《嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)》系統(tǒng)深入地介紹了嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。從嵌入式系統(tǒng)概念、應(yīng)用領(lǐng)域、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程和發(fā)展趨勢(shì)等基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā)，以ARM處理器為例，介紹了嵌入式處理器的知識(shí)及使用；以幾種通用的嵌入式操作系統(tǒng)為例，著重介紹了嵌入式操作系統(tǒng)的基本知識(shí)；并根據(jù)在嵌入式硬件及軟件設(shè)計(jì)方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，圖文并茂地介紹了嵌入式應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。
    《嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)》可以作為高等學(xué)校電工電子、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用等類工科專業(yè)本科生、研究生教材或參考書，也可以作為相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員的技術(shù)參考書。

    在當(dāng)前的數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的后PC時(shí)代，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地滲透到科學(xué)研究、工程應(yīng)用、軍事技術(shù)、交通、通信，以及人們?nèi)粘Ｉ�活中的家電、娛�?lè)、藝術(shù)、社會(huì)文化等各個(gè)領(lǐng)域中，掀起了一場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)革命。在未來(lái)的社會(huì)，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛，人們可以不接觸計(jì)算機(jī)，但不能不接觸嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)將存在于人們?nèi)粘Ｉ�活的各個(gè)角落：我們家里將通過(guò)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)控制中心，管理所有家電，控制家庭和外界網(wǎng)絡(luò)的連接，使我們的生活更為方便；出門旅行時(shí)，飯店的門把手里面安裝有電子識(shí)別控制系統(tǒng)，利用嵌入式系統(tǒng)根據(jù)您手上的特征，判斷是否應(yīng)該開(kāi)門；坐車時(shí)，汽車電腦可以通過(guò)GPS來(lái)判斷當(dāng)前的具體位置，利用嵌入式智能系統(tǒng)判斷應(yīng)該走哪條路線更為方便；甚至如果您生病住院，醫(yī)院的設(shè)備儀器里面都可能裝有嵌入式系統(tǒng)，用來(lái)選擇和控制儀器，提高手術(shù)的成功率和方便程度。
    據(jù)報(bào)道，PC的增長(zhǎng)率目前已由20世紀(jì)90年代中期的年遞增率35％下降到現(xiàn)在的15％。用市場(chǎng)的觀點(diǎn)來(lái)看，PC已經(jīng)從高速增長(zhǎng)進(jìn)入到平穩(wěn)發(fā)展的市場(chǎng)頂峰時(shí)期，單純由PC機(jī)帶領(lǐng)的電子產(chǎn)業(yè)蒸蒸日上的時(shí)代已經(jīng)成為歷史，取而代之的是美國(guó)Business Week雜志所提出的“后PC時(shí)代”概念的嵌入式系統(tǒng)，且眾多專家預(yù)測(cè)嵌入式系統(tǒng)可持續(xù)繁榮發(fā)展一個(gè)世紀(jì)。據(jù)IDC預(yù)測(cè)，嵌入式系統(tǒng)的市場(chǎng)正在以每年30％的速度遞增，我國(guó)嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)預(yù)計(jì)每年將直接創(chuàng)造千億元的效益，所帶動(dòng)的相關(guān)工業(yè)產(chǎn)值將超過(guò)上萬(wàn)億元，已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
    嵌入式系統(tǒng)概念大致出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，發(fā)展到今天經(jīng)歷了四個(gè)階段：一是單芯片的可編程控制器形式的系統(tǒng)，同時(shí)具有與檢測(cè)、伺服、智能設(shè)備相配合的功能，這些系統(tǒng)主要應(yīng)用于工控系統(tǒng)中，通常不帶操作系統(tǒng)，由匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)直接控制；二是以嵌入式CPU為基礎(chǔ)，以簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)，主要特點(diǎn)是CPU種類繁多、系統(tǒng)開(kāi)銷小、效率高、操作系統(tǒng)具有一定的兼容性和擴(kuò)展性、應(yīng)用軟件較專業(yè)，但通用性差、用戶界面不夠友好；三是以嵌入式操作系統(tǒng)為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)，它可運(yùn)行于各種不同類型的微處理器上，兼容性好，操作系統(tǒng)內(nèi)核精小、效率高，并且具有高度的模塊化和擴(kuò)展性，開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序簡(jiǎn)單，應(yīng)用軟件豐富；第四階段是以Internet為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)，這是一個(gè)正在迅速發(fā)展的階段。目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)還孤立于：Internet之外，但隨著Internet的發(fā)展以及. Internet技術(shù)與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)等結(jié)合日益密切，嵌入式系統(tǒng)與Internet的結(jié)合將代表著嵌入式技術(shù)的真正未來(lái)。

