嵌入式系统及应用——简易信号发生器

嵌入式系统及应用实验报告简易信号发生器

作者：学号：

班级：电子1001

学院：电子信息工程学院作者：学号：

班级：电子1003

学院：电子信息工程学院

简易信号发生器

北京交通大学.北京.100044

摘要：本实验所设计的“简易信号发生器”在硬件上是基于“嵌入式开发平台”实验箱，其上搭载有ST公司的基于ARM Cortex-M3内核的微控制器芯片 STM32 F103 ZET6 。方案中使用此芯片作为主控芯片，控制矩阵键盘进行输入操作，同时控制LCD液晶进行图形用户界面的显示以及控制DAC芯片进行模拟波形的输出，除此之外使用MCU内部输出PWM 波形，从而输出方波。软件编程使用IAR编程环境，对实验平台上的硬件编写相应的初始化函数和驱动函数等。最后使用示波器对输出的波形进行测量与评估。

关键词：嵌入式开发；ARM；简易信号发生器；DAC；

中图分类号：文献标志码：A

信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的仪器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。

本方案所设计的“简易信号发生器”能够产生三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波。方案中，主要通过定时器产生一定的时延来触发 DMA ，将一个已编好的“波形数组”通过 DMA 传送给 DAC 芯片产生模拟波形输出。程序中通过改变定时器的时延，即可改变输出波形的频率。此外，还编写了用户图形界面——基于 LCD 液晶的显示操作界面。

1 系统总体设计

本章阐述“简易信号发生器”的整体设计方案，包括系统概述、设计要求、整体框图等。

1.1 系统概述

本方案所设计的“简易信号发生器”所使用的硬件资源主要为实验室的“嵌入式开发平台”实验箱，其上搭载有ST公司的基于ARM Cortex-M3内核的微控制器芯片 STM32 F103 ZET6 。实验中使用此芯片为主控芯片，并使用实验平台上的外围电路（包括DAC、LCD、BNC 端子等）来搭建电路，实现“简易信号发生器”的功能。

1.2 设计要求

设计一个“简易信号发生器”，需要满足以下设计要求：

（1）设置用 STM32 的 PWM 输出引脚输出脉冲波形。波形频率范围：1Hz-100KHz，3 位有效数字精度。占空比 1-99% ，两位有效数字。利用按键和 LCD 显示，设定频率和占空比。（输出取自蜂鸣器的跳线端子）。

（2）利用电路板上 DAC 芯片 ADS7302 和 STM32 的 DMA 功能，将计算得到的模拟波形缓冲数据，通过 DAC 的通道 A 发送出去，在电路板 DA1 BNC 端子测量输出波形。注意输出模拟波形数据要使DAC芯片8位满幅度，DAC 接受无极性源码0-255。

（3）在 LCD 上给出对脉冲输出和模拟输出的设定界面，用户可以指定信号参数，包括脉冲信号频率和占空比，模拟信号频率，调幅信号载频、调制频率和调制系数等。

1.3 整体框图

由系统的整体设计要求，规划“简易信号发生器”的整体框图如下：

2 硬件设计及实现

本章详细阐述设计“简易信号发生器”所使用的硬件电路平台，硬件电路的选用为软件的编程实现提供基础。

2.1 整体硬件方案

本方案所使用的硬件电路主要为实验室的“嵌入式开发平台”实验箱，如图 2-1 所示，其上搭载有ST公司的基于ARM Cortex-M3内核的微控制器芯片 STM32 F103 ZET6 ，并搭配了 LED流水灯、LCD 液晶模块、独立按键、矩阵键盘模块、AD转换模块、DA转换模块、USART通信模块等电路，方便各种嵌入式实验的开发与调试。

图2-1 “嵌入式开发平台”实验箱

本实验方案中，将使用此开发平台的核心板（MCU）模块、矩阵键盘模块、LCD液晶模块、DA转换模块。下文将详细说明这些模块的特性与使用。

2.2 核心板模块

核心板搭载了STM32 F103 ZET6芯片，如图 2-2 所示。此芯片是意法公司（ST）出品的32位微控制器，使用 ARM 32位的 Cortex‐M3 内核，提供了最高 72MHz 工作频率，提供 3.3V 逻辑，适应通用板设计，能够高效地完成该实验平台所需的处理工作。

