了得網研究生_ARM嵌入式應用技術與實踐

內容簡介

本書以S3C2440嵌入式處理器為核心，介紹嵌入式繫統的原理與結構、Linux驅動及編程基礎、嵌入式繫統開發環境的搭建、嵌入式繫統開發和調試工具、嵌入式Linux繫統的驅動及應用程序設計、SQLite數據庫的嵌入式應用及實例開發。本書內容具有繫統性與實用性相結合的特點，在注重嵌入式繫統軟件與硬件知識的講解的同時，加強了對Linux繫統的應用基礎與開發技術的介紹，也兼顧了Linux繫統在GUI和數據庫等方面的應用。

目錄
前言
第1章嵌入式繫統概述1
1.1 嵌入式繫統的基本概念1
1.1.1 嵌入式繫統的定義1
1.1.2 嵌入式繫統的體繫結構2
1.1.3 嵌入式繫統的應用3
1.1.4 嵌入式繫統的發展3
1.2 嵌入式處理器4
1.2.1 ARM微處理器概述4
1.2.2 ARM微處理器繫列5
1.3 嵌入式操作繫統8
1.3.1 嵌入式操作繫統的發展8
1.3.2 嵌入式操作繫統的分類8目錄
前言
第1章嵌入式繫統概述1
1.1 嵌入式繫統的基本概念1
1.1.1 嵌入式繫統的定義1
1.1.2 嵌入式繫統的體繫結構2
1.1.3 嵌入式繫統的應用3
1.1.4 嵌入式繫統的發展3
1.2 嵌入式處理器4
1.2.1 ARM微處理器概述4
1.2.2 ARM微處理器繫列5
1.3 嵌入式操作繫統8
1.3.1 嵌入式操作繫統的發展8
1.3.2 嵌入式操作繫統的分類8
1.4 嵌入式繫統開發的基本流程9
1.4.1 硬件開發流程10
1.4.2 軟件開發流程11
本章小結11
習題與思考題12
第2章 Linux應用及編程基礎13
2.1 Linux概述13
2.1.1 Linux的基本特性13
2.1.2 Linux的版本14
2.1.3 Linux的內核架構15
2.1.4 Linux軟件層次結構16
2.2 Linux的常用命令17
2.2.1 基本操作類命令18
2.2.2 文件繫統類命令21
2.2.3 進程控制類命令25
2.2.4 網絡管理類命令26
2.2.5 模塊操作類命令27
2.3 Linux下的程序開發工具應用基礎28
2.3.1 編輯器28
2.3.2 GCC編譯器29
2.3.3 GDB調試器31
2.4 Linux程序編譯基礎34
2.4.1 Makefile文件34
2.4.2 Make工具及其應用42
本章小結45
習題與思考題45
第3章嵌入式Linux開發環境的構建46
3.1 Linux環境下的嵌入式繫統開發模式46
3.2 嵌入式Linux交叉編譯環境的搭建47
3.2.1 宿主機交叉編譯工具的配置47
3.2.2 宿主機串口工具的配置與使用48
3.2.3 NFS安裝、配置與測試52
3.2.4 TFTP安裝、配置與測試53
3.3 UBoot54
3.3.1 BootLoader簡介54
3.3.2 UBoot代碼分析55
3.3.3 UBoot的移植59
3.4 嵌入式Linux內核的配置編譯與移植65
3.4.1 Linux內核的源代碼結構66
3.4.2 Linux內核中的Kconfig和Makefile文件67
3.4.3 嵌入式Linux內核的配置69
3.4.4 嵌入式Linux內核的編譯以及燒寫73
3.5 嵌入式Linux根文件繫統的構建與移植74
3.5.1 Linux支持的文件繫統74
3.5.2 根文件繫統的基礎76
3.5.3 BusyBox的配置與編譯77
3.5.4 制作YAFFS2根文件繫統鏡像81
本章小結84
習題與思考題84
第4章嵌入式Linux的設備驅動開發基礎85
4.1 Linux設備管理基礎85
4.1.1 Linux設備分類86
4.1.2 Linux設備文件86
4.1.3 Linux模塊與設備管理88
4.1.4 模塊的自動加載88
4.2 Linux模塊化程序的代碼結構88
4.3 Linux字符設備驅動程序93
4.3.1 設備驅動程序框架94
4.3.2 Linux下設備驅動的數據結構96
4.3.3 Linux下設備驅動的調用函數100
4.4 Linux設備驅動的相關技術101
4.4.1 Linux設備驅動的並發控制101
4.4.2 Linux設備驅動中的阻塞和非阻塞104
4.4.3 Linux設備驅動中的異步通知108
4.5 Linux設備驅動程序的靜態編譯到內核109
4.6 Linux設備驅動程序模塊的加/卸載111
4.7 Linux字符設備驅動測試程序代碼113
本章小結114
習題與思考題114
第5章基於S3C2440的嵌入式Linux驅動程序開發115
5.1 S3C2440的體繫結構簡介115
5.2 ARM920T處理器的編程基礎117
5.2.1 ARM9微處理器的工作模式117
5.2.2 ARM9微處理器的寄存器組織117
5.2.3 ARM9的存儲方式119
5.2.4 ARM處理器的異常處理119
5.2.5 S3C2440的存儲管理120
5.2.6 S3C2440的啟動過程122
5.3 S3C2440的GPIO驅動編程124
5.3.1 S3C2440的GPIO硬件基礎124
5.3.2 S3C2440的GPIO寄存器125
5.3.3 S3C2440的GPIO驅動程序126
5.4 S3C2440中斷方式的驅動編程129
5.4.1 中斷原理129
5.4.2 S3C2440的中斷機制130
5.4.3 S3C2440的中斷寄存器135
5.4.4 Linux中斷相關的API139
5.4.5 S3C2440的中斷程序140
5.5 S3C2440的串口驅動編程145
5.5.1 S3C2440的串口通信基礎146
5.5.2 S3C2440的串口驅動編程寄存器148
5.5.3 S3C2440的串口驅動代碼155
5.6 S3C2440的ADC和觸摸屏驅動編程159
5.6.1 S3C2440的ADC寄存器159
5.6.2 S3C2440的ADC驅動程序設計161
5.6.3 S3C2440的觸摸屏驅動基礎167
5.6.4 S3C2440的觸摸屏寄存器169
5.6.5 S3C2440的觸摸屏程序170
本章小結177
習題與思考題177
第6章嵌入式Linux繫統的Qt編程178
6.1 嵌入式Linux的GUI簡介178
6.2 Qt/Qt/Embedded概述180
6.2.1 Qt體繫架構180
6.2.2 Qt/Embedded181
6.2.3 Qtopia182
6.3 Qt/Embedded程序開發基礎183
6.3.1 Qt對像模型183
6.3.2 Qt信號與槽184
6.3.3 Qt/Embedded事件192
6.3.4 Qt類庫基礎197
6.4 Qt的安裝與移植198
6.4.1 Qt的安裝198
6.4.2 Qt4.7.0的移植200
6.5 Qt編程實例202
本章小結209
習題與思考題209
第7章 SQLite數據庫的嵌入式應用210
7.1 數據庫概述210
7.2 主流的嵌入式數據庫211
7.3 SQLite應用設計基礎213
7.3.1 SQLite數據類型213
7.3.2 SQLite“點”命令213
7.3.3 SQL數據庫操作語言215
7.3.4 事務與鎖223
7.4 SQLite3數據庫編程API224
7.4.1 SQLite3 API接口224
7.4.2 API實例分析226
本章小結234
習題與思考題234
第8章嵌入式繫統應用開發實例235
8.1 停車場管理繫統數據庫開發235
8.1.1 停車場管理繫統簡介235
8.1.2 繫統總體設計235
8

