作为一种32位高性能、低成本的嵌入式RISC微处理器，ARM已经成为应用**广泛的嵌入式处理器。目前Cortex-A系列处理器已经占据了大部分的中高端产品市场。本书在全面介绍Cortex-A9处理器的体系结构、编程模型、指令系统及EclipseForARM开发环境搭建的同时，以基于Cortex-A9为核心的应用处理器Exynos4412为核心，详细介绍了ARM系统设计及相关接口技术。接口技术涵盖了
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内容简介
本书主要从ARM的体系结构和接口技术两个方面对S5P6818芯片的使用进行讲解。全书共15章，前14章分别介绍了嵌入式系统基础知识、ARM技术概述、Cortex-A53编程模型、ARM开发环境搭建、ARM微处理器的指令系统、ARMv8汇编语言程序设计、ARM异常处理、通用I/O接口、ARM外部中断、UART串行通信接口、PWM定时器与“看门狗”定时器、A/D转换器、SPI总线接口、I2C总线接口；最后一章提供了一个综合案例，通过练习和操作实践，帮助读者巩固所学的内容。
章节目录
- a-fy
- 57624-bq
- c-qy
- d-ml
- 01
- 第1章
- 嵌入式系统基础知识
- 1.1 嵌入式系统概述
- 1.1.1 嵌入式系统简介
- 1.1.2 嵌入式系统定义
- 1.1.3 嵌入式系统特点
- 1．软/硬件可裁剪
- 2．对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格
- 3．代码“短小精悍”，可固化
- 4．实时性
- 5．弱交互性
- 6．需要专门的开发环境和开发工具
- 1.1.4 嵌入式操作系统发展趋势
- 1．定制化
- 2．节能化
- 3．人性化
- 4．安全化
- 5．网络化
- 6．标准化
- 1.2 嵌入式系统的组成
- 1.2.1 嵌入式系统硬件子系统
- 1.2.2 嵌入式系统软件子系统
- 1.3 嵌入式系统开发流程
- 1.3.1 嵌入式系统基本设计流程
- 1．用户需求分析
- 2．体系结构设计
- 3．软/硬件设计
- 4．系统集成
- 5．系统测试
- 1.3.2 嵌入式系统的开发流程
- 1.4 小结
- 1.5 练习题
- 02
- 第2章
- ARM技术概述
- 2.1 ARM体系结构的发展及技术特征
- 2.1.1 ARM公司简介
- 2.1.2 ARM技术特征
- 1．嵌入式RISC微处理器
- 2．嵌入式CISC微处理器
- 2.1.3 ARM体系结构的发展
- 1．v1架构
- 2．v2架构
- 3．v3架构
- 4．v4架构
- 5．v5架构
- 6．v6架构
- 7．v7架构
- 8．v8架构
- 2.2 ARM微处理器简介
- 2.2.1 Cortex-A系列处理器
- 2.2.2 Cortex-R系列处理器
- 2.2.3 Cortex-M系列处理器
- 2.2.4 SecurCore系列处理器
- 2.3 ARM微处理器架构
- 2.4 ARM微处理器应用选型
- 1．功能
- 2．性能
- 3．价格
- 4．熟悉程度及开发资源
- 5．操作系统支持
- 6．升级
- 7．供货稳定
- 2.5 小结
- 2.6 练习题
- 03
- 第3章
- Cortex-A53编程模型
- 3.1 Cortex-A53处理器功能及特点
- 3.2 Cortex-A53支持的数据类型
- 3.2.1 ARM的基本数据类型
- 3.2.2 浮点数据类型
- 3.2.3 存储器大/小端模式
- 3.3 Cortex-A53内核工作模式
- 3.4 Cortex-A53存储系统
- 3.4.1 存储管理单元（MMU）
- 3.4.2 高速缓冲存储器（Cache）
- 3.5 指令流水线
- 3.5.1 指令流水线的概念与原理
- 3.5.2 指令流水线的分类
- 1．3级指令流水线ARM组织
- 2．5级指令流水线ARM组织
- 3．8级指令流水线
- 3.5.3 影响指令流水线性能的因素
- 1．互锁
- 2．跳转指令
- 3.6 寄存器组织
- 3.6.1 通用寄存器
- 1．AArch32重要寄存器简介
- 2．A32状态下寄存器组织
- 3．T32状态下寄存器组织
- 4．AArch64重要寄存器简介
- 5．64位和32位寄存器映射关系
- 3.6.2 程序状态寄存器
- 1．标志位
