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| ARM嵌入式系统软件开发实例（一） |
| 出版社/厂家：北京航空航天大学出版社 |
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内容简介 本书详细介绍当前几大热点ARM嵌入式系统软件模块的原理及其在AM7上的实现。分为5章，每章介绍一种模块。第1章介绍FAT文件系统的基
础知识，以及兼容FAT12、FAT16和FAT32的文件系统模块ZLG/FS的源码分析。第2章介绍USB模块驱动程序的设计思想及实现过程。第3章详细介
绍CF卡和IDE硬盘及相应软件模块ZLG/CF的设计思想及实现过程。第4章详细介绍TCP/IP及相应软件模块ZLG/IP的设计思想及实现过程。第5章介
绍GUI的基础知识及GUI模块ZLG/GUI的设计思想和实现过程。这些模块是在PHILIPS公司的通用ARM7微控制器LPC2200系列上调式通过的，可以很
容易地移植到基于其他处理器核的嵌入式系统上。本书可作为《ARM嵌入式系统系列教程》的配套参考资料，可用作高等院校相关专业的ARM嵌
入式系统课程的参考书，也可作为从事ARM嵌入式系统开发应用工程技术人员的参考资料。
前言 本书自成体系，也可作为《ARM嵌入式系统系列教程》的配套参考资料。互联网为何发展如此迅速？因为沟通的魅力无限。沟通可以极大地
促进社会发展，这不是相加的关系，而是相乘甚至是指数的关系。设想一下，远古时代的类人猿一个一个地在森林中生活，“老死不相往来”
，地球上还会出现现代文明社会吗？早期的嵌入式系统是一个个孤立的系统，与人的沟通——人机界面也很简单。这是由当时的技术水平以及
当时嵌入式系统的应用场合决定的。与早期的电脑类似，早期的嵌入式系统价格昂贵，数量也很少，普通人不可能接触，只有专家才能操作。
尽管如此，早期嵌入式系统的性能却很低，只能用于解决实际的问题。由于成本昂贵，性能较低，设计嵌入式系统主要考虑如何充分发挥其性
能，其他方面只好割爱；因此造成只有“专家”才能使用嵌入式系统。时过境迁，嵌入式系统已经发生了巨大变化。如今，“福特出售的‘计
算能力’已超过了IBM”(福特公司的高级经理语。这里的‘计算能力’泛指通用计算机和嵌入式系统的计算能力，事实上，福特公司不生产通
用计算机，只生产汽车，内嵌许多嵌入式系统)，嵌入式系统已深入到社会的方方面面。嵌入式系统的广泛使用使嵌入式系统之间互相沟通变得
十分重要。孤立的嵌入式系统必须事必亲为，结果任何事都不能做得最好。而嵌入式系统增多后，每个嵌入式系统可以专注于一件事，可以做
得最好。同样对于一个公司，尽管每个员工都做得最好，但若员工之间没有互相沟通与协调，公司也运作不下去。因此，各个嵌入式系统之间
须相互协调，甚至还需要与整个系统的外部交换数据。本书介绍的几个软件模块都是用于嵌入式系统之间、嵌入式系统与其他系统之间、嵌入
式系统与人之间的互相沟通和交换数据。鉴于ARM核在嵌入式系统中的地位，这些模块首先是在PHILIPS公司的通用ARM7微控制器LPC2200系列上
调试通过的，但可以很容易移植到基于其它处理器核的嵌入式系统上。本书各个章节内容均由各个嵌入式软件模块的编写者完成，详细地介绍
了相应嵌入式软件模块的实现思想和方法。各个章节内容安排如下：第1章——ZLG/FS原理与应用。介绍与FAT12、FAT16和FAT32兼容的文件系
统的原理，并通过对ZLG/FS软件包的源码分析，分层次介绍如何在嵌入式系统中支持基于FAT12、FAT16和FAT32的卷，即分析ZLG/FS的实现。
FAT文件系统是被通用电脑广泛支持的文件系统，也是嵌入式系统常用的文件系统，使用该文件系统，可以使用简单的方法与最广泛的系统交换
数据，并使这些数据发挥最大效益。第2章——USB驱动程序开发。以PDIUSBD12为例，详细介绍如何使用PHILIPS公司的LPC2200 ARM微控制器开