第1章 嵌入式系統(tǒng)概論
1.1 嵌入式系統(tǒng)的基本概念
1.1.1 嵌入式系統(tǒng)的定義
1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)
1.1.3 嵌入式系統(tǒng)的分類
1.1.4 嵌入式系統(tǒng)的組成
1.1.5 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域
1.2 嵌入式處理器
1.2.1 嵌入式處理器的分類
1.2.2 嵌入式微處理器
1.2.3 微控制器
1.2.4 DSP處理器
1.2.5 片上系統(tǒng)
1.2.6 典型嵌入式處理器
1.3 嵌入式操作系統(tǒng)
1.3.1 操作系統(tǒng)的概念及功能
1.3.2 操作系統(tǒng)的分類
1.3.3 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
1.3.4 常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)
1.4 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程
1.4.1 嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)
1.4.2 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮
1.4.3 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)
1.4.4 軟件與硬件的劃分
1.4.5 軟硬件平臺(tái)的選擇
1.4.6 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)流程
1.5 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

第2章 ARM嵌入式處理器
2.1 ARM的由來(lái)
2.2 ARM處理器系列
2.2.1 ARM7系列微處理器
2.2.2 ARM9系列微處理器
2.2.3 ARMIO系列微處理器
2.2.4 ARMll系列微處理器
2.2.5 SecurCore系列微處理器
2.2.6 StrongARM、Xscale系列微處理器
2.3 ARM處理器體系結(jié)構(gòu)
2.3.1 RISC體系結(jié)構(gòu)
2.3.2 ARM和。rhumb狀態(tài)
2.3.3 ARM7TDMI的寄存器結(jié)構(gòu)
2.3.4 ARM異常中斷
2.4 ARM處理器的應(yīng)用選型
2.5 S3C4510B概述
2.5.1 S3CA510B簡(jiǎn)介
2.5.2 S3CA510B引腳分布及信號(hào)描述
2.5.3 S3CA510B內(nèi)核概述及特殊功能寄存器
2.5.4 S3CA510B系統(tǒng)管理器
2.5.5 S3CA510B控制寄存器

第3章 ARM指令系統(tǒng)及程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
3.1 ARM指令集概述
3.1.1 ARM指令的分類
3.1.2 ARM指令的條件執(zhí)行
3.2 ARM尋址方式
3.3 ARM指令集
3.3.1 數(shù)據(jù)處理指令
3.3.2 程序狀態(tài)寄存器訪問(wèn)指令
3.3.3 跳轉(zhuǎn)指令
3.3.4 加載／存儲(chǔ)指令
3.3.5 協(xié)處理器指令
3.3.6 異常中斷指令
3.4 Thumb指令集
3.4.1 Thumb指令集特點(diǎn)
3.4.2 Thumb狀態(tài)切換
3.4.3 Thumb指令寄存器的使用
3.4.4 Thumb跳轉(zhuǎn)指令
3.5 ARM程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
3.5.1 ARM偽指令
3.5.2 ARM匯編程序格式
3.5.3 匯編語(yǔ)言編程實(shí)例
3.6 匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言混合編程

第4章 嵌入式操作系統(tǒng)
4.1 操作系統(tǒng)的基本概念
4.1.1 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能
4.1.2 多進(jìn)程和多線程
4.1.3 任務(wù)
4.1.4 任務(wù)切換
4.1.5 內(nèi)核
4.1.6 信號(hào)量
4.1.7 任務(wù)調(diào)度
4.1.8 任務(wù)間的通信
4.1.9 任務(wù)間的同步
4.2 uC／OS-Ⅱ
4.2.1 uC／OS-Ⅱ簡(jiǎn)介
4.2.2 uC／OS-Ⅱ內(nèi)核結(jié)構(gòu)
4.2.3 uC／OS-Ⅱ在.ARM上的移植
4.3 uCLinux
4.3.1 uClAnux簡(jiǎn)介
4.3.2 Linux內(nèi)核
4.3.3 uCLinux內(nèi)核與傳統(tǒng)Linux的比較
4.3.4 uCLinux的內(nèi)核結(jié)構(gòu)
4.3.5 uCLinux在ARM上的移植
4.4 WindowsCE
4.4.1 WindowsCE簡(jiǎn)介
4.4.2 WindowsCE內(nèi)核結(jié)構(gòu)
4.4.3 WindowsCE的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