- 2．控制位
- 3．模式控制位
- 4．IF-THEN标志位
- 5．A位、E位和GE[19-16]位
- 3.7 基于Cortex-A53的S5P6818处理器
- 3.8 FS6818开发平台简介
- 3.9 小结
- 3.10 练习题
- 04
- 第4章
- ARM开发环境搭建
- 4.1 FS-JTAG（B）仿真器
- 4.2 开发环境的搭建
- 4.2.1 开发环境简介
- 4.2.2 安装VMware Player
- 4.2.3 解压缩虚拟机镜像
- 4.2.4 打开虚拟机
- 4.2.5 连接硬件平台
- 4.2.6 USB转串口驱动安装
- 4.2.7 PuTTY串口终端配置
- 4.3 新建工程
- 4.4 添加已有工程
- 4.5 编译工程
- 4.6 调试工程
- 4.6.1 配置FS-JTAG调试工具
- 4.6.2 配置调试工具
- 4.6.3 查看变量和寄存器的方法
- 4.6.4 断点设置方法
- 4.6.5 查看内存数据信息的方法
- 4.6.6 调试结果后的处理
- 4.7 小结
- 4.8 练习题
- 05
- 第5章
- ARM微处理器的指令系统
- 5.1 ARM指令系统简介
- 5.1.1 ARM指令分类
- 5.1.2 ARM指令编码格式
- 5.1.3 ARM指令条件码域
- 5.2 ARM指令的寻址方式
- 5.2.1 数据处理指令的寻址方式
- 1．立即数寻址方式
- 2．寄存器寻址方式
- 3．寄存器移位寻址方式
- 5.2.2 内存访问指令的寻址方式
- 5.3 ARM指令集
- 5.3.1 数据处理指令
- 1．数据传输指令
- 2．算术运算指令
- 3．逻辑运算指令
- 4．比较指令
- 5．移位操作指令
- 6．整数乘法指令
- 7．整数除法指令
- 5.3.2 Load/Store指令
- 1．单寄存器的Load/Store指令（对齐）
- 2．单寄存器的Load/Store指令（未对齐偏移）
- 3．Load/Store Pair指令（对齐）
- 4．Load/Store Non-temporal（非暂存）Pair（对）指令
- 5．Load/Store Unprivileged（排特权）指令
- 6．Load/Store Exclusive指令
- 5.3.3 跳转指令
- 1．条件分支指令
- 2．无条件分支指令
- 5.3.4 程序状态寄存器访问指令
- 5.3.5 异常产生指令
- 5.4 ARM伪指令
- 1．ADR伪指令
- 2．LDR伪指令
- 5.5 小结
- 5.6 练习题
- 06
- 第6章
- ARM汇编语言程序设计
- 6.1 GNU汇编器支持的ARM伪指令
- 6.1.1 符号定义伪指令
- 1．全局标号定义伪指令.global和.globl
- 2．局部标号定义伪指令.local
- 3．变量赋值伪指令.set
- 4．宏替换伪指令.equ
- 6.1.2 数据定义伪指令
- 1．.byte
- 2．.short
- 3．.word
- 4．.long
- 5．.quad
- 6．.float
- 7．.space
- 8．.skip
- 9．.string/.ascii/.asciz
- 10．.rept
- 6.1.3 汇编控制伪指令
- 1．.if/.else/.endif
- 2．.macro/.endm/.exitm
- 6.1.4 杂项伪指令
- 1．.align
- 2．.section
- 3．.data
- 4．.text
- 5．.include
- 6．.extern
- 7．.weak
- 8．.end
- 6.2 汇编语言的语句格式
- 6.3 汇编语言的程序结构
- 1．过程调用标准AAPCS64
- 2．汇编语言的子程序调用
- 3．汇编语言与C语言的混合编程
- 6.4 小结
- 6.5 练习题
- 07
- 第7章
- ARMv8异常处理
- 7.1 ARMv8异常概述
- 7.2 ARMv8异常种类
- 7.3 ARMv8异常处理
- 1．中断异常
- 2．中止异常
- 3．复位异常
- 4．异常产生指令
- 7.3.1 异常处理寄存器
- 7.3.2 同步和异步异常
- 1．同步中止
- 2．处理同步异常
- 3．系统调用
- 4．未分配的指令
- 7.3.3 由异常引起的执行状态和异常级别的改变
- 7.3.4 AArch64异常表
- 7.3.5 中断处理
- 7.4 小结
- 7.5 练习题
