普通高校“十二五”規劃教材：ARM9嵌入式係統設計基礎教程（第2版） 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　《普通高校“十二五”規劃教材：ARM9嵌入式係統設計基礎教程（第2版）》係統介紹瞭嵌入式係統的基礎知識，ARM體係結構，32位RISC微處理器S3C2410A，嵌入式係統的存儲器係統，嵌入式係統輸入／輸齣設備接口，嵌入式係統總綫接口，嵌入式係統網絡接口，嵌入式係統軟件及操作係統基礎，ARM匯編語言程序沒計基礎，Bootloader沒計基礎，Linux操作係統基礎，嵌入式Linux軟件設計，圖形用戶接口（ GUI）。每章都附有思考題與習題。免費提供電子課件。
　　《普通高校“十二五”規劃教材：ARM9嵌入式係統設計基礎教程（第2版）》內容豐富實用，層次清晰，敘述詳盡，方便教學與自學，可作為高等院校電子信息工程、通信工程、自動控製、電氣自動化、汁算機科學與技術等專業進行嵌入式係統教學的教材，也可作為全國大學生電子設計競賽培訓教材，以及工程技術人員進行嵌入式係統開發與應用的參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 嵌入式係統基礎知識
1.1 嵌入式係統的定義和組成
1.1.1 嵌入式係統的定義
1.1.2 嵌入式係統的發展趨勢
1.1.3 嵌入式係統的組成
1.1.4 RTOS
1.2 嵌入式微處理器體係結構
1.2.1 馮·諾依曼結構與哈佛結構
1.2.2 精簡指令集計算機
1.2.3 流水綫技術
1.2.4 信息存儲的字節順序
1.3 嵌入式微處理器的結構和類型
1.3.1 嵌入式微控製器
1.3.2 嵌入式微處理器
1.3.3 DSP處理器
1.3.4 嵌入式片上係統
1.3.5 多核處理器
思考題與習題

第2章 ARM體係結構
2.1 ARM體係結構簡介
2.2 ARM微處理器結構
2.2.1 ARM7微處理器
2.2.2 ARM9微處理器
2.2.3 ARM11微處理器
2.2.4 Cortex-A微處理器
2.2.5 Cortex-R微處理器
2.2.6 Cortex-M微處理器
2.2.7 SecurCore微處理器
2.3 ARM微處理器的寄存器結構
2.3.1 處理器的運行模式
2.3.2 處理器的工作狀態
2.3.3 處理器的寄存器組織
2.3.4 Thumb狀態的寄存器集
2.4 ARM微處理器的異常處理
2.4.1 ARM體係結構的異常類型
2.4.2 異常類型的含義
2.4.3 異常的響應過程
2.4.4 應用程序中的異常處理
2.5 ARM的存儲器結構
2.6 ARM微處理器指令係統
2.6.1 基本尋址方式
2.6.2 ARM指令集
2.6.3 Thumb指令集
2.7 ARM微處理器的接口
2.7.1 ARM協處理器接口
2.7.2 ARMAMBA接口
2.7.3 ARMI/O結構
2.7.4 ARMJTAG調試接口
思考題與習題

第3章 32位RISC微處理器S3C2410A
3.1 S3C2410A簡介
3.1.1 S3C2410A的內部結構
3.1.2 S3C2410A的技術特點
3.2 S3C2410A存儲器控製器
3.2.1 S3C2410A存儲器控製器特性
3.2.2 S3C2410A存儲器映射
3.3 復位、時鍾和電源管理
3.4 S3C2410A的I/O口
3.4.1 S3C2410A的I/O口配置
……
第4章 嵌入式係統的存儲器係統
第5章 嵌入式係統輸入／輸齣設備接口
第6章 嵌入式係統總綫接口
第7章 嵌入式係統網絡接口
第8章 嵌入式係統軟件及操作係統基礎
第9章 ARM匯編語言程序設計基礎
第10章 Boot loader設計基礎
第11章 Linux操作係統基礎
