紹 156
14.2 數字音頻計算機處理 157
14.2.1 采樣頻率和采樣精度 157
14.2.2 音頻編碼 158
14.2.3 I2S數字音頻接口 158
14.3 音頻芯片UDA1341TS介紹 158
14.3.1 硬件結構 158
14.3.2 S3C2410和UDA1341TS的連接 160
14.3.3 UDA1341TS的軟件編程 161
14.3.4 UDA1341TS DATA0編程 162
14.3.5 UDA1341TS DATA1編程 165
14.3.6 UDA1341TS 控製寄存器STATUS編程 165
14.4 S3C2410中I2S總綫控製寄存器 167
14.5 WAV聲音格式文件 168
14.6 I2S實驗參考程序 169
14.7 習題 177
第15章 串行外設接口(SPI)介紹 178
15.1 SPI接口及操作 178
15.1.1 SPI接口原理 178
15.1.2 SPI接口特性 180
15.2 SPI接口控製寄存器 180
15.2.1 SPI控製寄存器(SPICONn) 180
15.2.2 SPI狀態寄存器(SPSTAn) 180
15.2.3 SPI引腳控製寄存器(SPPINn) 181
15.2.4 SPI波特率預分頻寄存器(SPPREn) 181
15.2.5 SPI發送數據寄存器(SPTDATn) 182
15.2.6 SPI接收數據寄存器(SPRDATn) 182
15.2.7 SPI接口操作 182
15.2.8 SPI接口編程 182
15.2.9 SPI口的傳輸格式 183
15.2.10 SPI通信模式 184
15.3 參考程序 184
15.4 習題 188
第16章 S3C2410的人機界麵設計 189
16.1 英文字符存儲與顯示原理 189
16.1.1 ASCII碼 189
16.1.2 英文字符的顯示 190
16.2 漢字在計算機中的錶示和顯示 191
16.2.1 漢字的內碼和區位碼 191
16.2.2 漢字的顯示 192
16.2.3 其他西文字符在計算機中的存儲和顯示 193
16.2.4 屏幕上“打點” 194
16.2.5 字模提取與建立小字庫概述 194
16.3 字模提取與建立小字庫 195
16.3.1 用C語言提取字模和建立小字庫 195
16.3.2 用Delphi提取字模和建立小字庫 199
16.3.3 通用字模提取程序MinFonBase使用說明 209
16.4 S3C2410顯示控製特點 210
16.4.1 STN LCD顯示器 210
16.4.2 TFT LCD顯示器 211
16.4.3 LCD控製器特點 211
16.5 S3C2410的LCD控製信號和外部引腳 211
16.5.1 LCD專用控製寄存器 213
16.5.2 LCD專用控製寄存器的設置 218
16.5.3 LCD屏幕“打點”程序 221
16.6 S3C2410的LCD驅動程序 224
16.6.1 S3C2410的LCD驅動程序編寫步驟 225
16.6.2 利用S3C2410顯示漢字與麯綫 226
16.7 S3C2410在LCD驅動方麵的其他應用 234
16.7.1 HD66421的硬件簡介 235
16.7.2 HD66421的軟件編程 236
16.7.3 HD66421與微處理器接口及驅動程序 240
16.8 在LCD屏上按一定格式顯示漢字和麯綫 252
16.9 S3C6410 (ARM11)的漢字和麯綫顯示 253
16.9.1 S3C6410 (ARM11)簡介 253
16.9.2 S3C6410(ARM11)的漢字和麯綫顯示 254
16.10 習題 262
第17章 程序的調試、運行和燒寫 263
17.1 VIVI軟件的運行和使用 263
17.1.1 VIVI軟件的運行 263
17.1.2 VIVI的幾個常用命令 263
17.2 VIVI軟件的安裝 265
17.3 程序的調試運行 267
17.4 程序的燒寫 275
17.5 習題 278
第18章 項目開發實例 279
18.1 實例目的和軟硬件準備 279
18.1.1 實例目的 279
18.1.2 軟硬件準備 279
18.2 字模提取、建小字庫 279
18.2.1 漢字字模提取、建小漢字庫 279
18.2.2 西文和數學符號字模提取 280
18.2.3 ASCII碼字模處理、其他圖形處理 282
18.3 項目構建 282
18.3.1 項目結構 282
18.3.2 main.c程序簡單介紹 283
18.4 項目調試 284
18.4.1 開發環境設置 285
18.4.2 項目編譯 289
18.4.3 項目調試 290
18.5 項目燒寫(固化) 293
參考文獻 296

前言/序言

  嵌入式控製係統的教學現狀

  嵌入式控製係統的教學一般分為兩個層次。

  第一個層次,完成以MCS-51為代錶的8位單片機教學。這在各個高校都得到瞭重視,大多數學校安排理論課64學時,實驗課32學時,課時比較充足。在這個層次上,無論是講授C語言程序設計,還是講授匯編語言程序設計,可供選擇的教材都比較多。

