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本书是依托中南大学国家级特色专业（物联网工程）的建设，结合国内嵌入式系统教学情况编写。本书主要介绍嵌入式系统开发，以S3C2440A、STM32F74xx位硬件，以Keil μVision5.0为开发工具，详细介绍了ARM9、Cortex的体系结构、硬件组成，指令系统和程序设计、存储器接口、I/O、中断、DMA、定时器、串行通信、嵌入式Linux、?C/OS-III操作系统应用、LWIP编程，最后给出了在物联网应用中常用的嵌入式系统开发实例。

目  录
第1章  概述	（1）
1.1  单片机概念及特点	（1）
1.2  单片机的发展及种类	（1）
1.2.1  单片机发展	（1）
1.2.2  嵌入式处理器种类	（3）
1.3  CISC与RISC	（5）
1.3.1  CISC与RISC简介	（5）
1.3.2  流水线	（6）
1.4  ARM处理器系列	（6）
1.4.1  ARM版本	（6）
1.4.2  常用ARM系列简介	（10）
1.4.3  ARM v8	（18）
1.5  ARM的软件开发工具	（18）
思考与习题	（23）
第2章  ARM基础与指令系统	（24）
2.1  ARM处理器基础	（24）
2.1.1  ARM处理器特点	（24）
2.1.2  存储器大小端方式	（24）
2.1.3  ARM处理器状态、ARM处理器模式及ARM模式下寄存器	（25）
2.1.4  Thumb状态下寄存器	（28）
2.2  ARM寻址方式	（29）
2.2.1  指令格式	（29）
2.2.2  寻址方式	（30）
2.2.3  ARM指令的条件执行	（32）
2.3  ARM指令	（33）
2.3.1  ARM常用指令	（33）
2.3.2  ARM v6/7版专有指令	（40）
2.4  Thumb指令	（42）
2.5  ARM伪操作与伪指令	（43）
2.5.1  符号定义与变量赋值伪操作	（43）
2.5.2  数据定义伪操作	（43）
2.5.3  汇编控制伪操作	（45）
2.5.4  信息报告伪操作	（47）
2.5.5  指令集选择伪操作	（47）
2.5.6  杂项伪操作	（47）
2.5.7  ADR、ADRL、LDR伪指令	（48）
2.5.8  NOP伪指令	（50）
思考与习题	（50）
第3章  ARM内存映射与存储器接口	（52）
3.1  ARM9存储器接口	（52）
3.1.1  S3C2440A存储器控制器	（52）
3.1.2  NAND Flash控制器	（53）
3.2  Cortex-M4存储器接口	（59）
3.2.1  Cortex-M4结构与内存映射	（59）
3.2.2  多层AHB总线矩阵	（60）
3.2.3  Cortex-M4外部存储器控制器	（64）
3.3  半导体存储器种类、NOR Flash与NAND Flash存储器简介	（66）
思考与习题	（68）
第4章  ARM I/O口、Cortex事件路由及GIMA	（69）
4.1  ARM I/O端口原理	（69）
4.1.1  ARM9的I/O端口	（69）
4.1.2  Cortex-M4的系统控制单元I/O与GPIO	（71）
4.1.3  Cortex-M7 GPIO	（89）
4.2  Cortex-M4的事件路由器	（99）
4.3  LPC43XX全局输入多路复用器阵列GIMA	（101）
思考与习题	（103）
第5章  ARM9、Cortex-M4/M7中断、LCD、A/D与触摸屏	（105）
5.1  ARM9中断系统原理	（105）
5.2  Cortex-M4 NVIC中断原理	（114）
5.2.1  中断原理	（114）
5.2.2  与中断有关的寄存器	（117）
5.3  Cortex-M7 NVIC中断原理	（120）
5.4  LCD	（131）
5.4.1  LCD原理	（131）
5.4.2  OLED	（132）
5.4.3  ARM9 LCD接口	（135）
5.5  A/D与触摸屏	（146）
5.5.1  A/D转换	（146）
5.5.2  触摸屏工作原理及种类	（148）
5.5.3  ARM9 ADC转换器和触摸屏接口	（149）
5.5.4  Cortex-M4/M7 A/D	（153）
思考与习题	（153）
第6章  ARM9、Cortex-M4/M7 DMA与定时器	（154）
6.1  ARM9 DMA原理	（154）
6.1.1  DMA请求源	（154）
6.1.2  DMA工作过程	（155）
6.1.3  基本DMA时序	（155）
6.1.4  DMA传输大小	（156）
6.1.5  DMA专用寄存器	（156）
6.2  Cortex-M4/M7 DMA原理	（162）
6.2.1  Cortex-M4 DMA主要功能特点	（162）
6.2.2  DMA系统连接	（163）
6.2.3  DMA寄存器描述	（169）
6.3  ARM9定时器	（180）
6.4  Cortex-M4/M7定时器种类及功能原理	（183）
6.4.1  状态可配置的定时器	（183）
6.4.2  Timer0～3定时器	（189）
6.4.3  电机控制PWM	（191）
6.4.4  正交编码器接口	（194）
思考与习题	（196）
第7章  串行总线	（197）
7.1  串行通信概述与RS-232C	（197）
7.2  ARM9的UART接口	（203）
7.3  SPI、I2C、I2S、SD卡总线	（206）
7.3.1  SPI总线接口	（206）
7.3.2  I2C总线接口	（207）
7.3.3  I2S总线接口	（216）
7.3.4  SD卡	（224）
7.5  现场总线	（231）
7.5.1  现场总线概述	（231）
7.5.2  CAN总线	（236）
思考与习题	（244）
第8章  嵌入式操作系统与LWIP	（245）
8.1  操作系统	（245）
8.1.1  操作系统简介	（245）
8.1.2  嵌入式操作系统简介	（248）
8.2  Linux操作系统	（250）
8.2.1  Linux简介	（250）
8.2.2  Linux特点	（250）
8.2.3  嵌入式Linux	（251）
8.2.4  Linux内核版本与发行版	（251）
8.2.5  Linux进程管理	（252）
8.2.6  存储管理	（257）
8.2.7  文件系统	（260）
8.2.8  设备管理	（263）
8.2.9  Linux内核模块	（265）
8.2.10  Linux配置文件	（266）
8.2.11  Linux启动流程简介	（267）
8.3  μC/OS概述	（271）
8.4  μC/OS-III移植	（273）
8.4.1  μC/OS的CPU移植	（273）
8.4.2  μC/OS-III移植	（275）
8.4.3  μC/OS-III应用示例	（278）
8.5  LWIP概述	（295）
8.5.1  LWIP简介	（295）
8.5.2  LWIP应用模式	（296）
思考与习题	（297）
第9章  物联网中的常用嵌入式系统	（298）
9.1  TinyOS概述	（299）
9.1.1  TinyOS简介	（299）
9.1.2  TinyOS的特点	（301）
9.1.3  TinyOS开发平台	（302）
9.1.4  TinyOS开发案例	（302）
9.1.5  TinyOS的基本概念	（303）
9.2  安装TinyOS	（304）
9.3  nesC概述	（308）
9.3.1  nesC简介	（308）
9.3.2  nesC基本概念	（310）
9.3.3  一个简单的nesC编程示例	（316）
9.3.4  TOSSIM仿真	（317）
9.4  TinyOS内部机制简介	（318）
9.4.1  TinyOS程序运行机制分析	（318）
9.4.2  TinyOS的调度机制	（320）
9.4.3  TinyOS的通信模型	（320）
9.4.4  TinyOS的能量管理	（322）
思考与习题	（323）
参考文献	（324）

