本书以S3C2440嵌入式处理器为核心，介绍嵌入式系统的原理与结构、Linux驱动及编程基础、嵌入式系统开发环境的搭建、嵌入式系统开发和调试工具、嵌入式Linux系统的驱动及应用程序设计、SQLite数据库的嵌入式应用及实例开发。本书内容具有系统性与实用性相结合的特点，在注重嵌入式系统软件与硬件知识的讲解的同时，加强了对Linux系统的应用基础与开发技术的介绍，也兼顾了Linux系统在GUI和数据库等方面的应用。
嵌入式系统是软硬件相结合、创新与应用相结合的工程复杂性系统，它涉及信息处理与通信、电子科学、计算机等多学科的知识与技能。嵌入式系统已经广泛地应用于通信及消费类电子、传感与检测、工业控制、物联网和多媒体应用等诸多领域。
全书分为8章。第1章介绍嵌入式系统的基本概念和特征，嵌入式处理器和嵌入式操作系统的主要类型及其发展，嵌入式Linux应用系统的开发流程；第2章介绍Linux常用shell命令的使用，Linux下的程序开发的工具软件，为在Linux环境下的嵌入式开发提供技术基础；第3章介绍嵌入式Linux交叉编译环境的搭建，基于开源代码UBoot对S3C2440的配置编译与移植，基于Linux2.6的内核源代码，实现S3C2440目标平台的嵌入式Linux内核配置编译与移植，基于BusyBox构建嵌入式Linux根文件系统及其移植，为后续的驱动程序与应用程序的开发提供板级软件环境的支持；第4章介绍Linux系统的设备管理体系结构，Linux的驱动程序接口函数与数据结构；第5章介绍ARM CPU S3C2440的性能与电气特性，介绍其引脚定义、相关寄存器配置及其驱动程序代码设计；第6章介绍几种流行的嵌入式GUI开发软件，以Qt为例，介绍嵌入式应用程序设计的编程方法及其要求，并给出了设计实例；第7章以SQLite为例，介绍数据库在嵌入式系统中的应用设计基础，包含数据库的基本结构原理，数据库的命令及其API的应用基础，最后给出了应用实例；第8章给出了嵌入式系统应用开发的几个实例。全书涵盖了嵌入式数据采集与通信、嵌入式游戏开发、嵌入式数据库和Qt应用编程等内容，致力于培养学生的动手能力，使学生能够掌握嵌入式系统应用设计的基本方法、流程和功能实现。
本书参考学时为48学时，有关章节内容可以根据各学校的专业要求及其学时情况酌情 调整。
本书覆盖了ARM嵌入式系统应用开发的操作系统与硬件体系知识、基础技能与项目开发实践技能等内容，结合了编者在高校教学及企业产品开发人员培训中的素材及教学经验。本书可作为高等院校的电子信息工程、通信工程、物联网工程、自动化及计算机等专业的教材，也可作为从事嵌入式系统应用研究与产品开发的工程技术人员的参考书。
本书由福建工程学院信息科学与工程学院张平均教授、厦门传一信息科技（卓越教育）有限公司技术总监欧忠良、福建工程学院国脉信息学院黄家善教授承担主要编写工作；福建工程学院的陈婧讲师参与编写了本书的第2～4章的内容；厦门传一信息科技（卓越教育）有限公司李雅静工程师参与编写了本书的第7～8章的内容。
本书在编写过程中参考了许多优秀的著作与教材，引用了厦门传一信息科技（卓越教育）有限公司嵌入式技术与应用培训课程的案例，并得到机械工业出版社的大力支持与指导，在此对他们表示衷心的感谢。
由于作者学识水平有限，殷切希望教师、学生和专业技术人员对本书的内容、结构及存在的疏漏与错误之处给予批评、指正。
编 者
目 录
前 言
第1章 嵌入式系统概述1
1.1 嵌入式系统的基本概念1
1.1.1 嵌入式系统的定义1
1.1.2 嵌入式系统的体系结构2
1.1.3 嵌入式系统的应用3
1.1.4 嵌入式系统的发展3
1.2 嵌入式处理器4
1.2.1 ARM微处理器概述4
1.2.2 ARM微处理器系列5
1.3 嵌入式操作系统8
1.3.1 嵌入式操作系统的发展8
1.3.2 嵌入式操作系统的分类8
1.4 嵌入式系统开发的基本流程9
1.4.1 硬件开发流程10
1.4.2 软件开发流程11
本章小结11
习题与思考题12
第2章 Linux应用及编程基础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的内核架构15
2.1.4 Linux软件层次结构16
2.2 Linux的常用命令17
2.2.1 基本操作类命令18
2.2.2 文件系统类命令21
2.2.3 进程控制类命令25
2.2.4 网络管理类命令26
2.2.5 模块操作类命令27
2.3 Linux下的程序开发工具应用基础28
2.3.1 编辑器28
2.3.2 GCC编译器29
2.3.3 GDB调试器31
2.4 Linux程序编译基础34
2.4.1 Makefile文件34
2.4.2 Make工具及其应用42
本章小结45
习题与思考题45
第3章 嵌入式Linux开发环境的构建46
3.1 Linux环境下的嵌入式系统开发模式46
3.2 嵌入式Linux交叉编译环境的搭建47
3.2.1 宿主机交叉编译工具的配置47
3.2.2 宿主机串口工具的配置与使用48