图2-2 STM32 F103 ZET6 核心板

对于本设计方案而言，此芯片具有以下特性可供参考与利用：

■内核: ARM 32-bit Cortex?-M3 CPU

– 72 MHz 最高主频

■内存：

– 256 ~ 512 Kb 闪存，64 Kb SRAM

– Flexible static memory controller（FSMC），提供 4 个片选信号，支持 CF卡、

SRAM、PSRAM、NOR、 NAND 存储介质。

■ DMA: 12 通道 DMA 控制器

–支持外设 : 定时器、I2C 等

■ 13 种通信接口

– 2 组 I2C 接口

■ 11 个定时器（Timer）

– 16位定时器, 每个定时器有4个 PWM 输出通道

– SysTick 定时器 : 一个 24位减数计数器

2.3 矩阵键盘模块

矩阵键盘模块由一个 4*4 的矩阵键盘和一片 CH452 芯片构成，如图 2-3 所示。电路采用 I2C 串行接口，CH452 用于扫描 4*4 矩阵键盘。当有按键按下时，能够向 MCU 申请一个外部中断，然后将按键编号传入 MCU ，供编程识别。

图2-3 矩阵键盘模块

本设计方案中，使用到‘A’、‘B’、‘C’、‘D’、‘*’、‘#’六个按键，其对应的功能如下：

■ A ：光标上移

■ B ：光标下移

（由移动‘A’、‘B’可以选择主列表中的：波形、频率、占空比）

■* ：光标左移

■# ：光标右移

（由移动‘*’、‘#’可以选择“波形”列表中的：正弦波、三角波、锯齿波；以及“频率”

列表、“占空比”列表中需要修改的数字位）

■ C ：增大数值

■ D ：减小数值

（由移动‘C’、‘D’可以修改某一数字位上的数字大小，用以调整“频率”和“占空比”）

2.4 LCD 液晶电路

实验平台上所使用的彩色 LCD 液晶，如图 2-4 所示。此液晶模块的型号为 MzT35C1，使用HX823 8-A 作为 TFT 控制器，采用 8 位并行数据接口，点阵数为 320*RGB*240 。

图2-4 LCD 液晶

实验方案中，需要在 LCD 上给出对脉冲输出和模拟输出的设定界面，用户可以指定信号参数，包括脉冲信号频率和占空比，模拟信号频率等。

2.5 DAC 电路

板载 DAC 模块选用 AD7302 芯片，此芯片采用 8 位并行数据接口，含 2 路轨对轨模拟输出。

电路图如图 2-5 所示：

图2-5 DAC 模块电路（部分）

电路图中 AD7302 引脚的连接如下：

■ DA_CS ：接至片选电路的输出。片选电路由 FSMC 输出与 74LS138 构成。

■ WR ：接至 FSMC 。

■ LDAC、CLR ：分别接至核心板的 PG14 和 PG15 。

■ D[0..7] ：接至 FSMC 。

■ A[0] ：接至 FSMC 。

实验方案中，模拟信号（正弦波等）输出使用 AD7302，为了方便 DMA 自动传送，将 DAC 芯片输

出启动信号 LDAC 设定为一直为 0（无条件输出），清零信号 CLR 设定为 1（无效）。为此，需要设定端口 PG14 和 PG15 为数字输出，且 PG14=0 ，PG15=1 。

2.6 PWM 输出电路

PWM 输出取自蜂鸣器的跳线端子 VOICE 端（即直接由 MCU 引出）。

具体定义如图 2-6 所示。

图2-6 PWM 输出端子—— VOICE 端

3 软件设计及实现

本章详细阐述“简易信号发生器”的软件编程方案，包括系统初始化、各模块的驱动程序编写、 GUI 显示、频率计算算法等。 3.1 整体软件方案 软件编程需要建立在硬件电路的基础之上。 本方案的整体软件框架如图 3-1 所示：

图 3-1 “简易信号发生器”整体软件框架

3.2 系统初始化

系统初始化阶段主要完成板上资源的初始化，包括 MCU 内模块初始化（时钟初始化、DMA

初始化、TIM 初始化等）、板上 LCD 液晶初始化（显示图形化界面）、片外 DA 芯片初始化等任务。

此阶段编程使用的函数主要为 System_Init()、gTextOut()