第12章 嵌入式Linux軟件設計
第13章 圖形用戶接口（GUI）
參考文獻

前言/序言

嵌入式係統：通往智能世界的核心驅動 在飛速發展的數字時代，嵌入式係統早已滲透到我們生活的方方麵麵，成為驅動現代科技進步的核心引擎。從智能手機、傢用電器，到汽車電子、工業自動化，再到航空航天、醫療設備，幾乎所有涉及信息處理和控製的電子設備都離不開嵌入式係統的身影。它們是隱藏在幕後的“智慧大腦”，默默地為我們的生活帶來便利與高效。 什麼是嵌入式係統？ 簡單來說，嵌入式係統是一種為瞭特定應用而設計的、集成在更大設備或係統中的計算機係統。它通常由微處理器或微控製器、存儲器、輸入/輸齣接口以及專門的軟件組成。與通用計算機不同，嵌入式係統通常具有以下特點： 專一性強： 專注於完成特定的任務，如控製一個電機、處理一個信號、管理一個用戶界麵等。 實時性要求高： 許多嵌入式係統需要在嚴格的時間限製內響應事件，否則可能導緻係統失靈甚至安全事故。 資源受限： 相比於通用計算機，嵌入式係統往往擁有有限的計算能力、內存和功耗，因此對軟硬件的設計都提齣瞭更高的要求。 可靠性要求高： 嵌入式係統常常工作在惡劣的環境下，需要具備極高的穩定性和抗乾擾能力。 體積小、功耗低： 許多嵌入式設備需要便攜或長期獨立運行，因此對尺寸和能耗有著嚴格的限製。 嵌入式係統的發展曆程與現狀 嵌入式係統的概念最早可以追溯到20世紀60年代，隨著集成電路技術的發展，微處理器逐漸集成到各種設備中，開啓瞭嵌入式係統應用的序幕。早期，嵌入式係統主要應用於軍工和航空航天領域。 到瞭20世紀80年代，隨著微控製器的齣現，嵌入式係統的成本大幅下降，應用範圍迅速擴展到消費電子、工業控製等領域。 90年代至今，互聯網的興起和移動通信技術的飛速發展，為嵌入式係統帶來瞭前所未有的機遇。智能手機的普及，物聯網（IoT）概念的提齣，更是將嵌入式係統推嚮瞭發展的高潮。如今，嵌入式係統已經成為信息技術産業的重要組成部分，其市場規模不斷擴大，技術也在持續創新。 嵌入式係統設計的核心要素 嵌入式係統的設計是一個係統性的工程，涉及到硬件和軟件兩個層麵。 1. 硬件設計： 微處理器/微控製器選型： 這是嵌入式係統的“心髒”。根據應用需求，需要選擇閤適的CPU架構（如ARM、MIPS、x86等）、核心頻率、內存接口、外設接口等。例如，對功耗要求高的設備可能會選擇低功耗的ARM Cortex-M係列，而對計算性能要求高的則可能選擇ARM Cortex-A係列。 存儲器設計： 包括RAM（隨機存取存儲器）用於程序運行和數據存儲，ROM（隻讀存儲器）或Flash Memory用於存儲固件和程序代碼。存儲器的容量、速度和類型都需要與係統性能相匹配。 輸入/輸齣（I/O）接口設計： 負責嵌入式係統與外部世界的交互。常見的I/O接口包括GPIO（通用輸入/輸齣）、UART（通用異步收發傳輸器）、SPI（串行外設接口）、I2C（集成電路總綫）、USB（通用串行總綫）、ADC（模數轉換器）、DAC（數模轉換器）等。這些接口的選擇和配置直接影響著係統的功能和連接性。 電源管理： 嵌入式係統尤其需要高效的電源管理，以延長電池壽命或降低能耗。這可能涉及到電源管理芯片（PMIC）、低功耗模式設計、電量監測等。 時鍾與復位電路： 保證係統穩定運行的時序。 外圍設備集成： 根據具體應用，還需要集成各類傳感器、執行器、顯示屏、通信模塊（如Wi-Fi、藍牙、蜂窩網絡模塊）等。 2. 軟件設計： 嵌入式操作係統（RTOS）： 對於需要多任務處理、實時響應的應用，嵌入式操作係統必不可少。RTOS能夠有效地管理係統資源，調度任務，提供通信機製，並保證任務的實時性。常見的RTOS有FreeRTOS, RT-Thread, Zephyr, VxWorks等。 驅動程序： 負責連接操作係統或應用程序與硬件設備之間的橋梁。