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本書是作者根據(jù)多年開(kāi)發(fā)和教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并考察了當(dāng)前嵌入式發(fā)展的z新動(dòng)向編著而成。在內(nèi)容設(shè)計(jì)上，采取了循序漸進(jìn)的原則，對(duì)嵌入式底層硬件知識(shí)進(jìn)行精心規(guī)劃，以大量的實(shí)例說(shuō)明技術(shù)難點(diǎn)，深入淺出，使嵌入式系統(tǒng)初學(xué)者能夠以“ARM體系結(jié)構(gòu)→指令系統(tǒng)→匯編程序設(shè)計(jì)→混合編程→硬件下編程”為主線，以階梯式前進(jìn)的方式，低起點(diǎn)、高效率地學(xué)習(xí)理論，深入實(shí)踐，從而為嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，有人將其稱為后PC時(shí)代和后網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的新秀。特別是近幾年來(lái)，嵌入式產(chǎn)品強(qiáng)勢(shì)占領(lǐng)了消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)，并開(kāi)始在汽車電子、工業(yè)控制、航空航天、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域得到全面應(yīng)用。因此可以斷言，面向嵌入式的信息時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。

本書作者在學(xué)生時(shí)代多次參加機(jī)器人大賽，工作后指導(dǎo)智能車控制大賽。最初設(shè)計(jì)機(jī)器人控制系統(tǒng)采用8位單片機(jī)，隨著機(jī)器人控制功能的增強(qiáng)，原有的8位芯片很難滿足功能要求，另外軟件設(shè)計(jì)也越來(lái)越煩瑣。在2002年，ARM技術(shù)產(chǎn)品開(kāi)始大范圍占領(lǐng)市場(chǎng)，基于ARM技術(shù)的嵌入式微控制器成為嵌入式開(kāi)發(fā)的硬件支撐。世界上知名的半導(dǎo)體公司如Intel、Samsung、Motorola、Philips和Atmel相繼推出了以ARM為核心的主流芯片，嵌入式開(kāi)發(fā)成為信息領(lǐng)域研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)。為了適應(yīng)更加復(fù)雜的控制需求，作者當(dāng)時(shí)選用ARM微控制器作為主控制單元，設(shè)計(jì)嵌入式機(jī)器人控制系統(tǒng)，在有限的幾本書可供參考的情況下，面向應(yīng)用裁剪硬件，移植嵌入式操作系統(tǒng)，從此與嵌入式結(jié)下不解之緣。近年來(lái)，全國(guó)各大高校紛紛建立嵌入式方向，經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐，已經(jīng)成功地培養(yǎng)出一批具備嵌入式設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)技能的畢業(yè)生，這些畢業(yè)生走向嵌入式開(kāi)發(fā)的各個(gè)領(lǐng)域。本書正是在教學(xué)和實(shí)踐的基礎(chǔ)上進(jìn)行編寫的。

本書的編寫力求將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，為了說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，可能不惜篇幅，圖表并用，并設(shè)有實(shí)例解析，使每一個(gè)嵌入式開(kāi)發(fā)的初學(xué)者都能快速上手，為嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

本書的內(nèi)容安排

 第1章介紹嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史，通過(guò)典型產(chǎn)品實(shí)例使讀者體會(huì)嵌入式技術(shù)的研究方向和發(fā)展趨勢(shì)。

 第2章介紹ARM處理器的內(nèi)核調(diào)試結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)介紹ARM7TDMIS、ARM9TDMI兩種結(jié)構(gòu)，并分析了ARM7和 ARM9的3級(jí)流水線運(yùn)行機(jī)制和5級(jí)流水線運(yùn)行機(jī)制。

 第3~5章詳細(xì)解析ARM指令尋址方式、ARM指令系統(tǒng)詳細(xì)解析和Thumb指令系統(tǒng)。

 第6、7章介紹ARM匯編語(yǔ)言偽指令、ARM匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中所用的偽操作、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)規(guī)范，并用大量的實(shí)例說(shuō)明匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法。

 第8章介紹嵌入式C語(yǔ)言的編程規(guī)范、嵌入式開(kāi)發(fā)中常用的位運(yùn)算與控制位域以及在嵌入式C程序設(shè)計(jì)中要注意的問(wèn)題，也介紹了ARM匯編語(yǔ)言與嵌入式C語(yǔ)言進(jìn)行相互調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)（AAPCS），并用大量的實(shí)例說(shuō)明相互調(diào)用應(yīng)注意的問(wèn)題。

 第9、10章介紹Samsung公司兩款流行的ARM處理器芯片： S3C44B0是基于ARM7TDMI架構(gòu)的，S3C2410/S3C2440是基于ARM920T架構(gòu)的；詳細(xì)介紹基于這兩款微控制器的存儲(chǔ)系統(tǒng)、通用I/O、中斷控制器、UART、I2C和LCD接口原理與應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

本書配套資源豐富，包括教學(xué)大綱、教學(xué)課件、電子教案、習(xí)題答案和教學(xué)進(jìn)度表，掃描封底的“課件下載”二維碼，在公眾號(hào)“書圈”下載；本書還提供程序源碼，掃描目錄上方的二維碼下載。

致謝

本書的編寫參考和引用了國(guó)內(nèi)外同行、專家、學(xué)者所撰寫的大量文獻(xiàn)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)論壇的精華資料，在此向相關(guān)作者表示衷心的感謝！

嵌入式系統(tǒng)發(fā)展非常迅速，新的技術(shù)成果不斷涌現(xiàn)。書中難免存在不妥之處，懇請(qǐng)讀者和同行批評(píng)指正。

邱鐵

于天津大學(xué)北洋園

2020年8月

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