- 08
- 第8章
- 通用I/O接口
- 8.1 GPIO功能介绍
- 8.2 S5P6818处理器GPIO控制器
- 8.2.1 GPIO功能描述
- 8.2.2 GPIO特性
- 8.2.3 GPIO分组
- 8.2.4 GPIO常用寄存器分类
- 1．GPIOxOUT（x = A～E）
- 2．GPIOxOUTEND（x = A～E）
- 3．GPIOxDETMODE[0:1]（x = A～E）
- 4．GPIOxINTENB（x = A～E）
- 5．GPIOxDET（x = A～E）
- 6．GPIOxPAD（x = A～E）
- 7．GPIOxALTFN[0:1]（x = A～E）
- 8．GPIOxDETMODEEX（x = A～E）
- 9．GPIOxDETENB（x = A～E）
- 8.2.5 GPIO寄存器详解
- 1．GPIO引脚功能控制寄存器—GPIOxALTFN0（x = A～E）
- 2．GPIO引脚功能控制寄存器—GPIOxALTFN1（x = A～E）
- 3．GPIO引脚输入/输出使能寄存器—GPIOxOUTENB（x = A～E）
- 4．GPIO引脚输出电平寄存器—GPIOxOUT（x = A～E）
- 8.3 GPIO接口电路与程序设计
- 8.3.1 电路连接
- 8.3.2 寄存器设置
- 1．配置GPIOxALTFN1寄存器
- 2．配置GPIOxOUTENB寄存器
- 3．配置GPIOxOUT寄存器
- 8.3.3 程序的编写
- 1．GPIO控制器相关寄存器封装在led.h文件中实现
- 2．LED灯驱动代码在led.c文件中实现
- 3．主函数在main.c文件中实现
- 8.3.4 调试与运行结果
- 8.4 小结
- 8.5 练习题
- 09
- 第9章
- ARM外部中断
- 9.1 ARM中断控制器简介
- 9.1.1 中断软件分支处理
- 9.1.2 硬件支持的分支处理
- 9.2 S5P6818处理器通用中断控制器
- 9.2.1 GIC功能模块
- 1．分配器
- 2．CPU接口
- 9.2.2 GIC中断控制器中断类型
- 1．软件产生中断
- 2．专用外设中断
- 3．共享外设中断
- 9.2.3 GIC中断控制器中断状态
- 1．无效态
- 2．挂起态
- 3．激活态
- 4．激活挂起态
- 9.2.4 GIC中断处理流程
- 9.3 中断接口电路与程序设计
- 9.3.1 电路连接
- 9.3.2 寄存器设置
- 1．GPIOx输出使能寄存器—GPIOxOUTENB（x = A～E）
- 2．GPIOx事件检测模式寄存器—GPIOxDETMODEn（x = A～E，n = 0、1）
- 3．GPIOx中断使能寄存器—GPIOxINTENB（x = A～E）
- 4．GPIOx事件检测寄存器—GPIOxDET（x = A～E）
- 5．GPIOx多功能选择寄存器—GPIOxALTFNn（x = A～E，n = 0、1）
- 6．GPIOx事件检测模式扩展寄存器—GPIOxDETMODEEX（x = A～E）
- 7．GPIOx检测使能寄存器—GPIOxDETENB（x = A～E）
- 8．分配器层控制寄存器—GICD_CTRL
- 9．分配器层中断使能寄存器—GICD_ISENABLERn（n = 0～4）
- 10．分配器层清除中断挂起标志寄存器—GICD_ICPENDERn（n = 0～4）
- 11．分配器层中断优先级设置寄存器—GICD_IPRIORITYRn（n = 0～39）
- 12．分配器层中断处理器目标寄存器—GICD_ITARGETSRn（n = 0～39）
- 13．CPU接口层控制寄存器—GICC_CTRL
- 14．CPU接口层中断优先级屏蔽寄存器—GICC_PMR
- 15．CPU接口层中断应答寄存器—GICC_IAR
- 16．CPU接口层中断结束寄存器—GICC_EOIR
- 9.3.3 程序的编写
- 1．GPIO控制器相关寄存器的定义在s5p6818_gpio.h文件中实现
- 2．GIC控制器相关寄存器的定义在s5p6818_gic.h文件中实现
- 3．GIC控制器初始化程序在key_interrupt.c文件中实现
- 4．按键中断处理程序在s5p6818-irq.c文件中实现
- 5．主函数在main.c文件中实现
- 9.3.4 调试与运行结果
- 9.4 小结
- 9.5 练习题
- 10