发基于μC/OSII 的USB驱动程序。通过这个例子，用户可深入了解如何较规范地编写基于μC/OSII操作系统的USB驱动程序。
USB是当前PC机流行的外设接口总线，USB的从设备和主设备也愈来愈多。嵌入式系统如果作为USB从设备，与PC机通信就比较简单，如果再
与FAT文件系统相结合，则可将嵌入式系统设计成U盘，不需要驱动程序即可与PC很方便地交换数据。第3章——CF卡及IDE接口实现与编程。详
细地介绍CF卡(Compact Flash Card)在True IDE 模式下的应用技术，以及CF卡驱动的开发方法和实例。CF卡是使用广泛的电子存储设备，很多
数码相机、PDA都使用它来存储数据，甚至一些手机也支持CF卡。CF卡比其他电子存储设备便宜，嵌入式系统如果使用它作为存储设备，成本较
低，又容易与其他设备交换数据（但须与FAT文件系统相结合）。如果与USB结合，可形成读卡器，交换数据就更加方便。第4章——ZLG/IP的原
理及应用。 从网络结构的角度分析TCP/IP协议的组成，并通过解剖ZLG/IP分析TCP/IP协议栈的实现过程。前面几章都是介绍近距离的沟通，而
用本章的软件模块可实现远距离沟通。目前互联网遍布全球，通过该软件模块可实现在全世界范围内沟通。第5章——GUI图形用户界面基础。
详细介绍嵌入式系统简易的图形用户界面ZLG/GUI的原理，分析Bresenham画直线、圆和椭圆等算法，并提供实现的代码和应用例子代码。现在
嵌入式系统功能越来越强，越来越复杂，操作却要求越来越简单。这时就需要GUI图形用户界面来显身手。漂亮的人机界面还会提高用户的购买
欲。本书介绍的嵌入式软件模块均由广州周立功单片机发展有限公司资深工程师设计，并会不断地升级软件，力求软件越来越完善。参与本书
编写和工作的主要人员有陈明计、黄邵斌、戚军、叶皓贲、周立山、郑明远、刘英斌、岳宪臣和朱旻等。全书由周立功负责规划、内容安排、
定稿与修改。由于作者水平有限，书中难免有疏忽、不恰当甚至错误的地方，恳请各位老师及同行指正。
感谢北京航空航天大学出版社的大力支持，使本书得以快速出版；感谢PHILIPS美国半导体公司CK Phua先生几年来一如既往的支持和关心。
周立功
2004年11月
目录 第1章 ZLG/FS原理与应用
1.1 概述1
1.1.1 ZLG/FS简介1
1.1.2 ZLG/FS的特点1
1.1.3 已实现的特性2
1.1.4 暂时未实现的特性2
1.2 使用2
1.2.1 使用示例2
1.2.2 Config.h和fat.h4
1.2.3 与编译器无关的数据类型4
1.2.4 初始化ZLG/FS5
1.2.5 目录相关操作5
1.2.6 文件相关操作5
1.2.7 关闭ZLG/FS6
1.2.8 在多任务环境下使用ZLG/FS6
1.3 ZLG/FS的结构视图10
1.3.1 概述10
1.3.2 应用程序11
1.3.3 文件管理与目录管理11
1.3.4 文件分配表管理与文件目录表管理11
1.3.5 逻辑盘管理模块11
1.3.6 高速缓存管理模块11
1.3.7 底层驱动程序11
1.3.8 实用程序12
1.3.9 源代码文件说明12
1.4 驱动程序设计指南12
1.4.1 一个驱动程序的例子12
1.4.2 参数14
1.4.3 逻辑盘初始化14
1.4.4 卸载逻辑盘15
1.4.5 读/写扇区15
1.5 FAT文件系统基础知识16
1.5.1 简介16
1.5.2 本节的约定16
1.5.3 概述（适用于各类型的FAT文件系统）16
1.5.4 引导扇区和BPB17
1.5.5 FAT数据结构23
1.5.6 FAT类型的确定24
1.5.7 FAT卷的初始化30
1.5.8 FAT32 FSInfo扇区结构和备份引导扇区33
1.5.9 FAT的目录结构（FDT表）34
1.5.10 FAT的长目录项38
1.5.11 命名限制和字符集42
1.5.12 短文件名和长文件名的名字映射43