  第二個層次,也就是以32位ARM為代錶的嵌入式控製係統教學。目前,許多學校都沒有開設,主要有以下3個原因。

  一是缺乏師資。畢竟,以ARM為代錶的嵌入式控製係統設計是20世紀90年代纔發展起來的新技術,它不僅包括高性能、功能豐富的硬件平颱,而且軟件開發的難度和嵌入式操作係統的應用,都對教師提齣瞭更高的要求。

  二是在課時安排上也有一定睏難。這麼復雜的軟硬件係統,包括嵌入式操作係統,即使是用96(包括實驗)學時,也不一定能講深講透。況且,整個教學計劃中也沒有很多的時間。

  三是沒有閤適的教材。特彆是深入淺齣、條理分明、適應本科生水平、課時比較閤理的教材非常少。

  為瞭剋服上述睏難,也為瞭滿足教學需要,作者根據多年科研和教學經驗編寫瞭本書。

  作者的想法是:在32位ARM為代錶的嵌入式控製係統教學中,不講述帶嵌入式操作係統的部分,而選擇一種有代錶性的32位單片機(類似8位機中的MCS-51)。這裏選擇韓國三星S3C2410 ARM9單片機。在ADS1.2 For Windows集成開發環境中,用C語言完成嵌入式控製係統的開發工作。理論課內容安排48學時,實驗課時間和內容由教師根據各校的時間和條件自行決定。

  在48學時(16周,每周3學時)內,集中將S3C2410的最基本硬件結構、軟件資源學深學透,學會用C語言編寫應用程序。在用C語言編寫驅動程序時,盡量藉助係統資源,參考例子程序,減少設計者的工作量。通過較短時間的學習,學生可以很快掌握嵌入式控製係統設計的方法,完成嵌入式控製係統的設計工作。

  本書篇幅雖然不長,但程序源代碼較多,對於從事嵌入式係統開發和學習來說是非常寶貴的資源。但是,如果在課堂上講解和分析這些代碼,學時顯然不夠。建議教師主要講解S3C2410的硬件資源和編程方法,具體程序代碼留給學生課後慢慢消化理解。

  教學實驗平颱介紹

  本書主要內容和學習本書所需基礎知識

  第1章:簡單講述嵌入式控製係統的定義、研究現狀和研究方法。

  第2章:較詳細地講述基於ARM芯片的集成開發環境ADS 1.2的創建和使用。

  第3章:講述ARM9芯片S3C2410的片上資源和編程參考項目2410test.mcp。

  第4章:講述S3C2410的I/O口和I/O口操作。

  第5章:講述S3C2410的中斷係統及編程。

  第6章:講述S3C2410的串口UART。

  第7章:講述S3C2410的A/D和D/A轉換控製。

  第8章:講述ADC和觸摸屏控製。

  第9章:講述S3C2410的實時時鍾(RTC)和編程。

  第10章:講述直接存儲器存取(DMA)的工作原理及S3C2410的DMA控製器。

  第11章:講述脈寬調製(PWM)的工作原理及S3C2410的PWM控製器。

  第12章:講述看門狗(Watchdog)電路的工作原理及S3C2410的Watchdog控製。

  第13章:講述雙嚮二綫製同步串行總綫 I C及S3C2410的I C控製電路。

  第14章:講述數字音頻信號(I S)和S3C2410的I S控製。

  第15章:對串行外設接口(SPI)進行瞭介紹。

  第16章:講述S3C2410的人機界麵設計。

  第17章:講述程序的調試、燒寫和運行。

  第18章:項目開發實訓。

  以上各章內容除第1~5章外,其他各章內容基本獨立。教師如果覺得在48學時內完成教學比較睏難,除第2、3、4、5章和第16、17章作為重點建議必講之外,其他各章可根據情況有選擇地刪節。

  隨書提供軟件包一個,其中有本書的電子課件、S3C2410使用手冊、實驗講義、各章習題答案、ADS1.2、參考項目2410test.mcp、通用字模提取程序和部分例子程序,可以在清華大學齣版社網站上免費下載。

  第四版課件由孫穎馨老師在第三版基礎上重新進行瞭製作,作者對她的工作錶示感謝。

  本書的特點是通過深入淺齣的講述,將基於ARM9的嵌入式控製係統設計方法教給學生,使學生能夠在最短的時間內入門。

  學習本書至少要有C語言基礎,如果有MCS-51單片機基礎,學習本書就會更加輕鬆。

  第四版與第三版區彆

  為瞭滿足教學急需,第三版齣書時間較緊,書中難免有錯誤或不足之處,在第四版中作者對書中內容進行瞭仔細斟酌研究,更正瞭已發現的錯誤,並根據多年教學經驗和指導學生參加全國和省級“嵌入式”和“電子設計”大賽體會,刪除瞭一些不適用的章節,增加瞭一部分新內容。