例如，傳感器驅動、通信接口驅動、顯示驅動等，它們將底層的硬件操作封裝起來，提供給上層軟件調用。 中間件： 提供更高層次的服務，如網絡協議棧（TCP/IP, HTTP）、文件係統、圖形用戶界麵（GUI）庫等，簡化上層應用開發。 應用程序： 這是嵌入式係統最終麵嚮用戶或完成具體功能的軟件部分，例如，智能傢居控製應用、車載導航係統應用、工業設備監控應用等。 固件（Firmware）： 通常指存儲在非易失性存儲器（如Flash）中的低級程序，它負責初始化硬件、啓動操作係統或直接運行應用程序。 嵌入式係統設計中的關鍵技術與挑戰 實時性： 在很多應用中，係統的響應時間至關重要，例如在汽車的刹車控製係統中，延遲毫秒級都可能帶來災難性後果。RTOS的設計和任務調度策略是保證實時性的關鍵。 功耗優化： 尤其在移動設備和物聯網設備中，如何最大限度地降低功耗，延長設備續航時間，是設計的重中之重。這需要從硬件選型、軟件的低功耗模式、電源管理策略等多個方麵進行考慮。 安全性： 隨著嵌入式係統連接到網絡，安全威脅也日益增加。保障係統免受惡意攻擊、數據泄露等，需要從硬件加密、安全啓動、網絡安全協議到應用層麵的安全設計。 可靠性與穩定性： 嵌入式係統需要長時間、在各種環境下穩定運行。這要求在設計過程中充分考慮硬件的冗餘、容錯機製、軟件的健壯性以及嚴格的測試。 互聯互通（Connectivity）： 物聯網的發展使得嵌入式係統需要支持多種通信協議和網絡標準，如Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRa, 5G等，實現設備間的互聯互通。 係統集成與復雜性： 隨著嵌入式係統功能的日益強大，其軟硬件的復雜性也在不斷增加，如何有效地管理和集成這些復雜性，是設計者麵臨的挑戰。 開發工具鏈： 高效的開發工具，包括編譯器、調試器、仿真器、邏輯分析儀、示波器等，是嵌入式係統開發不可或缺的。 嵌入式係統在各行各業的應用 嵌入式係統已經深入到國民經濟的各個領域： 消費電子： 智能手機、平闆電腦、智能電視、數碼相機、MP3播放器、智能穿戴設備、傢用電器（冰箱、洗衣機、空調等）中的智能控製部分。 汽車電子： 發動機控製單元（ECU）、刹車防抱死係統（ABS）、安全氣囊控製、車載信息娛樂係統、自動駕駛輔助係統（ADAS）、導航係統。 工業自動化： 可編程邏輯控製器（PLC）、工業機器人、數控機床（CNC）、分布式控製係統（DCS）、傳感器網絡、數據采集係統。 通信設備： 路由器、交換機、基站、智能網關、IP電話。 醫療設備： 心電圖機、監護儀、輸液泵、CT掃描儀、核磁共振儀、便攜式醫療診斷設備。 航空航天： 飛機導航係統、發動機控製係統、飛行控製係統、衛星通信係統、空間探測器。 安防監控： 智能門鎖、監控攝像頭、門禁係統、火災報警係統。 能源管理： 智能電錶、智能電網設備、太陽能逆變器。 嵌入式係統設計人纔的需求與前景 隨著嵌入式技術的飛速發展和應用領域的不斷拓展，對嵌入式係統設計人纔的需求也日益旺盛。掌握嵌入式係統硬件設計、嵌入式軟件開發、操作係統原理、通信協議、實時係統等知識和技能的工程師，在市場上備受歡迎。 無論是初入職場的畢業生，還是希望在技術領域深耕的從業者，嵌入式係統設計都是一個充滿挑戰與機遇的專業方嚮。它不僅能夠讓你深入瞭解現代科技的底層運作，更能讓你有機會參與到改變世界的創新項目中，設計齣能夠真正影響人們生活的産品。 結語 嵌入式係統是連接物理世界與數字世界的橋梁，是實現智能化、網絡化、自動化的基石。理解嵌入式係統的原理、掌握相關的設計技術，對於在信息時代把握科技脈搏、開創智能未來至關重要。從基礎的硬件原理到復雜的軟件架構，從精密的實時控製到廣泛的網絡連接，嵌入式係統的世界廣闊而深邃，等待著有誌者去探索和創造。