前言

嵌入式繫統是軟硬件相結合、創新與應用相結合的工程復雜性繫統，它涉及信息處理與通信、電子科學、計算機等多學科的知識與技能。嵌入式繫統已經廣泛地應用於通信及消費類電子、傳感與檢測、工業控制、物聯網和多媒體應用等諸多領域。嵌入式繫統是軟硬件相結合、創新與應用相結合的工程復雜性繫統，它涉及信息處理與通信、電子科學、計算機等多學科的知識與技能。嵌入式繫統已經廣泛地應用於通信及消費類電子、傳感與檢測、工業控制、物聯網和多媒體應用等諸多領域。
全書分為8章。第1章介紹嵌入式繫統的基本概念和特征，嵌入式處理器和嵌入式操作繫統的主要類型及其發展，嵌入式Linux應用繫統的開發流程；第2章介紹Linux常用shell命令的使用，Linux下的程序開發的工具軟件，為在Linux環境下的嵌入式開發提供技術基礎；第3章介紹嵌入式Linux交叉編譯環境的搭建，基於開源代碼UBoot對S3C2440的配置編譯與移植，基於Linux2.6的內核源代碼，實現S3C2440目標平臺的嵌入式Linux內核配置編譯與移植，基於BusyBox構建嵌入式Linux根文件繫統及其移植，為後續的驅動程序與應用程序的開發提供板級軟件環境的支持；第4章介紹Linux繫統的設備管理體繫結構，Linux的驅動程序接口函數與數據結構；第5章介紹ARM CPU S3C2440的性能與電氣特性，介紹其引腳定義、相關寄存器配置及其驅動程序代碼設計；第6章介紹幾種流行的嵌入式GUI開發軟件，以Qt為例，介紹嵌入式應用程序設計的編程方法及其要求，並給出了設計實例；第7章以SQLite為例，介紹數據庫在嵌入式繫統中的應用設計基礎，包含數據庫的基本結構原理，數據庫的命令及其API的應用基礎，後給出了應用實例；第8章給出了嵌入式繫統應用開發的幾個實例。全書涵蓋了嵌入式數據采集與通信、嵌入式遊戲開發、嵌入式數據庫和Qt應用編程等內容，致力於培養學生的動手能力，使學生能夠掌握嵌入式繫統應用設計的基本方法、流程和功能實現。
本書參考學時為48學時，有關章節內容可以根據各學校的專業要求及其學時情況酌情調整。
本書覆蓋了ARM嵌入式繫統應用開發的操作繫統與硬件體繫知識、基礎技能與項目開發實踐技能等內容，結合了編者在高校教學及企業產品開發人員培訓中的素材及教學經驗。本書可作為高等院校的電子信息工程、通信工程、物聯網工程、自動化及計算機等專業的教材，也可作為從事嵌入式繫統應用研究與產品開發的工程技術人員的參考書。
本書由福建工程學院信息科學與工程學院張平均教授、廈門傳一信息科技（卓越教育）有限公司技術總監歐忠良、福建工程學院國脈信息學院黃家善教授承擔主要編寫工作；福建工程學院的陳婧講師參與編寫了本書的第2～4章的內容；廈門傳一信息科技（卓越教育）有限公司李雅靜工程師參與編寫了本書的第7～8章的內容。
本書在編寫過程中參考了許多優秀的著作與教材，引用了廈門傳一信息科技（卓越教育）有限公司嵌入式技術與應用培訓課程的案例，並得到機械工業出版社的大力支持與指導，在此對他們表示衷心的感謝。
由於作者學識水平有限，殷切希望教師、學生和專業技術人員對本書的內容、結構及存在的疏漏與錯誤之處給予批評、指正。

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