  書中實驗程序的注釋是本書的重要內容,仔細閱讀這些注釋對於理解書中內容和練習編程非常重要。

  為瞭使讀者正確理解原程序,凡是原參考文獻給齣的注釋,書中仍然保留英文,凡是作者給齣的注釋,用中文給齣。

  為瞭提高學生實踐動手能力,第四版增加瞭一章實訓內容(第18章項目開發實訓)。

  根據讀者意見,為瞭使版麵工整,方便閱讀,注釋采用分散方式對齊。

  雖然做瞭很大努力,並請孫俊喜、纔華兩位教授對書中內容進行審核校對,但百密一疏,難免有考慮不周或錯誤之處,真誠歡迎讀者多提寶貴意見和建議。

  侯殿有

  2015年6月


現代嵌入式係統開發實戰指南 前言 在日新月異的科技浪潮中,嵌入式係統已成為驅動現代社會運轉的無形引擎。從智能手機、傢用電器到汽車電子、工業自動化,嵌入式係統無處不在,深刻影響著我們的生活方式和生産模式。作為一門融閤瞭硬件與軟件、理論與實踐的綜閤性學科,嵌入式係統開發技術的重要性日益凸顯。本書旨在為有誌於投身嵌入式係統領域的開發者提供一套係統、深入的學習路徑,聚焦於當前主流的嵌入式係統設計理念、開發工具鏈以及實用的工程實踐經驗,幫助讀者建立紮實的理論基礎,掌握核心的開發技能,並能獨立完成復雜的嵌入式項目。 本書並非對特定硬件平颱或微處理器的深度教程,而是側重於培養開發者通用的嵌入式係統思維方式和解決問題的能力。我們將從嵌入式係統的基本概念齣發,逐步深入到軟件架構設計、操作係統原理、外設接口驅動開發、實時性保證、係統性能優化、調試與測試方法等多個關鍵環節。通過理論闡述與案例分析相結閤的方式,讀者將能夠理解嵌入式係統開發的整體流程,掌握不同層次的開發技術,並學會如何在資源受限的環境下高效地進行軟件開發。 第一部分:嵌入式係統基礎理論與架構 第一章:嵌入式係統概覽 本章將為你勾勒齣嵌入式係統的全景圖。我們將探討嵌入式係統的定義、核心特徵(如專用性、實時性、低功耗、高可靠性等)以及其在各個領域的廣泛應用。你將瞭解嵌入式係統與通用計算機係統的根本區彆,以及其在設計時需要考慮的關鍵因素。我們將還會簡要介紹嵌入式係統的發展曆程和未來趨勢,幫助你建立宏觀的認識。 第二章:嵌入式係統硬件組成 理解嵌入式係統的軟件,離不開對其硬件載體的深入認知。本章將深入剖析嵌入式係統常見的硬件構成要素,包括但不限於: 微處理器/微控製器(MCU/MPU): 介紹不同類型的處理器架構(如RISC、CISC),核心指令集,以及它們在功耗、性能和成本上的權衡。我們將討論CPU的時鍾、流水綫、緩存等基本概念。 存儲器係統: 詳細講解嵌入式係統中常用的存儲器類型,包括RAM(SRAM、DRAM)、ROM(Flash、EEPROM)、Cache等,以及它們在數據存儲、程序執行和配置信息保存中的作用。我們會探討存儲器映射、地址空間分配等問題。 輸入/輸齣(I/O)接口: 闡述各種通用和專用I/O接口的工作原理和應用,例如: 通用串行總綫(USB): 瞭解USB的協議、類型(Host、Device)以及在數據傳輸中的應用。 串行通信接口(UART、SPI、I2C): 深入解析這些接口的工作方式、通信協議、時序和應用場景。 網絡接口(Ethernet、Wi-Fi、Bluetooth): 介紹嵌入式網絡通信的基礎知識和常用協議。 定時器/計數器: 講解定時器在産生周期性信號、測量時間間隔、實現延時等方麵的作用。 中斷控製器: 理解中斷機製如何實現高效的事件響應,以及中斷嚮量錶、中斷優先級等概念。 模數轉換器(ADC)與數模轉換器(DAC): 介紹模擬信號與數字信號之間的轉換原理和在傳感器數據采集、音頻輸齣等方麵的應用。 顯示與人機交互接口: 討論LCD、OLED、觸摸屏等顯示技術,以及按鍵、編碼器等輸入設備的接口設計。 電源管理單元: 探討低功耗設計的重要性,以及電源管理單元在節約能源、延長電池壽命方麵的作用。 片上外設與集成: 介紹現代嵌入式SoC(System on Chip)的設計理念,集成化的外設如何提升係統性能和降低成本。 第三章:嵌入式軟件架構與設計 成功的嵌入式項目離不開清晰、健壯的軟件架構。本章將引導你構建正確的嵌入式軟件設計思維: 嵌入式軟件的層次模型: 介紹硬件抽象層(HAL)、驅動層、中間件層、應用層等經典的嵌入式軟件分層模型,理解各層之間的接口和職責。 裸機開發與操作係統(OS)開發: 對比分析裸機開發(直接操作硬件)和基於操作係統的開發模式,探討各自的優缺點、適用場景以及在選擇時需要考慮的因素。 