[正版] 嵌入式软件设计 高等学校嵌入式系统专业规划教材 赖晓晨 王孝良 任志磊 方圆 编著 清华大学出版社

本书以ARM处理器为硬件平台，以应用最广泛的嵌入式Linux操作系统为软件平台，全面介绍嵌入式C语言程序设计的概念、思想、方法和技巧；本书内容着眼于三星公司和恩智浦公司畅销的ARM7和ARM9处理器，以及2.4和2.6内核版本的嵌入式Linux操作系统，力争使读者尽可能多地了解嵌入式系统的主流技术。

为了降低读者的学习成本和学习难度，本书还介绍嵌入式系统的仿真设计方法，指导读者通过Proteus仿真软件设计自己的嵌入式系统，并介绍Proteus与其他嵌入式IDE的联调方法，使读者无需购买嵌入式开发板也可以完成自己的嵌入式系统设计。

本书内容覆盖广泛，紧贴最新技术，书中提及的各种开发工具，均采用最新版本；以实例为基础讲解各知识点，由浅入深，通俗易懂；书中代码及配套课件完整、详尽、严谨、风格统一，读者可直接将书中的工程代码应用在自己的项目中。

本书适用于嵌入式专业方向的高年级本科生作为教材使用，也适用于希望转向嵌入式系统设计的IT从业人员；尤其适合学习了嵌入式硬件基础知识及C语言，但是还没有形成嵌入式系统设计完整概念的人员，作为学习主流嵌入式系统软件设计的指导教材使用。

