基本信息
作 者：趙全良，馬博，孟李林 著叢 書 名：高等學校本科規劃教材出 版 社：西安電子科技大學出版
內容簡介
《微機原理與嵌入式系統基礎》以ARM7TDMI處理器為模型機講述了微型計算機原理，同時講述了常用的嵌入式微控器LPC2132的基本組成結構和工作原理。《微機原理與嵌入式系統基礎》共分為8章，主要內容包括：計算機與嵌入式系統基礎知識、ARM7體系結構、ARM7指令系統與彙編語言程式設計、存儲器原理與擴展、輸入/輸出與中斷技術、LPC2132系統結構與資源原理以及ARM開發工具ADS。《微機原理與嵌入式系統基礎》結構合理，概念清晰，講解深入淺出，既可作為高等院校電類專業“微型計算機原理”和“嵌入式設計基礎”等課程的教材，也可作為廣大嵌入式系統設計愛好者的入門學習教材。
目錄
第1章 計算機與嵌入式系統基礎知識 1
1.1 計算機基礎知識 1
1.1.1 引言 1
1.1.2 計算機的發展 1
1.1.3 馮?諾伊曼計算機體系結構 2
1.1.4 計算機系統 5
1.1.5 計算機的工作過程 5
1.2 數制和計算機中的數值表示與處理 6
1.2.1 無符號數的十進制、十六進制、二進制表示法與運算 7
1.2.2 帶符號數的原碼、反碼和補碼錶示 11
1.2.3 補碼的運算、溢出及其判斷方法 14
1.2.4 真值與機器數 18
1.3 計算機中的其他信息編碼 19
1.3.1 BCD編碼 19
1.3.2 字元ASCII編碼 21
1.4 嵌入式系統概述 23
1.4.1 嵌入式系統的基本概念 23
1.4.2 嵌入式處理器的分類與發展概況 24
1.4.3 常見的幾種嵌入式作業系統介紹 26
本章小結 29
習題 30
第2章 ARM7體系結構 32
2.1 概述 32
2.1.1 RSIC處理器與CISC處理器結構特徵簡介 33
2.1.2 ARM7 TDMI 33
2.1.3 ARM7處理器的三級流水線 35
2.2 ARM7的狀態與模式 37
2.3 ARM7的暫存器 39
2.3.1 ARM狀態下的暫存器 39
2.3.2 ARM處理器特別功能暫存器 41
2.3.3 Thumb狀態下的暫存器 45
2.4 ARM7當前程式狀態暫存器（cpsr） 46
2.4.1 CPSR中的控制位 47
2.4.2 CPSR中的狀態標誌位 48
2.5 ARM7的異常與異常處理 49
2.5.1 ARM7的異常 49
2.5.2 ARM7的異常處理 49
2.6 ARM7的存儲系統 52
2.6.1 ARM7處理器定址空間 53
2.6.2 存儲器中數據組織的形式 53
本章小結 54
習題 55
第3章 ARM7 TDMI指令系統 57
3.1 ARM7 TDMI編程模型 57
3.2 ARM7 TDMI的定址方式 57
3.2.1 數據處理指令運算元定址方式 58
3.2.2 存儲器訪問指令運算元定址方式 59
3.3 ARM7 TDMI指令的條件執行 61
3.4 ARM指令集 63
3.4.1 ARM指令的基本格式 63
3.4.2 ARM存儲器訪問指令 65
3.4.3 ARM數據處理指令 72
3.4.4 ARM分支指令 77
3.4.5 ARM雜項指令 78
3.4.6 ARM軟中斷指令 81
3.4.7 ARM偽指令 81
3.5 Thumb指令集 84
3.5.1 Thumb存儲器訪問指令 85
3.5.2 Thumb數據處理指令 86
3.5.3 Thumb分支指令 87
3.5.4 Thumb軟中斷指令 87
3.5.5 Thumb偽指令 87
本章小結 88
習題 89
第4章 ARM7 TDMI彙編語言程式設計 91
4.1 彙編語言的基本概念 91
4.2 ARM彙編程式的組成與結構 92
4.2.1 彙編器偽指令 94
4.2.2 ARM彙編程式中的數據定義 94
4.3 彙編語言程式設計的基本方法 97
4.3.1 結構化程式設計的基本概念 97
4.3.2 彙編語言程式設計的流程 98
4.3.3 順序程式設計 99
4.3.4 分支程式設計 100
4.3.5 循環程式設計 101
4.3.6 子程式設計 105
4.4 彙編語言和C語言交叉編程 109
4.4.1 彙編程式與C程式間變數互訪 109
4.4.2 彙編程式調用C程式 110
4.4.3 C程式調用彙編程式 111
4.4.4 C程式中內嵌彙編代碼 112
本章小結 113
習題 114
第5章 存儲器原理與擴展 115
5.1 概述 115
5.1.1 半導體存儲器的分類 116
5.1.2 半導體存儲器的常用術語 117
5.1.3 半導體存儲器的主要性能指標 118