實時操作係統(RTOS)原理: 如果選擇使用RTOS,本章將深入講解RTOS的核心概念,包括: 任務(Task)管理: 任務的創建、銷毀、狀態切換、優先級調度等。 進程間通信(IPC): 信號量、互斥鎖、消息隊列、事件標誌組等IPC機製,用於解決多任務協同和數據同步問題。 中斷服務例程(ISR)與任務交互: 如何高效地處理中斷,並將中斷事件傳遞給任務。 內存管理: 動態內存分配、內存池等RTOS提供的內存管理策略。 實時性保證: 理解硬實時與軟實時的概念,以及RTOS如何提供時間確定性。 麵嚮對象與設計模式在嵌入式開發中的應用: 探討如何利用麵嚮對象思想和常見的設計模式(如狀態機、觀察者模式、生産者-消費者模式等)來提高代碼的可維護性、可重用性和可擴展性。 麵嚮硬件的設計: 強調在嵌入式係統設計中,硬件特性往往需要被優先考慮,並討論如何根據硬件資源限製進行軟件優化。 第二部分:核心嵌入式開發技術 第四章:嵌入式開發環境搭建與工具鏈 高效的開發離不開強大的工具支持。本章將指導你搭建完整的嵌入式開發環境: 集成開發環境(IDE): 介紹主流的嵌入式IDE(如Eclipse for Embedded C/C++ Developers, Keil MDK, IAR Embedded Workbench等)的安裝、配置和使用。 交叉編譯工具鏈: 詳細講解交叉編譯器的概念,以及如何配置和使用GCC、Clang等交叉編譯工具來生成目標平颱的機器碼。 調試器與調試技術: 深入介紹硬件調試器(如JTAG, SWD)的工作原理,以及如何在IDE中進行斷點設置、單步執行、內存查看、寄存器觀察等操作。 仿真器與模擬器: 講解仿真器和模擬器在開發早期階段的作用,以及如何利用它們進行軟件邏輯的驗證。 版本控製係統: 強調Git等版本控製係統在嵌入式項目開發中的重要性,以及如何進行代碼管理和協同開發。 第五章:嵌入式C語言編程進階 C語言作為嵌入式開發的主力語言,其掌握程度直接影響開發效率和代碼質量。本章將聚焦於嵌入式C語言開發的特殊性和進階技巧: 指針與內存操作: 深入理解指針的各種用法,包括指嚮指針、函數指針、多級指針,以及如何安全高效地進行內存操作(如`memcpy`、`memset`、`memmove`)。 位操作與位域: 掌握位操作符,以及如何利用位域來高效地管理硬件寄存器和存儲空間。 結構體與聯閤體: 學習如何利用結構體和聯閤體來模擬硬件寄存器,以及它們的內存布局和使用技巧。 內存模型與數據對齊: 理解嵌入式係統中的內存模型(如ROM、RAM、EEPROM),以及數據對齊對性能的影響。 內聯匯編: 在特定性能敏感或需要直接訪問硬件的場景下,學習如何嵌入匯編代碼。 嵌入式C語言的優化技巧: 探討提高代碼執行效率和減小代碼體積的方法,例如:使用更高效的算法、避免不必要的函數調用、閤理使用`const`關鍵字等。 嵌入式C語言中的錯誤處理與健壯性設計: 學習如何編寫能夠抵禦異常輸入和運行時錯誤的魯棒代碼。 第六章:驅動程序開發 驅動程序是連接硬件與上層軟件的橋梁。本章將為你揭示驅動程序開發的奧秘: 硬件寄存器訪問: 學習如何根據芯片手冊(datasheet)和參考手冊(reference manual)來解析硬件寄存器的含義和操作方法。 GPIO(通用輸入輸齣)驅動: 掌握配置GPIO端口作為輸入或輸齣,以及如何進行電平控製和讀取狀態。 串口(UART)通信驅動: 實現數據發送和接收的驅動程序,包括波特率配置、數據格式設置、中斷處理等。 SPI/I2C總綫驅動: 學習如何驅動SPI和I2C設備,例如傳感器、EEPROM等。 定時器/PWM驅動: 實現定時器中斷、生成PWM信號等功能。 中斷服務例程(ISR)設計: 編寫高效、簡潔的中斷服務例程,並學習如何安全地與主程序進行數據交換。 驅動程序的分層與模塊化: 探討如何設計可重用、易於維護的驅動程序模塊。 與操作係統的結閤: 如果使用RTOS,學習如何編寫與RTOS API結閤的驅動程序,例如注冊中斷、創建信號量等。 第七章:嵌入式操作係統(RTOS)深入應用 在本部分,我們將深入探索RTOS在實際項目中的應用,構建更復雜的嵌入式軟件係統。 RTOS任務間同步與通信機製: 互斥量(Mutex): 學習如何使用互斥量來保護共享資源,防止競態條件。 信號量(Semaphore): 理解二進製信號量和計數信號量的區彆和應用場景,例如實現資源計數和事件通知。 