1.5.13 命名惯例和长文件名44
1.5.14 长目录项对旧版FAT的影响45
1.5.15 验证目录的内容46
1.5.16 与FAT目录项相关的其他注意事项47
1.6 逻辑盘信息管理48
1.6.1 用户接口函数48
1.6.2 内部使用函数48
1.6.3 逻辑盘和卷的区别48
1.6.4 逻辑盘信息登录项48
1.6.5 初始化49
1.6.6 加载底层驱动程序50
1.6.7 卸载底层驱动程序54
1.6.8 获取逻辑盘信息55
1.6.9 获取空闲登录项55
1.7 Cache管理56
1.7.1 用户接口函数56
1.7.2 内部使用函数56
1.7.3 原理57
1.7.4 初始化59
1.7.5 通过Cache读/写逻辑扇区59
1.7.6 把Cache数据写回逻辑盘66
1.8 文件分配表管理68
1.8.1 FAT简介68
1.8.2 接口函数69
1.8.3 获取簇的下一个簇号69
1.8.4 设置下一个簇号74
1.8.5 为簇链增加一个簇78
1.8.6 删除一个簇链82
1.9 文件目录表管理83
1.9.1 FDT简介83
1.9.2 用户接口函数83
1.9.3 内部接口函数83
1.9.4 数据结构84
1.9.5 读取FDT信息84
1.9.6 保存FDT信息86
1.9.7 获取指定目录指定FDT信息88
1.9.8 设置指定目录指定FDT信息91
1.9.9 在指定目录查找指定FDT94
1.9.10 指定目录查增加FDT96
1.9.11 在指定目录删除指定FDT100
1.9.12 改变指定目录指定FDT属性102
1.9.13 察看指定目录是否为空103
1.9.14 在指定目录查看指定FDT是否存在105
1.10 目录操作107
1.10.1 用户接口函数107
1.10.2 内部接口函数107
1.10.3 获取指定目录的逻辑盘号108
1.10.4 改变当前逻辑盘108
1.10.5 建立目录109
1.10.6 删除目录112
1.10.7 改变当前目录114
1.10.8 用户文件/目录名转换为系统名115
1.10.9 获取指定文件/目录所在的目录的开始簇号及系统内名称117
1.10.10 获取指定目录开始簇号120
1.11 文件操作124
1.11.1 用户接口函数124
1.11.2 数据结构125
1.11.3 初始化126
1.11.4 删除文件126
1.11.5 打开文件128
1.11.6 查看指定的文件是否处于打开状态136
1.11.7 关闭文件139
1.11.8 从文件中读数据141
1.11.9 把数据写入文件145
1.11.10 判断文件是否读/写到文件尾148
1.11.11 移动文件读/写位置149
1.12 实用程序152
第2章 USB驱动程序开发
2.1 USB1.1协议简介160
2.1.1 USB系统构成160
2.1.2 USB设备的枚举过程162
2.1.3 USB的分组标识162
2.1.4 USB标准设备请求163
2.1.5 USB设备描述符167
2.2 PDIUSBD12器件简介173
2.3 硬件电路设计176
2.4 软件设计总体思想177
2.5 USB设备控制层178
2.6 USB接口控制驱动184
2.7 应用层197
2.7.1 初始化PDIUSBD12199
2.7.2 控制传输处理201
2.7.3 端点1和端点2数据接收与发送设计思想202
2.7.4 从端点接收数据207
2.7.5 往端点发送数据214
2.8 协议层222
2.9 USB驱动程序软件包的使用方法238
第3章 CF卡及IDE接口实现与编程
3.1 CF简介242
3.1.1 CF背景242
3.1.2 CFA目标与宗旨242
3.1.3 CF存储卡总览243
3.1.4 CF存储特点与应用243
3.2 CF存储卡物理层结构244
3.2.1 CF存储卡244
3.2.2 CF+卡244
3.3 CF存储卡电气接口244