5.2 隨機存儲器 119
5.2.1 靜態RAM 119
5.2.2 動態RAM 124
5.3 唯讀存儲器 127
5.3.1 掩膜式ROM 127
5.3.2 一次編程式ROM 128
5.3.3 多次編程式ROM 128
5.4 Flash存儲器 130
5.4.1 類型及特點 130
5.4.2 晶片介紹 132
5.5 存儲器與CPU連線 133
5.5.1 連線時應注意的問題 133
5.5.2 地址空間劃分及存儲器連線 134
5.6 存儲器擴展 139
5.6.1 位擴展 139
5.6.2 字擴展 140
5.6.3 字位同時擴展 140
本章小結 142
習題 143
第6章 輸入/輸出與中斷技術 144
6.1 計算機接口概述 144
6.2 輸入/輸出接口電路 145
6.2.1 輸入/輸出接口電路的基本功能與連線埠分類 145
6.2.2 I/O連線埠的編址 146
6.3 CPU與外設的數據傳輸控制方式 146
6.3.1 無條件數據訪問方式 146
6.3.2 狀態查詢數據訪問方式 147
6.3.3 中斷數據訪問方式 149
6.3.4 DMA方式數據訪問傳輸 149
6.4 ARM中的GPIO 151
6.4.1 概述 151
6.4.2 GPIO原理及連線埠暫存器說明 152
6.4.3 GPIO套用舉例 154
6.5 中斷技術 155
6.5.1 基本概念 155
6.5.2 中斷系統的功能 156
6.5.3 中斷處理過程 158
6.6 ARM中斷系統基礎 160
6.6.1 ARM中的中斷源 160
6.6.2 ARM中的向量中斷控制器 161
6.6.3 ARM的中斷回響過程 162
6.6.4 ARM的中斷返回 162
6.6.5 ARM的外中斷 163
本章小結 170
習題 170
第7章 LPC2132系統結構與資源原理 171
7.1 LPC2132晶片簡介 171
7.1.1 特性 171
7.1.2 器件信息 172
7.1.3 結構原理 172
7.1.4 片記憶體儲器 173
7.1.5 LPC2132管腳 174
7.2 LPC2132地址空間分配 179
7.2.1 存儲器映射 180
7.2.2 存儲器重映射 180
7.2.3 引導模組 181
7.3 管腳連線模組 183
7.3.1 概述 183
7.3.2 結構原理 184
7.3.3 連線埠暫存器與操作 184
7.4 定時器/計數器 186
7.4.1 概述 186
7.4.2 結構原理 187
7.4.3 管腳描述 189
7.4.4 連線埠暫存器 189
7.4.5 定時器/計數器套用舉例 196
7.5 通用異步收發器 198
7.5.1 概述 198
7.5.2 異步通信及其協定 199
7.5.3 LPC2000器件UART特性 202
7.5.4 結構原理 202
7.5.5 管腳描述 206
7.5.6 連線埠暫存器與操作 207
7.5.7 串列通信套用舉例 214
7.6 向量中斷控制器 217
7.6.1 概述 217
7.6.2 ARM的中斷源 218
7.6.3 VIC結構原理 219
7.6.4 連線埠暫存器與操作 220
7.6.5 中斷方式套用舉例 228
本章小結 233
習題 234
第8章 ARM開發工具ADS 236
8.1 ADS簡介 236
8.1.1 ADS環境下ARM程式開發方式 236
8.1.2 ADS工具介紹 238
8.2 ADS中的工程管理工具CodeWarrior IDE 239
8.2.1 ADS系統中的檔案類型 239
8.2.2 工程模板 239
8.2.3 創建工程 240
8.2.4 工程管理 243
8.3 ADS中的調試工具AXD 243
8.3.1 調試工具條 244
8.3.2 AXD調試器中常用的調試視窗 245
8.4 ADS環境彙編程式設計實例 247
8.4.1 編輯實例 247
8.4.2 工程的調試 249
8.4.3 配置AXD IDE調試環境 250
本章小結 251
習題 252
參考文獻 253
前言
嵌入式系統套用已廣泛地滲透於現實社會的科研、生產、軍事和日常民用中，並且還在向更廣的範圍和深度快速發展。嵌入式系統的研發涉及到微機原理、嵌入式系統設計和軟體設計等相關的基礎知識，需要設計人員有較高的綜合能力。
以往的教材多以Intel公司的X86為模型機講解微機原理，著重講解微型計算機的基本概念和原理；而在學習嵌入式系統設計時，則認為讀者已具備了微機原理知識，僅補充學習嵌入式微處理器原理，在現有的課程體系中，需要通過不同的課程，來學習微機原理和嵌入式系統設計。