等。

其中，System_Init()函数结构如下：

由此函数结构可知，System_Init()主要负责MCU片上模块的初始化的任务。

3.3 模拟波形产生方案

本方案所设计的“简易信号发生器”能够产生“三角波”、“锯齿波”、“正弦波”这三种模拟波形。

由设计要求，利用电路板上 DAC 芯片 AD7302 和 DMA 功能，将计算得到的模拟波形缓冲数据，通过 DAC 的通道 A 发送出去，在电路板 DA1 的 BNC 端子测量输出波形。

因此，设计如下方案：

①建立三个波形查询表，分别为正弦波（table_sine）、三角波（table_triangle）、锯齿波

（table_zigzag）的表。

②设置 FSMC ，构造“DAC地址”。

③使用 DMA 设置为“循环传送”模式，从“内存”向“DAC地址”传送波形查找表。其中

“DAC地址”由 FSMC 设置所确定。

④ DMA 传送的触发由 TIM_2 完成，设置 TIM_2 为一定频率 f t，每触发一次，DMA 完成一次

传送。

⑤设置 DAC 芯片工作状态（PG14、PG15）,初始化 DA 芯片。

⑥开启传送。

在程序中，所建立的“模拟波形查询表”的长度设置为 80 ，其为需要传送至 DA 芯片 8 位数字输入端的数据，包含模拟波形的一个周期的数据。若需要输出频率为 f out 的模拟波，则 TIM_2 触发 DM A的频率为 f t = f out * 80 。

“模拟波形查询表”程序代码如下：

3.4 方波产生方案

板载 STM32 芯片内部具有 11 个定时器（Timer），能够实现输入捕捉、输出比较、PWM 输出功能。

本方案使用其中的通用定时器 TIM_4 来产生一路 PWM 波形，只需要对“预分频寄存器”、“周期寄存器”、“占空比寄存器”等进行设置即可。其中，方波的占空比由“周期寄存器”与“占空比寄存器”决定。

对 TIM_4 的设置程序如下：

3.5 LCD 液晶显示方案

LCD 液晶显示功能主要由液晶函数库（lcdlib.c 、bmp.c ）中的函数实现。

由设计要求，需要在程序开始运行时，首先在 LCD 显示屏上显示出程序编写人的姓名和学号，停顿5秒钟后进入程序功能执行。因此，需要首先选用“写字符串函数”进行显示，然后使用“ 系统定时器 Systick ”进行精确的 5 秒定时，再使用“绘图函数”与“写字符串函数”构造操作界面。

本实验方案中所使用的函数有：

3.6 按键操作方案

按键扫描函数 keyscan() 位于主函数的 while(1) 内，用于进行按键操作。

keyscan() 函数的最外层为一个检测 gKeyPressed

的判断语句。当矩阵键盘中的某个按键按下时，程序进入中断，将标志位 gKeyPressed 置位，表示有按键按下，在此情况下， keyscan() 进入按键扫描与操作，使用“ keychar = GetKey()”语句将所按下的按键值存储到 keychar 变量中，每一个按键对应一个操作。具体操作流程如下框图所示：

其中，xlabel 与 ylabel 用于确定光标的位置，wavelabel 用于确定当前输出的波形的类型。当每次按键操作后确定了光标的位置（xlabel，ylabel），就可以进行相应的 GUI 绘图操作，若是需要更改波形或是修改相应频率值、占空比值，则对相应变量（frequence、duty）进行修改。所有操作完成后离开 keyscan() 函数。

此处需要注意的一点是，每次进入 keyscan() 函数对 LCD 液晶进行操作前都需要先关闭 DMA 传送，待离开 keyscan() 函数时，再开启 DMA 传送。