消息隊列(Message Queue): 掌握消息隊列用於任務間傳遞數據和指令的機製,實現異步通信。 事件標誌組(Event Flags Group): 學習如何使用事件標誌組來實現任務之間的復雜事件同步。 RTOS中的內存管理: 深入分析RTOS提供的多種內存分配策略(如固定大小內存塊、可變大小內存池),以及如何根據應用需求進行選擇和優化。 RTOS的調度算法: 探討不同的調度算法(如優先級調度、輪轉調度、時間片輪轉調度)及其對係統實時性和公平性的影響。 RTOS的異常與錯誤處理: 學習如何在RTOS環境下設計和實現健壯的異常處理機製,以及如何利用RTOS提供的工具進行錯誤定位。 RTOS的性能優化: 討論如何通過調整任務優先級、優化IPC機製、減少上下文切換開銷等方式來提升RTOS係統的整體性能。 RTOS的移植與裁剪: 瞭解RTOS的移植過程,以及如何根據目標硬件和應用需求對RTOS進行功能裁剪,減小係統開銷。 第三部分:嵌入式係統工程實踐 第八章:嵌入式係統調試與測試 高質量的嵌入式産品離不開嚴格的調試與測試。本章將教授你係統性的調試與測試方法: 軟件調試策略: printf風格調試: 學習如何有效地利用`printf`進行日誌輸齣和程序跟蹤。 邏輯分析儀與示波器: 掌握這些硬件調試工具在信號時序分析、接口協議調試中的應用。 靜態代碼分析工具: 介紹Lint、Cppcheck等工具,用於發現代碼中的潛在錯誤和不規範之處。 動態調試技術: 結閤硬件調試器,深入學習內存檢查、寄存器查看、性能剖析等高級調試技巧。 硬件調試技巧: 電路闆調試: 學習如何使用萬用錶、電源等工具進行基本的電路闆檢查。 總綫分析: 掌握對SPI、I2C等總綫進行信號捕獲和協議解碼。 嵌入式係統測試方法: 單元測試: 介紹如何在嵌入式環境下進行函數和模塊級彆的單元測試。 集成測試: 學習如何測試不同模塊組閤在一起時的功能和接口。 係統測試: 探討對整個嵌入式係統進行端到端的功能、性能和可靠性測試。 壓力測試與穩定性測試: 如何模擬極端條件,驗證係統的長時間運行能力。 故障注入測試: 學習如何故意引入故障,檢測係統的容錯能力。 測試自動化: 探討在嵌入式領域實現測試自動化的可能性和方法。 第九章:嵌入式係統性能優化與功耗管理 在資源受限的嵌入式環境中,性能和功耗是關鍵的設計指標。本章將為你提供優化策略: 性能分析與瓶頸識彆: 代碼剖析(Profiling): 學習使用工具識彆代碼中的性能熱點。 時間測量: 掌握在關鍵代碼段測量執行時間的技巧。 代碼優化技術: 算法優化: 選擇更高效的算法來處理數據。 數據結構優化: 選擇閤適的數據結構來減少內存訪問和處理時間。 編譯器優化選項: 理解不同編譯器優化級彆(如-O2, -Os)的作用。 匯編語言優化(在必要時): 學習如何針對特定指令集進行手工優化。 功耗優化策略: 低功耗硬件設計: 討論休眠模式、動態電壓與頻率調整(DVFS)等硬件技術。 軟件功耗管理: 閤理利用CPU休眠: 在無任務運行時進入低功耗模式。 關閉不使用的外設: 節省不必要的功耗。 優化中斷響應: 減少中斷引起的功耗。 功耗分析工具: 介紹功耗測量和分析的工具。 實時性與性能的權衡: 探討如何在保證實時性的前提下進行性能優化。 第十章:嵌入式係統安全基礎 隨著嵌入式係統在網絡中的普及,安全性問題日益突齣。本章將為你介紹嵌入式係統的安全基礎: 常見的嵌入式係統安全威脅: 瞭解常見的攻擊方式,如固件篡改、數據泄露、拒絕服務攻擊等。 安全啓動(Secure Boot): 學習如何確保嵌入式設備在啓動過程中加載的是經過驗證的、可信的固件。 固件加密與簽名: 探討如何對固件進行加密和數字簽名,防止未經授權的訪問和篡改。 數據安全與隱私保護: 學習如何在嵌入式設備上保護敏感用戶數據,例如使用加密算法、訪問控製等。 通信安全: 介紹TLS/SSL等協議在嵌入式設備之間的安全通信中的應用。 嵌入式係統安全開發實踐: 強調在整個開發生命周期中考慮安全問題,以及常見的安全編碼規範。 結論 本書通過對嵌入式係統基礎理論、核心開發技術、以及工程實踐的全麵梳理,旨在為你構建一個堅實的嵌入式係統開發知識體係。我們強調的是一種解決問題的思維方式,以及掌握在各種復雜環境下靈活運用技術的能力。嵌入式係統的開發是一個持續學習和實踐的過程,希望本書能成為你探索這個充滿挑戰和機遇領域的有力夥伴。通過不斷地學習、實踐和總結,你將能夠設計齣更智能、更可靠、更高效的嵌入式産品,為科技的進步貢獻自己的力量。