3.2.3 NFS安装、配置与测试52
3.2.4 TFTP安装、配置与测试53
3.3 UBoot54
3.3.1 BootLoader简介54
3.3.2 UBoot代码分析55
3.3.3 UBoot的移植59
3.4 嵌入式Linux内核的配置编译与移植65
3.4.1 Linux内核的源代码结构66
3.4.2 Linux内核中的Kconfig和Makefile文件67
3.4.3 嵌入式Linux内核的配置69
3.4.4 嵌入式Linux内核的编译以及烧写73
3.5 嵌入式Linux根文件系统的构建与移植74
3.5.1 Linux支持的文件系统74
3.5.2 根文件系统的基础76
3.5.3 BusyBox的配置与编译77
3.5.4 制作YAFFS2根文件系统镜像81
本章小结84
习题与思考题84
第4章 嵌入式Linux的设备驱动开发基础85
4.1 Linux设备管理基础85
4.1.1 Linux设备分类86
4.1.2 Linux设备文件86
4.1.3 Linux模块与设备管理88
4.1.4 模块的自动加载88
4.2 Linux模块化程序的代码结构88
4.3 Linux字符设备驱动程序93
4.3.1 设备驱动程序框架94
4.3.2 Linux下设备驱动的数据结构96
4.3.3 Linux下设备驱动的调用函数100
4.4 Linux设备驱动的相关技术101
4.4.1 Linux设备驱动的并发控制101
4.4.2 Linux设备驱动中的阻塞和非阻塞104
4.4.3 Linux设备驱动中的异步通知108
4.5 Linux设备驱动程序的静态编译到内核109
4.6 Linux设备驱动程序模块的加/卸载111
4.7 Linux字符设备驱动测试程序代码113
本章小结114
习题与思考题114
第5章 基于S3C2440的嵌入式Linux驱动程序开发115
5.1 S3C2440的体系结构简介115
5.2 ARM920T处理器的编程基础117
5.2.1 ARM9微处理器的工作模式117
5.2.2 ARM9微处理器的寄存器组织117
5.2.3 ARM9的存储方式119
5.2.4 ARM处理器的异常处理119
5.2.5 S3C2440的存储管理120
5.2.6 S3C2440的启动过程122
5.3 S3C2440的GPIO驱动编程124
5.3.1 S3C2440的GPIO硬件基础124
5.3.2 S3C2440的GPIO寄存器125
5.3.3 S3C2440的GPIO驱动程序126
5.4 S3C2440中断方式的驱动编程129
5.4.1 中断原理129
5.4.2 S3C2440的中断机制130
5.4.3 S3C2440的中断寄存器135
5.4.4 Linux中断相关的API139
5.4.5 S3C2440的中断程序140
5.5 S3C2440的串口驱动编程145
5.5.1 S3C2440的串口通信基础146
5.5.2 S3C2440的串口驱动编程寄存器148
5.5.3 S3C2440的串口驱动代码155
5.6 S3C2440的ADC和触摸屏驱动编程159
5.6.1 S3C2440的ADC寄存器159
5.6.2 S3C2440的ADC驱动程序设计161
5.6.3 S3C2440的触摸屏驱动基础167
5.6.4 S3C2440的触摸屏寄存器169
5.6.5 S3C2440的触摸屏程序170
本章小结177
习题与思考题177
第6章 嵌入式Linux系统的Qt编程178
6.1 嵌入式Linux的GUI简介178
6.2 Qt/Qt/Embedded概述180
6.2.1 Qt体系架构180
6.2.2 Qt/Embedded181
6.2.3 Qtopia182
6.3 Qt/Embedded程序开发基础183
6.3.1 Qt对象模型183
6.3.2 Qt信号与槽184
6.3.3 Qt/Embedded事件192
6.3.4 Qt类库基础197
6.4 Qt的安装与移植198
6.4.1 Qt的安装198
6.4.2 Qt4.7.0的移植200
6.5 Qt编程实例202
本章小结209
习题与思考题209
第7章 SQLite数据库的嵌入式应用210
7.1 数据库概述210
7.2 主流的嵌入式数据库211
7.3 SQLite应用设计基础213
7.3.1 SQLite数据类型213
7.3.2 SQLite“点”命令213
7.3.3 SQL数据库操作语言215
7.3.4 事务与锁223
7.4 SQLite3数据库编程API224
7.4.1 SQLite3 API接口224
7.4.2 API实例分析226
本章小结234
习题与思考题234
第8章 嵌入式系统应用开发实例235
8.1 停车场管理系统数据库开发235
8.1.1 停车场管理系统简介235
8.1.2 系统总体设计235
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