嵌入式理论PPT课件.ppt

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1、嵌嵌 入入 式式 系系 统统 基基 础础第第0章、本门课要求章、本门课要求一、考核方法一、考核方法二、课堂要求二、课堂要求三、课程说明三、课程说明四、课程目标四、课程目标一、考核方法一、考核方法1、平时成绩（共10分）a.作业 b.课堂测验、课堂表现 c.课堂提问 d.课堂笔记2、实验成绩（共20分）预习报告、实验报告、课堂实验表现 3、期末考试（共70分）二、课程说明二、课程说明1、理论课加实验课，48学时 （理论30学时，实验18学时），共3学分。2、专业核心课 具备良好的C语言编程，微机系统与接口两门课的基础。3、课程重点，如何学好本门课。（以理论联系实验内容为考核重点）4、参考教材嵌入

2、式系统原理与接口技术 贾智平 清华大学出版社嵌入式系统开发与应用教程 田泽 航空航天大学出版社ARM嵌入式系统基础教程 周立功 航空航天大学出版社四、课程目标四、课程目标1.提高C语言编程能力（）2.学会使用实时操作系统（ucosII），了解多任务（）3.了解嵌入式软件开发流程（ADS1.2）（）4.掌握基本嵌入式硬件知识（）5.独立或合作开发出嵌入式应用软件（）6.掌握嵌入式软件编程（）7.掌握硬件设计知识（）8.成为嵌入式系统设计高手（）第1章 嵌入式系统概述为什么要学习 嵌入式系统？（一）、应用广（一）、应用广嵌入式应用嵌入式应用信息家电信息家电智能玩具智能玩具军事电子军事电子通信设备通

3、信设备移动存贮移动存贮工控设备工控设备智能仪表智能仪表汽车电子汽车电子网络设备网络设备消费电子消费电子电子商务电子商务网络网络工业控制工业控制（二）、市场增长快（二）、市场增长快（三）、就业前景好（三）、就业前景好1.人才市场需求潜力大 中国具有世界最大嵌入式技术市场，嵌入式技术将无处不在。（大连本地也很好）2.嵌入式系统开发人员：门槛高，竞争相对温和工作相对轻松薪水较高 3.软件开发人员：门槛底，竞争激烈工作比较辛苦薪水不高（软件蓝领）什么是嵌入式系统？1.1 嵌入式系统的概念嵌入式系统的概念1.1.1 嵌入式系统的感性认识a）智能布娃娃b）智能洗衣机c）智能仪表d）智能手机嵌入式系统（嵌入

4、式系统（Embeded System），是以），是以应应用用为中心，以计算机技术为基础，并且为中心，以计算机技术为基础，并且软硬软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求成本、体积、功耗等有严格要求的的专用计算机专用计算机系统。系统。1.1.2 嵌入式系嵌入式系统统的的定义定义1.1.3 嵌入式系统的组成嵌入式系统的组成 嵌入式系统嵌入式系统硬硬 件件软软 件件微微 处处 理理 器器存存 储储 器器I/O设备接口设备接口应应 用用 程程 序序驱驱 动动 程程 序序系系 统统 软软 件件1.嵌入式系统的硬件嵌入式系统的硬件嵌入

5、式系统的硬件一般由嵌入式处理器、存储器、外嵌入式系统的硬件一般由嵌入式处理器、存储器、外围电路、外部设备组成。围电路、外部设备组成。2.软件组成软件组成1）应用软件：OFFICE；播放器 2）系统软件：操作系统；文件系统3）驱动程序：LCD驱动；串口驱动；网卡驱动 1.1.4 嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点（1）微处理器体积小、低功耗、成本低；（2）操作系统内核小；）操作系统内核小；（3）专用性强；（4）系统精简、效率高；（5）实时性要求高；）实时性要求高；（6）多任务的操作系统；）多任务的操作系统；（7）专用的开发环境。）专用的开发环境。1.2 嵌入式嵌入式微处理器微处理器 硬硬件件分分类

6、类MPU（嵌入式微处理器）：（嵌入式微处理器）：32、64位位MCU（嵌入式微控制器）：（嵌入式微控制器）：4、8、16位，单片机位，单片机DSP：数字信号处理器：数字信号处理器SOC：片上系统：片上系统1.2.1 嵌入式微处理器的类型嵌入式微处理器的类型1.2.2 嵌入式微处理器的选型嵌入式微处理器的选型1.微处理器的类型2.微处理器的内核3.微处理器的性能指标4.特殊要求1.3 嵌入式操作系统嵌入式操作系统1.3.1 操作系统操作系统 操作系统（OS，Operation System）是一组计算机程序的集合，它被用来控制和管理计算机的硬件和软件资源，并为用户提供方便的应用接口。功能包括：1