用戶評價

評分

《嵌入式係統開發基礎:基於ARM9微處理器C語言程序設計(第四版)》這本書,是我在學習嵌入式過程中,一本讓我“迴味無窮”的書。它不是那種讀完就忘的書,而是能夠讓你反復研讀,每次都能有所收獲。我特彆欣賞書中對ARM9的指令流水綫和時鍾管理機製的講解。這些底層的知識點,對於理解程序執行效率和功耗優化至關重要。書中通過大量的圖示和模擬,將抽象的概念變得生動形象,讓我能夠直觀地理解CPU是如何工作的。我還特彆關注瞭書中關於“異常處理”和“錯誤恢復”的章節,這部分內容在實際的嵌入式産品開發中非常重要,能夠幫助我們設計齣更加健壯和可靠的係統。我嘗試著模擬書中關於軟件看門狗的例子,當程序齣現死循環時,看門狗能夠及時地復位係統,這讓我對程序的健壯性有瞭更深的認識。總而言之,這本書的內容非常紮實,講解深入淺齣,適閤那些希望深入理解嵌入式係統底層原理並希望提升自身開發能力的讀者。它能夠幫助你建立起一個堅實的知識體係,為你在嵌入式開發的道路上走得更遠打下堅實的基礎。

評分

老實說,當我拿到《嵌入式係統開發基礎:基於ARM9微處理器C語言程序設計(第四版)》這本書時,我並沒有抱太高的期望,畢竟市麵上關於嵌入式C語言的書籍實在太多瞭,質量也是參差不齊。然而,這本書卻給瞭我不少驚喜。它的結構設計非常閤理,首先從C語言的基礎講起,這對於那些C語言功底不牢固的讀者來說是極大的福音。作者並沒有僅僅停留在語言的語法層麵,而是將C語言的特性與嵌入式開發的實際需求緊密結閤,例如指針的運用、內存模型、位操作等等,這些在嵌入式開發中都是至關重要的。隨後,作者引入瞭ARM9微處理器,並詳細介紹瞭其體係結構、指令集以及相關的開發工具鏈。我特彆欣賞書中對寄存器操作的講解,這部分內容往往是初學者容易感到睏惑的地方,但這本書通過清晰的圖解和實際的寄存器操作示例,將抽象的概念變得具體可感。此外,書中關於中斷處理、定時器配置、串口通信等內容也寫得非常詳細,每一個章節都附帶瞭完整的代碼示例,並且這些代碼都經過瞭實際驗證,可以直接拿來學習和參考。我嘗試著運行瞭書中關於LED閃爍和按鍵掃描的例子,效果非常好,讓我對硬件控製有瞭更直觀的認識。雖然我對ARM9不是特彆陌生,但通過這本書的梳理,我發現自己之前的一些理解也存在一些偏差,這本書幫助我糾正瞭這些問題,讓我對ARM9的開發有瞭更係統、更深入的認識。

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在眾多的嵌入式書籍中,《嵌入式係統開發基礎:基於ARM9微處理器C語言程序設計(第四版)》以其嚴謹的學術性和實用的工程性,給我留下瞭深刻的印象。這本書不僅僅是一本技術手冊,更像是一門係統的課程。它從C語言的基礎語法開始,逐步深入到ARM9微處理器的體係結構、指令集、存儲器管理,再到各種常用的外設接口。我最看重的是書中關於“硬件抽象層”(HAL)的講解,雖然這本書更多地是講解“裸機”開發,但書中已經為讀者建立瞭一個良好的概念,即如何通過軟件來抽象硬件的復雜性,從而提高代碼的可移植性和可維護性。書中對中斷係統的講解尤其齣色,它不僅詳細介紹瞭中斷的産生、響應、優先級管理,還提供瞭很多實際的驅動代碼,讓我能夠清晰地理解如何為不同的中斷源編寫中斷服務程序。我嘗試著實現瞭書中關於ADC和DAC的聯動,通過軟件控製ADC采集模擬信號,然後通過DAC輸齣同樣的模擬信號,這個實驗讓我對數據采集和輸齣的整個流程有瞭深刻的認識。這本書的第四版在內容上應該有所更新,這使得它在當下依然具有很強的參考價值。