4 系统调试

对此方案所设计的“简易信号发生器”进行调试，主要分为两个部分：波形输出测量、LCD 液晶显示测试。

首先对 LCD 液晶显示进行测试。操作矩阵键盘，对每一个按下的按钮，LCD 中均能产生相应操作，然后对绘图中出现的坐标偏移进行修正。

然后进行波形输出测量。波形输出包括模波形和方波。其中，方波的测量只需将示波器探头接至蜂鸣器的跳线端子 VOICE 的 PWM 脚；模拟波形的测量则使用开发平台上的 BNC 端子输出波形来进行测量。通过观察示波器波形，使用示波器上的测量工具（ measure 按钮——频率、占空比）来对波形的精度进行测量。

在调试过程中，也发现了一系列问题：

① LCD 与 DMA 的冲突问题。当设置了 FSMC 后，MCU 为 LCD 与 DA 芯片各自分配了相应的地址线（ LCD 的起始为 0x 6000 0010 ，DA 芯片的起始为 0x 6000 0008），同属于 FSMC 的 Bank1 ，使用相同的读写时序。因此，程序启动后开启 DMA 传送。此时，当有 LCD 操作访问“ LCD 地址”时，可能因为先前对“ DAC 地址”的读写时序未结束，而造成总线冲突，此时 MCU 将停止 DMA 对 DAC 的传送。

最终研究出一个避免此现象的方法：每次进入 keyscan() 函数对 LCD 液晶进行操作前都需要先关闭 DMA 传送，待离开 keyscan() 函数时，再开启 DMA 传送。

②模拟波形最高频率限制问题。在测试模拟波形频率的过程中，发现模拟波形的最高频率只能到达 50 KHz 。仔细检查程序并确保程序无逻辑上错误，并检查了电路后，排除了 AD7302 的最高输出频率限制，最后判断可能是 DMA 的最高传输速率的限制。

目前并无明确的解决方案，不过可以通过尝试使用 DDS 芯片来产生更高频率的模拟波。

③定时器分频值设定的问题。按照设计要求，需要产生 1 Hz~100 KHz 的模拟波形，因此，需要对定时器的 72 MHz 时钟进行分频。由于查询表元素个数为 80 ，分频值应为 72 MHz /( f out * 80) ,即900 000 ~ 9 ，而单独的“周期寄存器”或“预分频寄存器”能够写入的最大值为 65535 ，即 65535 分频。

因此在算法设计过程中，设定：当分频值小于 65535 时，只写“周期寄存器”，对“预分频寄存器”写 0 ；而当分频值大于 65535 时，先对“周期寄存器”写 7200 ，进行 7200 分频，然后对“预分频寄存器”写“分频值/7200”。

5 结论

1) 通过本次实验设计，对嵌入式系统的原理与编程操作有了一个直观的认识。对 STM32 以及ARM 内核在市场上的占有与使用情况有了大致的了解。

2) 在学习过程中，接触到了大量的 STM32 芯片的内部模块。其实不同的单片机或多或少可能也配置有相应模块，通过对它们的使用以及相互之间的比较，能够总结出各自的优劣，积累心得和经验。

3）实验设计过程中会遇到一系列的问题。从发现问题、讨论解决方案、论证解决方案到最终解决问题的这个过程，是一个很重要的过程，在此之中不仅可以学到很多知识，而且磨练意志，培养了团队合作意识。

4）最终所设计的“简易信号发生器”能完成基本功能，如模拟波形的输出、方波的输出、按键的读入与处理、LCD 液晶的显示。不过美中不足的是，模拟波形的频率精度不是很高，后续可以想办法修正，例如可以使用 DDS 芯片产生模拟波，DDS 芯片可以自主产生正弦波、矩形波等波形，可以省去DMA 传送数组这一过程，避免总线冲突，而且能够提供更高的频率和精度。

参考文献：

[1] 范书瑞.Cortex-M3嵌入式处理其原理与应用[M].北京，电子工业出版社，2011.

[2] 谭浩强.C程序设计[M].第版.北京，清华大学出版社，2010.

[3] stm32之DMA彻底研究[EB/OL].https://www.wendangku.net/doc/bb10407330.html,/uid-20758197-id-3045338.html，2011.