第5章 嵌入式最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1 電源、晶振及復(fù)位電路
5.1.1 電源電路
5.1.2 晶振電路
5.1.3 復(fù)位電路
5.2 存儲(chǔ)器接口
5.2.1 存儲(chǔ)器概述
5.2.2 存儲(chǔ)器接口電路
5.2.3 存儲(chǔ)器應(yīng)用示例
5.3 中斷接口
5.3.1 中斷概述
5.3.2 控制中斷的寄存器
5.3.3 外部中斷的應(yīng)用示例
5.4 JTAG接口
5.4.1 JTAG概述
5.4.2 ARM的JTAG調(diào)試結(jié)構(gòu)
5.4.3 ARM7TDMI內(nèi)核的JTAG掃描鏈結(jié)構(gòu)
5.4.4 JTAG接口電路

第6章 人機(jī)交互接口設(shè)計(jì)
6.1 鍵盤輸入接口
6.1.1 鍵盤工作原理
6.1.2 常用鍵盤接口
6.1.3 鍵盤驅(qū)動(dòng)程序?qū)嵗?br>6.2 LCD顯示接口
6.2.1 LCD簡(jiǎn)介
6.2.2 在嵌入式Linux中驅(qū)動(dòng)LCD
6.2.3 LCD接口電路
6.2.4 uClinux下開(kāi)發(fā)LCD應(yīng)用程序
6.3 觸摸屏交互接口
6.3.1 觸摸屏的基本原理
6.3.2 觸摸屏的輸入系統(tǒng)
6.3.3 $3C44BOX觸摸屏應(yīng)用程序舉例

第7章 通信接口設(shè)計(jì)
7.1 串行接口
7.1.1 串行通信概述
7.1.2 串行接口設(shè)計(jì)實(shí)例
7.2 12C接口
7.2.1 I2C接口概述
7.2.2 I2C接口設(shè)計(jì)實(shí)例
7.3 以太網(wǎng)接口
7.3.1 以太網(wǎng)接口概述
7.3.2 以太網(wǎng)控制器RTLS019
7.3.3 以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)實(shí)例
7.4 USB接口
7.4.1 USB接口概述
7.4.2 USB接口設(shè)計(jì)實(shí)例

第8章 輸入輸出接口設(shè)計(jì)
8.1 A／D接口電路
……
第9章 嵌入式以太網(wǎng)智能測(cè)控系列實(shí)例
參考文獻(xiàn)

    1.1.1 嵌入式系統(tǒng)的定義
    如果說(shuō)PC機(jī)的出現(xiàn)構(gòu)建了信息產(chǎn)業(yè)的框架，推動(dòng)了整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)和人類文明的發(fā)展和前進(jìn)，那么嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展將會(huì)更加完善這個(gè)框架，并成為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的加速器。我國(guó)擁有世界上最大的電子產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)，手機(jī)、彩電、VCD、家用電器等的擁有量都居世界第一。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高和消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改變，人們對(duì)電子產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，如產(chǎn)品的靈活性、可控性、耐用性、高性價(jià)比等，這些都可以通過(guò)合理、有效的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，現(xiàn)代化的醫(yī)療、測(cè)控儀器和機(jī)電產(chǎn)品對(duì)系統(tǒng)的可靠性、實(shí)時(shí)性要求較高，更需要有專用的嵌入式系統(tǒng)的支持，這些需求都極大地刺激了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。
    所謂嵌入式系統(tǒng)（Embedded System），實(shí)際上是“嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”的簡(jiǎn)稱，它是相對(duì)于通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而言的。在有些系統(tǒng)里也有計(jì)算機(jī)，但是計(jì)算機(jī)只是作為某個(gè)專用系統(tǒng)中的一個(gè)部件而存在的。像這樣“嵌入”到更大、專用的系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，稱為“嵌入式計(jì)算機(jī)”、“嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”或“嵌入式系統(tǒng)”。
    在日常生活中，早已存在許多嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用，如天天必用的移動(dòng)電話、戴在手腕上的電子表、烹調(diào)用的微波爐、辦公室里的打印機(jī)、汽車?yán)锏墓┯蛧娚淇刂葡到y(tǒng)、防鎖死剎車系統(tǒng)（ABS），以及現(xiàn)在流行的個(gè)人數(shù)字助理（1）DA）、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等，它們內(nèi)部都有一個(gè)中央處理器（CPU）�？梢哉f(shuō)嵌入式系統(tǒng)無(wú)處不在，從家庭的洗衣機(jī)、電冰箱、小汽車，到辦公室里的遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)等，都屬于可以使用嵌入式技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和改造的產(chǎn)品。嵌入式系統(tǒng)本身是一個(gè)相對(duì)模糊的定義。目前比較流行的嵌入式系統(tǒng)定義有三種。
    （1）IEEE（國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）的定義：嵌入式系統(tǒng)是用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置（原文為Devices used to control，monitor，0r assist the operation 0f equipment，machinery or plants）。