- 第10章
- UART串行通信接口
- 10.1 串行通信
- 10.1.1 异步串行通信原理
- 1．异步串行通信的特点
- 2．异步串行通信的数据格式
- 10.1.2 RS-232C串口规范
- 1．9针串口引脚定义
- 2．RS-232C电气特性
- 3．RS-232C的通信距离和速度
- 4．RS-232C电平转换芯片及电路
- 10.1.3 RS-232C接线方式
- 10.2 S5P6818处理器UART控制器
- 1．UART概述
- 2．UART特点
- 3．UART控制器框图
- 10.3 UART接口电路与程序设计
- 10.3.1 电路连接
- 10.3.2 寄存器设置
- 1．UART配置相关寄存器列表
- 2．配置引脚功能寄存器—GPIOxALTFN[0:1]（x = A～E）
- 3．UART行控制寄存器—ULCONn（n = 0～6）
- 4．UART控制寄存器—UCONn（n = 0～6）
- 5．UART状态寄存器—UTRSTATn（n = 0～6）
- 6．UART发送数据寄存器—UTXHn（n = 0～6）
- 7．UART接收数据寄存器—URXHn（n = 0～6）
- 8．波特率整数部分设置寄存器—UBRDIVn（n = 0～6）
- 9．波特率小数部分设置寄存器—UFRACVALn（n = 0～6）
- 10.3.3 程序的编写
- 1．UART控制器相关寄存器封装在s5p6818_uart.h文件中实现
- 2．UART驱动代码在uart0.c文件中实现
- 3．主函数在main.c文件中实现
- 10.3.4 调试与运行结果
- 10.4 小结
- 10.5 练习题
- 11
- 第11章
- PWM定时器与“看门狗”定时器
- 11.1 PWM定时器
- 1．定时器概述
- 2．PWM概述
- 11.2 S5P6818处理器PWM定时器
- 11.3 PWM接口电路与程序设计
- 11.3.1 电路连接
- 11.3.2 寄存器设置
- 1．PWM配置相关寄存器列表
- 2．时钟一级分频寄存器—TCFG0
- 3．时钟多路选择寄存器—TCFG1
- 4．控制寄存器—TCON
- 5．计数缓冲寄存器—TCNTB2
- 6．比较缓冲寄存器—TCMPB2
- 7．计数监控寄存器—TCNTO2
- 11.3.3 程序的编写
- 1．PWM控制器相关寄存器封装在s5p6818_pwm.h文件中实现
- 2．PWM驱动代码在pwm.c文件中实现
- 3．主函数在main.c文件中实现
- 11.3.4 调试与运行结果
- 11.4 “看门狗”定时器
- 11.5 S5P6818处理器“看门狗”定时器
- 11.5.1 “看门狗”定时器概述
- 1．S5P6818处理器“看门狗”定时器概述
- 2．S5P6818处理器“看门狗”定时器特点
- 3．S5P6818处理器“看门狗”定时器功能框图
- 11.5.2 寄存器设置
- 1．“看门狗”配置相关寄存器
- 2．“看门狗”定时器控制寄存器—WTCON
- 3．“看门狗”定时器数据寄存器—WTDAT
- 4．“看门狗”定时器计数寄存器—WTCNT
- 11.5.3 程序的编写
- 1．“看门狗”控制器相关寄存器封装在s5p6818_wdt.h文件中实现
- 2．“看门狗”驱动代码在wdt.c文件中实现
- 3．主函数在main.c文件中实现
- 11.5.4 调试与运行结果
- 11.6 小结
- 11.7 练习题
- 12
- 第12章
- A/D转换器
- 12.1 A/D转换器原理
- 12.1.1 A/D转换器的类别
- 1．积分型A/D转换器
- 2．逐次逼近型A/D转换器
- 3．并行比较/串行比较型A/D转换器
- 4．电容阵列逐次比较型A/D转换器
- 5．压频变换型A/D转换器
- 12.1.2 A/D转换器的参数
- 1．分辨率（Resolution）
- 2．转换速率（Conversion Rate）
- 3．量化误差（Quantizing Error）
- 4．偏移误差（Offset Error）
- 5．满度误差（Full Scale Error）
- 6．线性度（Linearity）
- 12.2 S5P6818处理器的A/D转换器
- 12.3 A/D转换器接口电路与程序设计
- 12.3.1 电路连接
- 12.3.2 寄存器设置
- 1．ADC转换器配置相关寄存器列表
- 2．ADC控制寄存器—ADCCON