第2版前言                       
本书自2012年9月第一次出版以来，受到了读者的广泛好评，很多高校的电子、自动化、计算机、物联网、通信、安全等相关专业嵌入式系统课程均选用该书作为教材，而且对该书提出了很多宝贵的意见和建议，在此深表感谢！
自第一次出版以来，嵌入式技术在飞速发展，代表性的有2014年ARM公司推出Cortex-M7，Keil公司2013年9月推出μVision5.0版本等。作者从2013年开始酝酿对第1版的修订，历时3年，期间几易其稿。
与第1版相比，第2版在内容上做了很大的修改和补充，增加了近几年嵌入式发展的最新成果，如Cortex-M7、?C/OS-III等。在结构上，打破以往一本图书只讲述一种CPU的架构方法，改由按每个知识点发展的时间角度讲述。本书以ARM9和ARM Cortex为硬件进行各知识点的讲述，如中断的讲述，从ARM9的中断的原理，到Cortex-M3/M4/M7的中断原理；I/O的讲解，ARM9的I/O原理，Cortex-M4/M7的I/O原理；定时器，ARM9的定时器原理，Cortex的定时器原理。通过这样的教学使学生了解嵌入式计算机的发展过程、每个知识点的完整原理和发展方向等。本书的实例程序以ARM9的S3C2440A、Cortex-M4的LPC4357、Cortex-M7的STM32F74xx为例进行编写，提供S3C2410、S3C244A和STM32F74xx的配套实验指导书和配套实验程序的电子文档。
STM32F74xx的实验指导书、实验程序由李祖赓编写。在本次修订工作中得到了中南大学信息科学与学院领导邹北冀、粟梅、施荣华的大力支持，在此一并表示感谢！


刘连浩   
2016年11月

科技—电子技术—单片机与嵌入式系统

刘连浩，男，博士，中南大学信息科学与工程学院计算机工程系教授，长期从事计算机与物联网方面的教学和科研工作。

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物联网与嵌入式系统开发（第2版）