第1章绪论

1.1嵌入式系统概述

1.1.1计算机的发展和分类

1.1.2嵌入式系统概览

1.1.3嵌入式系统的组成

1.1.4嵌入式系统的发展

1.2嵌入式系统开发流程

1.3嵌入式软件设计

1.3.1嵌入式系统开发语言

1.3.2嵌入式系统的开发工具

1.4本书内容简介

第2章预备知识

2.1ARM体系结构

2.1.1ARM体系结构简介

2.1.2ARM指令集

2.1.3S3C44B0X嵌入式处理器

2.1.4LPC2136嵌入式处理器

2.1.5S3C2410X嵌入式处理器

2.2Linux操作系统

2.2.1Linux操作系统的历史

2.2.2Linux操作系统的特点

2.2.3Linux版本

2.2.4Linux的安装

2.3Linux操作系统基础操作

2.3.1shell

2.3.2常用shell命令

第3章嵌入式Linux开发环境

3.1交叉开发环境

3.2Linux开发工具链

3.2.1Linux开发工具链简介

3.2.2GNU交叉开发环境的建立

3.3编辑器

3.4编译器

3.4.1gcc简介

3.4.2gcc的基本用法

3.5链接器

3.6调试器

3.7自动化编译配置文件

3.7.1自动化编译配置文件简介

3.7.2Makefile规则

3.7.3Makefile的变量

3.7.4Makefile的执行

3.7.5make内嵌函数

3.7.6make的常见错误信息

第4章嵌入式操作系统平台构建

4.1嵌入式操作系统的构建

4.2BootLoader

4.2.1BootLoader概述

4.2.2BootLoader框架

4.2.3BootLoader代码分析

4.2.4vivi

4.3内核编译

4.3.1μCLinux操作系统简介

4.3.2μCLinux操作系统内核编译

4.3.3嵌入式Linux操作系统2.4版本内核编译

4.3.4嵌入式Linux操作系统2.6版本内核编译

4.4BusyBox

4.5文件系统

4.5.1Linux系统中常见的文件系统

4.5.2构建YAFFS2文件系统

4.6应用程序设计流程

4.6.1交叉编译

4.6.2执行程序

第5章嵌入式C语言基础

5.1嵌入式C语言概述

5.1.1C语言的历史和特点

5.1.2预处理指令

5.1.3位运算

5.1.4函数指针

5.1.5C程序的移植

5.2GNU C扩展

5.3嵌入式C程序架构

5.3.1嵌入式C程序

5.3.2人机界面

5.3.3指针的使用方法

5.4ARM C程序设计优化

5.4.1编译器的特性

5.4.2数据类型对程序效率的影响

5.4.3循环方式对程序效率的影响

5.4.4指针对程序效率的影响

5.4.5边界对齐对程序效率的影响

5.5硬件编程

5.6*C语言编程规范

5.6.1排版

5.6.2注释

5.6.3命名规则

5.6.4可读性

5.6.5变量和结构

5.6.6函数

5.6.7程序效率

第6章嵌入式Linux程序设计基础

6.1错误处理机制

6.1.1C语言的错误处理机制

6.1.2系统日志文件

6.2文件和内存操作

6.2.1文件操作

6.2.2目录操作

6.2.3内存操作

6.3进程控制

6.3.1创建进程

6.3.2exec系统调用

6.3.3等待进程结束

6.3.4杀死进程

6.4线程控制

6.4.1线程概述

6.4.2多线程程序设计方法

6.4.3线程同步

6.4.4线程属性

6.4.5线程取消

6.5Linux库

6.5.1Linux库概述

6.5.2库操作工具

6.5.3静态库

6.5.4共享库

6.5.5动态链接库

第7章嵌入式Linux程序设计进阶

7.1信号

7.1.1信号概述

7.1.2信号相关函数

7.1.3信号集相关函数

7.1.4其他信号相关函数

7.2管道

7.2.1无名管道

7.2.2有名管道

7.3信号量

7.3.1信号量概述

7.3.2信号量相关函数

7.3.3信号量处理函数程序示例

7.4共享内存

7.4.1共享内存简介

7.4.2共享内存操作函数

7.4.3共享内存程序示例

7.5消息队列

7.5.1消息队列简介

7.5.2消息队列操作函数

7.5.3消息队列程序示例

第8章嵌入式Linux内核驱动程序设计

8.1Linux内核模块

8.1.1Linux内核模块概述

8.1.2Linux内核模块实例

8.1.3Linux内核模块实现机制

8.2Linux驱动程序工作原理

8.2.1设备驱动程序概述

8.2.2设备驱动程序接口

8.3Linux内核虚拟驱动程序设计实例

8.3.1Linux 2.4内核虚拟驱动程序

8.3.2Linux 2.6内核虚拟驱动程序

8.4ARM7/μCLinux驱动程序设计实例

8.5ARM9/Linux 2.4内核驱动程序设计实例

8.5.1蜂鸣器驱动程序设计实例

8.5.2ADC驱动程序设计实例

8.5.3中断驱动程序设计实例

8.6ARM9/Linux 2.6内核驱动程序设计实例

8.6.1按键驱动程序设计实例

8.6.2PWM驱动程序设计实例

第9章基于Proteus的硬件仿真

9.1LED流水灯

9.1.1工作原理

9.1.2电路介绍

9.1.3软件设计

9.1.4Proteus仿真

9.2蜂鸣器与继电器

9.2.1工作原理

9.2.2电路介绍

9.2.3软件设计

9.2.4Proteus仿真

9.3键盘与数码管

9.3.1工作原理

9.3.2电路介绍

9.3.3软件设计

9.3.4Proteus仿真

9.4LED点阵

9.4.1工作原理

9.4.2电路介绍

9.4.3软件设计

9.4.4Proteus仿真

9.5PWM音乐播放

9.5.1工作原理

9.5.2电路介绍

9.5.3软件设计

9.5.4Proteus仿真

9.6UART

9.6.1工作原理

9.6.2电路介绍

9.6.3软件设计

9.6.4Proteus仿真

9.7中断

9.7.1工作原理

9.7.2电路介绍

9.7.3软件设计

9.7.4Proteus仿真

9.8点阵型LCD

9.8.1工作原理

9.8.2电路设计

9.8.3软件设计

9.8.4Proteus仿真

9.9A/D转换器

9.9.1工作原理

9.9.2电路设计

9.9.3软件设计

9.9.4Proteus仿真

参考文献

人与计算机的关系经历了3个阶段，分别为多人共用一台计算机阶段、个人计算机阶段以及普适计算阶段。当前，人类社会正在从第二阶段步入第三阶段，每个人实际都拥有多台计算机，其中绝大部分为嵌入式计算机，例如手机、智能家电和电子玩具等。旺盛的社会需求对嵌入式人才培养提出了更高的要求，需要教育工作者培养出更多具有创新精神的嵌入式设计人才。

本书作者自2005年以来，一直在大连理工大学软件学院讲授“嵌入式系统程序设计”课程，教学内容为介绍基于ARM处理器/嵌入式Linux操作系统的C语言程序设计方法。2009年，本书作者于清华大学出版社出版了《嵌入式系统程序设计》一书，作为课程教材使用，摆脱了没有授课教材的窘境。嵌入式方向作为计算机领域的一个分支，发展速度非常快。在硬件方面，处理器不断更新； 在软件方面，新的技术和设计工具不断涌现。在近几年的教学过程中，作者迫切感觉到教材需要实时更新，以反映当前的主流技术发展方向，因此，从2014年开始撰写本书。