- 3．ADC数据寄存器—ADCDAT
- 4．ADC分频寄存器—PRESCALERCON
- 12.3.3 程序的编写
- 1．ADC转换器相关寄存器封装在s5p6818_adc.h文件中实现
- 2．ADC驱动代码在adc.c文件中实现
- 3．主函数在main.c文件中实现
- 12.3.4 调试与运行结果
- 12.4 小结
- 12.5 练习题
- 13
- 第13章
- SPI总线接口
- 13.1 SPI总线协议
- 13.1.1 SPI总线协议简介
- 13.1.2 SPI总线协议内容
- 1．SPI总线引脚定义
- 2．SPI总线物理连接
- 3．SPI总线信号类型
- 4．SPI总线时序
- 5．SPI总线数据传输格式
- 13.2 S5P6818处理器的SPI总线控制器
- 13.3 SPI接口电路与程序设计
- 13.3.1 电路连接
- 13.3.2 寄存器设置
- 1．SPI配置相关寄存器
- 2．SPI传输配置寄存器—SPI/SSP_CONFIGURE
- 3．SPI模式配置寄存器—SPI/SSP_FIFO_CON
- 4．SPI从机选择信号配置寄存器—SPI/SSP_SEL_SIGNAL_CON
- 5．SPI状态寄存器—SPI/SSP_STATUS
- 6．SPI数据发送寄存器—SPI/SSP_TX_DATA
- 7．SPI数据接收寄存器—SPI/SSP_RX_DATA
- 13.3.3 程序的编写
- 1．SPI案例内容及原理
- 2．SPI案例软件设计
- 3．SPI案例测试代码
- 13.3.4 调试与运行结果
- 13.4 小结
- 13.5 练习题
- 14
- 第14章
- I2C总线接口
- 14.1 I2C总线协议
- 14.1.1 I2C总线协议简介
- 14.1.2 I2C总线协议内容
- 1．I2C总线引脚定义
- 2．I2C总线物理连接
- 3．I2C总线术语
- 4．I2C总线信号类型
- 5．I2C总线时序
- 6．I2C总线ACK信号
- 7．I2C设备地址
- 8．I2C总线寻址
- 14.2 S5P6818处理器的I2C控制器
- 1．S5P6818的I2C控制器特征
- 2．S5P6818的I2C控制器操作流程
- 14.3 I2C接口电路和程序设计
- 14.3.1 电路连接
- 14.3.2 寄存器设置
- 1．I2C总线控制器相关寄存器
- 2．I2C总线控制寄存器—I2CCONn（n = 0～2）
- 3．I2C总线控制状态寄存器—I2CSTATn（n = 0～2）
- 4．I2C总线地址寄存器—I2CADDn（n = 0～2）
- 5．I2C总线发送/接收数据移位寄存器—I2CDSn（n = 0～2）
- 6．I2C总线线控制寄存器—I2CLCn（n = 0～2）
- 7．I2C总线版本寄存器—I2CVRn（n = 0～2）
- 14.3.3 程序的编写
- 1．单字节写时序（Byte Write）
- 2．单字节读时序（Byte Read）
- 3．I2C控制器相关寄存器定义
- 4．S5P6818芯片和MMA8451芯片实现I2C通信头文件
- 5．S5P6818芯片和MMA8451芯片实现I2C通信源文件
- 6．主函数在main.c文件中实现
- 14.3.4 调试与运行结果
- 14.4 小结
- 14.5 练习题
- 15
- 第15章
- 温度监控系统综合案例
- 15.1 系统功能
- 15.2 系统组成
- 15.3 接口电路设计
- 1．DS18B20温度传感器特性
- 2．硬件连接
- 3．工作原理
- 4．工作时序图
- 15.4 程序设计
- 1．DS18B20传感器头文件代码在ds18b20.h头文件中实现
- 2．DS18B20相关功能函数的实现在ds18b20.c文件中实现
- 3．项目具体逻辑实现在中断处理函数中完成，具体代码在s5p6818_irq.c文件中实现
- 4．主要外设初始化代码在main.c文件中实现
- 15.5 运行结果
- 15.6 小结
- 15.7 练习题
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ARM嵌入式体系结构与接口技术（Cortex-A53版）（微课版）是2022年由人民邮电出版社出版,作者主编。
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