3.3.1 物理描述244
3.3.2 电气描述245
3.3.3 电气接口247
3.3.4 电气规范247
3.3.5 接口/总线时序252
3.3.6 True IDE模式 I/O传输功能255
3.4 CF+/CF卡True IDE模式软件接口256
3.4.1 数据寄存器257
3.4.2 错误寄存器257
3.4.3 特征寄存器258
3.4.4 扇区计数寄存器259
3.4.5 扇区号寄存器259
3.4.6 柱面低寄存器260
3.4.7 柱面高寄存器260
3.4.8 设备/磁头寄存器261
3.4.9 状态和辅助状态寄存器262
3.4.10 设备控制寄存器263
3.4.11 命令寄存器264
3.4.12 ATA设备硬件复位264
3.4.13 ATA设备插入及移出检测264
3.4.14 主/从设备的配置与操作265
3.5 ATA指令描述267
3.5.1 CFATA指令集268
3.5.2 设置特征——EFH270
3.5.3 设备识别——ECH275
3.5.4 读扇区——20H或21H289
3.5.5 写扇区——30H或31H294
3.5.6 立即空闲——95H或E1H298
3.5.7 立即待机——94H或E0H302
3.6 ATA指令流程规范306
3.6.1 选择设备306
3.6.2 PIO data in设备有数据输出309
3.6.3 PIO data out设备有数据输入313
3.6.4 Nondata设备没有数据传输316
3.7 ZLG/CF驱动中间件317
3.7.1 ZLG/CF驱动的结构视图317
3.7.2 中间件原理318
第4章 ZLG/IP的原理及应用
4.1 概述331
4.1.1 ZLG/IP简介331
4.1.2 ZLG/IP特点331
4.2 ZLG/IP支持的硬件举例以太网接口332
4.2.1 EasyARM2200以太网接口电路图332
4.2.2 以太网控制芯片RTL8019AS332
4.2.3 RTL8019AS引脚分类332
4.2.4 RTL8019AS 寄存器的说明337
4.3 ZLG/IP的应用指南354
4.3.1 SOCKET API的使用指南354
4.3.2 ZLG/IP设置指南359
4.3.3 ZLG/IP的驱动编写规则361
4.4 TCP/IP协议栈的分析365
4.4.1 TCP/IP简介365
4.4.2 TCP/IP的分层365
4.4.3 TCP/IP协议栈中最底层的链路层370
4.4.4 网络层协议380
4.4.5 传输层协议394
4.5 嵌入式TCP/IP协议栈的实现432
4.5.1 与操作系统的联系432
4.5.2 ZLG/IP的设置文件436
4.5.3 以太网驱动程序的编写437
4.5.4 以太网层程序的编写450
4.5.5 ARP协议处理程序的编写458
4.5.6 IP协议处理程序的编写465
4.5.7 ICMP协议处理程序的编写473
4.5.8 UDP协议处理程序的编写477
4.5.9 TCP协议处理程序的编写483
4.5.10 SOCKET API程序的编写498
第5章 GUI图形用户界面基础
5.1 概述527
5.2 基本画图原理527
5.3 基本画图函数529
5.3.1 点538
5.3.2 线540
5.3.3 圆形553
5.3.4 圆弧及扇形557
5.3.5 椭圆形576
5.3.6 矩形582
5.3.7 正方形582
5.3.8 填充583
5.4 简易窗口管理601
5.5 字符及图形605
5.6 菜单的操作613
5.7 彩色图形处理623
5.8 ZLG/GUI应用实例625
5.8.1 驱动程序的编写626
5.8.2 基本作图632
5.8.3 画窗口635
5.8.4 图形、汉字显示638
5.8.5 菜单操作640
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