7、多任务管理 2.存储器管理 3.设备管理 4.文件管理1.3.2 嵌入式操作系统的特点嵌入式操作系统的特点 嵌入式操作系统（EOS，Embedded Operation System）是操作系统的一种类型，是在传统操作系统的基础上加入符合嵌入式系统要求的元素发展而来。特点包括：特点包括：1.微型化 2.可裁剪性 3.实时性 4.高可靠性 5.可移植性 6.外设接口的统一性VxWorks 目前较好的商业操作系统Linux 当今最重要开源免费操作系统uCOS-II 最适合学习的操作系统WinCE 微软开发的一个Windows兼容兼容 操作系统1.3.3 常见的实时嵌入式操作系统常见的实时嵌入式操

8、作系统1.应用需求应用需求2.嵌入式微处理器的支持嵌入式微处理器的支持3.开发工具开发工具4.价格价格1.3.4 嵌入式操作系统的选择嵌入式操作系统的选择1.4 嵌入式应用软件开发嵌入式应用软件开发1.4.1 嵌入式应用软件开发的特点嵌入式应用软件开发的特点 1 1、资源有限，软件较小，几、资源有限，软件较小，几MBMB 2 2、开发有难度，硬件资源以及、开发有难度，硬件资源以及 时间空间受限时间空间受限3 3、实时性、可靠性高、实时性、可靠性高4 4、程序固化、程序固化 特特点点1.4.2 嵌入式软件体系结构嵌入式软件体系结构软软件件分分类类1、无操作系统、无操作系统2、有操作系统：可靠、高

9、效、方便移植、有操作系统：可靠、高效、方便移植循环轮转方式，循环轮转方式，前后台系统前后台系统1.1.无操作系统时软件的具体结构有：无操作系统时软件的具体结构有：1 1）循环轮询：循环轮询：程序依次检查系统的每个输入条件，一旦条件成程序依次检查系统的每个输入条件，一旦条件成立就进行相应的处理，反复循环。典型程序为：立就进行相应的处理，反复循环。典型程序为：Initialize();while(1)if(condition_1)action_1();if(condition_2)action_2();if(condition_n)acition_n();2 2）事件驱动（前后台方式）：事件驱动（

10、前后台方式）：在这种结构中，在这种结构中，应用程序是一个无限循环应用程序是一个无限循环，循环中，循环中调用相应的函数完成相应操作，这部分可以看成调用相应的函数完成相应操作，这部分可以看成后后台行为台行为。利用中断服务程序处理事件利用中断服务程序处理事件，这部分可看，这部分可看成成前台行为前台行为。后台也可以叫做任务级，前台也叫中断级。后台也可以叫做任务级，前台也叫中断级。事件驱动软件的典型结构为：事件驱动软件的典型结构为：Initialize();/Initialize();/含开放中断含开放中断while(1)while(1)task1();task1();task2();task2();t

11、askntaskn();();IRS1()/IRS1()/中断服务程序中断服务程序IRS2()IRS2()2.有操作系统的情形硬件硬件板级初始化 设备设备驱动层驱动层以太网驱动串口驱动LCD驱动键盘驱动 操作操作系统层系统层中间件层中间件层应用应用软件层软件层TCP/IP网络系统文件系统内核内核嵌入式GUI面向领域面向领域的各种中间标准化的软件的各种中间标准化的软件用户应用程序用户应用程序(1)数字化社区数字化社区(2)汽车电子汽车电子(3)工业控制工业控制(4)远程监控网络远程监控网络(5)机器人机器人 1.5 嵌入式系嵌入式系统统的的应用应用 数码照相机数码照相机MP3随身听随身听机器人机器人嵌入式系统的应用嵌入式系统的应用数字化社区数字化社区（1818个嵌入式控制模块）个嵌入式控制模块）CANCAN总线网络总线网络嵌入式系统的应用嵌入式系统的应用汽车电子汽车电子嵌入式系统的应用嵌入式系统的应用工业控制工业控制嵌入式系统的应用嵌入式系统的应用远程监控网络远程监控网络作业1.什么是嵌入式系统？举几个你见到的嵌入式系统的例子。2.通过实例说明嵌入式系统的主要特点。3.画出嵌入式系统基本组成方块图，说明各部分的作用。4.嵌入式微处理器有哪几种类型？它们适合在什么情况下使用？