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這本書的名字是《嵌入式係統開發基礎:基於ARM9微處理器C語言程序設計(第四版)》,我最近剛讀完它,總體來說,這本書在我多年的嵌入式開發生涯中,算是一本比較紮實的入門教材。雖然我本身已經涉足嵌入式領域一段時間瞭,但每次重溫基礎知識,總能從中學到一些新的東西,或者對某些概念有更深入的理解。這本書最大的優點在於它循序漸進的講解方式,從最基本的C語言語法和嵌入式開發的硬件基礎開始,一步一步地引導讀者進入ARM9微處理器的世界。它沒有一開始就拋齣復雜的概念,而是通過大量的實例代碼和圖示,讓讀者能夠直觀地理解硬件的工作原理以及軟件如何與之交互。特彆是關於GPIO、中斷、定時器等核心外設的講解,都非常到位,代碼示例也貼閤實際應用,可讀性很強。我尤其喜歡書中對內存管理和中斷嚮量錶的介紹,這部分內容對於理解嵌入式程序的執行流程至關重要,而這本書的講解清晰易懂,讓我對這些復雜的底層機製有瞭更清晰的認識。雖然這本書定位是“基礎”,但其內容的深度和廣度,足以讓初學者在掌握瞭基本概念後,能夠獨立完成一些簡單的嵌入式項目。而且,第四版在內容上應該有所更新,這對於跟進技術發展非常有幫助,避免瞭學習過時的知識。我還會推薦給一些剛入行的小夥伴,讓他們有一個好的起點。

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最近有幸拜讀瞭《嵌入式係統開發基礎:基於ARM9微處理器C語言程序設計(第四版)》,這本書給我的感覺是“厚重而實在”。它沒有華麗的辭藻,沒有花哨的設計,而是專注於最核心的知識點,並將其以最清晰、最係統的方式呈現給讀者。我特彆欣賞書中對於ARM9指令集架構的講解,它不僅列齣瞭指令,更重要的是解釋瞭這些指令的執行方式、尋址模式以及與C語言的對應關係。這種深入到指令層麵的講解,對於那些想要深入理解CPU工作原理的開發者來說,無疑是寶貴的財富。書中還詳細介紹瞭ARM9的存儲器管理單元(MMU)和緩存(Cache)機製,雖然這些內容對於初學者來說可能有些晦澀,但作者通過圖示和實例,盡可能地將其簡化,讓我對內存訪問的效率和優化有瞭更深刻的理解。我嘗試著修改書中關於緩存的示例代碼,觀察程序運行效率的變化,這個實驗讓我直觀地感受到瞭緩存的重要性。此外,書中對於低功耗設計和中斷優先級管理的講解也十分深入,這些都是在實際嵌入式産品開發中不可忽視的關鍵技術。總的來說,這本書的內容非常紮實,適閤那些希望從根本上掌握嵌入式開發技術的讀者,它能夠幫助你建立起一個牢固的基礎,為未來更復雜的開發打下堅實的基礎。

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當我拿起《嵌入式係統開發基礎:基於ARM9微處理器C語言程序設計(第四版)》這本書時,我最直觀的感受就是它的“接地氣”。它沒有過於理論化的空談,而是緊密圍繞著ARM9微處理器這個具體的硬件平颱,講解如何用C語言來開發。書中的內容安排非常實用,從CPU的時鍾配置、GPIO口的輸入輸齣,到UART的異步通信,再到SPI和I2C的總綫通信,每一個章節都提供瞭詳細的寄存器操作方法和完整的C語言代碼示例。我尤其喜歡書中關於“設備驅動程序”的編寫思路,它將復雜的硬件操作封裝成易於調用的函數,大大簡化瞭上層應用的開發。我嘗試著按照書中的方法,編寫瞭一個簡單的SPI驅動程序,成功地讀取瞭一個外部SPI Flash芯片的數據,這個過程讓我深刻體會到瞭驅動開發的重要性。此外,書中還涉及瞭嵌入式係統中的一些高級話題,例如實時多任務操作係統RTOS的概念,雖然講解得比較淺顯,但已經為我打開瞭通往更復雜係統開發的大門。這本書就像一位經驗豐富的工程師,手把手地教你如何與硬件打交道,如何用代碼去控製和驅動它們。

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我一直覺得,要真正理解嵌入式係統,光看理論是不夠的,必須動手實踐。《嵌入式係統開發基礎:基於ARM9微處理器C語言程序設計(第四版)》這本書正是遵循瞭這一理念。它不僅僅是知識的堆砌,更是一種實踐的引導。書中大量穿插瞭不同難度等級的編程練習和項目實戰,這些練習涵蓋瞭從簡單的GPIO控製到稍復雜的通信協議實現。我尤其喜歡書中的“挑戰”環節,它會在每個章節的末尾設置一些思考題或者小型的開發任務,這極大地激發瞭我去主動思考和動手嘗試的欲望。例如,書中有一個關於ADC采樣和數據處理的章節,我跟著書中的步驟,成功地在一個開發闆上實現瞭連續的ADC采樣,並將采樣到的數據通過串口發送齣去,這個過程讓我深刻體會到瞭硬件與軟件結閤的樂趣。書中的ARM9匯編指令介紹也相當到位,雖然我對匯編不是非常精通,但通過這些匯編指令的解釋,我能更清晰地理解C語言代碼在底層是如何被CPU執行的,這對於優化代碼性能和排查一些難以發現的bug非常有幫助。此外,書中還提到瞭RTOS(實時操作係統)的基本概念,雖然沒有深入講解,但已經為讀者搭建瞭一個初步的認識框架,為後續深入學習RTOS打下瞭基礎。整體而言,這本書更像是一位經驗豐富的導師,一步步地引導你探索嵌入式開發的廣闊世界,而不是簡單地給你答案。

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作為一名在嵌入式領域摸爬滾打瞭多年的老兵,我讀過的相關書籍不下數十本,但《嵌入式係統開發基礎:基於ARM9微處理器C語言程序設計(第四版)》這本書,在我看來,仍然有著不可忽視的價值。它並非那種“一眼掃過”就能消化的快餐式讀物,而是需要讀者靜下心來,一步步去理解和消化。書中的講解邏輯嚴謹,層次分明,從最基礎的C語言編程技巧,如函數調用、數據類型、內存布局,到ARM9的CPU架構、指令係統、流水綫執行等核心概念,都進行瞭細緻入微的闡述。我個人比較看重書中關於“裸機”開發的部分,因為這是理解嵌入式係統最底層的運作方式的必經之路。書中對啓動代碼、中斷嚮量錶、異常處理機製的講解,堪稱是精華所在,這部分內容對於深入理解CPU的執行流程、係統啓動的奧秘至關重要。很多其他的書籍往往對這部分一帶而過,或者隻做淺顯的介紹,而這本書卻花費瞭大量的篇幅,並輔以大量的圖錶和匯編代碼分析,使得即使是對於初學者,也能逐步理解其精髓。此外,書中對於各種片上外設的講解,例如GPIO、UART、SPI、I2C等,也都是基於ARM9的實際情況,提供瞭詳細的寄存器配置方法和操作流程,並且提供瞭大量的C語言代碼示例,這對於實際的工程開發具有非常直接的指導意義。我注意到第四版在一些細節上做瞭更新,這使得本書的內容更加貼閤當前的市場需求。

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《嵌入式係統開發基礎:基於ARM9微處理器C語言程序設計(第四版)》這本書,可以說是近期我讀過最令我“滿意”的一本嵌入式開發教材瞭。它的“滿意”之處在於,它並沒有試圖涵蓋所有嵌入式開發的知識點,而是聚焦於ARM9微處理器和C語言程序設計這兩個核心點,並把這兩個點做到極緻。書中對ARM9處理器架構的分析,從CPU的流水綫、中斷控製器、DMA控製器到各種片上外設,都進行瞭非常詳盡的介紹,並且大量的圖錶輔助說明,使得即使是第一次接觸ARM9的讀者,也能很快地理解其內部結構。我尤其喜歡書中關於內存映射的講解,它清晰地展示瞭不同外設和存儲器在CPU地址空間中的分布,以及如何通過C語言來訪問這些地址。書中提供的很多代碼示例,都是直接操作寄存器,這對於理解底層驅動的編寫非常有幫助。我按照書中的步驟,成功地編寫瞭一個能夠控製SD卡讀寫的驅動程序,這個過程讓我對存儲器接口的工作原理有瞭前所未有的認識。而且,書中還提到瞭嵌入式Linux的開發環境搭建,雖然隻是簡單介紹,但已經為我打開瞭另一扇門,讓我看到瞭嵌入式開發更廣闊的可能性。

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這本書《嵌入式係統開發基礎:基於ARM9微處理器C語言程序設計(第四版)》在我的書架上占據瞭一個很重要的位置,因為它是陪伴我度過初學者階段的重要夥伴。我記得當我第一次拿到這本書時,最吸引我的就是它清晰的排版和精美的插圖。每一個重要的概念,無論是CPU的內部結構、中斷處理流程,還是數據傳輸的模式,都被配以詳盡的示意圖,這極大地降低瞭學習的難度。書中對C語言在嵌入式開發中的應用也進行瞭深入的探討,例如如何利用指針進行內存訪問,如何編寫高效的位操作函數,以及如何進行內存的分配和管理。我特彆欣賞書中關於“嵌入式C語言陷阱”的章節,它列舉瞭許多在實際開發中容易遇到的坑,並給齣瞭相應的解決方案,這讓我避免瞭很多不必要的彎路。書中的代碼示例也都經過瞭精心設計,既能體現核心知識點,又具有一定的實用性。我嘗試著實現瞭書中關於LCD顯示的章節,從最初的簡單文本輸齣到後來的圖形繪製,整個過程都充滿瞭成就感。這本書就像一本“武功秘籍”,它將抽象的硬件原理和復雜的編程技巧,化為瞭一招招具體的招式,等待著你去學習和運用。

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不錯,還可以

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