附录：程序源代码

嵌入式系统设计与应用

嵌入式系统设计与应用第五章程序设计与分析（1） 西安交通大学电信学院 任鹏举

本章主要内容 Software Design Cycle ●嵌入式软件中的组件(状态机 、循环缓存器、队列) ●编程模型，如数据流和控制图●编译方法介绍 ●根据性能、大小和功耗来分析 和优化程序 ●如何测试程序以验证其正确性

1 嵌入式程序组件 ●状态机（State machine） 用变量来表示内部的状态，根据输入完成状态的转移交通灯控制、CPU design controller ●循环缓冲区（Circular buffer） I/O input buffer ●队列（Queue）

状态机（1） ● 反应系统（reactive system ）：响应外部事件的系统。 ●外部输入是间歇到达● 适合使用状态机描述 ● 有限状态机是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型。 ●Moore 机：● Mealy 机：输出只由当前状态确定 输出依赖于当前状态和输入

状态机（2） 例子：一个简单的座位安全带控制器 idle buzzer seated belted 未入座/-入座/定时器启动 未系安全带且定时器未超时/- 未系安全带/定时器启动系好安全带/-系好安全带/蜂鸣器关闭 定时器超时/蜂鸣器启动 未入座/-未入座/蜂鸣器关闭输入/输出-= 无动作

状态机（3） #define IDLE 0#define SEATED 1#define BELTED 2#define BUZZER 3switch (state) { case IDLE: if (seat) { state = SEATED; timer_on = TRUE; } break; case SEATED: if (belt) state = BELTED; else if (timer) state = BUZZER; break; case BELTED: if (!seat) state = IDLE; else if (!belt) state = SEATED; break; case BUZZER: if (belt) state = BELTED; else if (!seat) state = IDLE; break; } Inputs ：seat, belt, timer Outputs: buzzer

嵌入式系统原理与应用技术

1.嵌入式系统的定义：一般都认为嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，可满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功能有严格要求的专用计算机系统。 2.嵌入式系统的特征：（1）通常是面向特定应用的。具有功耗低、体积小和集成度高等特点。（2）硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能满足功能、可靠性和功耗的苛刻要求。（3）实时系统操作支持。（4）嵌入式系统与具体应用有机结合在一起，升级换代也同步进行。（5）为了提高运行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般固化在存储器芯片中。 3.ARM嵌入式微系统的应用：工业控制、网络系统、成像和安全产品、无线通信、消费类电子产品。 4.ARM嵌入式微处理器的特点：（1）体积小、低功耗、低成本、高性能。（2）支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，兼容8位/16位器件。（3）使用单周期指令，指令简洁规整。（4）大量使用寄存器，大多数数据都在寄存器中完成，只有加载/存储指令可以访问存储器，以提高指令的执行效率。（5）寻址方式简单灵活，执行效率高。（6）固定长度的指令格式。 5.嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户软件构成。 2.哈佛体系结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间。 3.嵌入式处理器主要有四种嵌入式微处理器（EMPU）、嵌入式微控制器（MCU）、嵌入式数字信号处理器（DSP）、嵌入式片上系统（SoC) 4.ARM7采用3级流水线结构，采用冯·诺依曼体系结构；ARM9采用5级流水线结构，采用哈佛体系结构。 5.ARM处理器共有37个32bit寄存器，包括31个通用寄存器和6个状

嵌入式系统及应用 实验大纲

《嵌入式系统及应用》课程实验 一、实验课程的性质、目的和任务 性质：《嵌入式系统及应用》课程是自动化专业的专业基础课程，本实验课是该课程教学大纲中规定必修的实验教学内容。 目的和任务：通过实验环节来巩固和加深学生对嵌入式系统的理解，使学生掌握MCS51单片机和ARM的基本原理和应用技术。通过熟悉MCS51开发环境和ARM集成开发环境，使学生掌握嵌入式系统开发的一般规律和方法。在集成开发环境下，进行系统功能程序的编写和调试的训练，掌握嵌入式系统软硬件调试的一般方法和系统设计的能力。 二、实验内容、学时分配及基本要求

三、考核及实验报告 （一）考核 本课程实验为非独立设课，实验成绩占课程总成绩的15%，综合评定实验成绩。（二）实验报告 实验报告应包括： 实验名称 实验目的 实验内容与要求 设计思路（如：分析、程序流程图等） 实验步骤 实验代码（含必要注释） 实验结果分析 实验小结（本题调试过程中遇到的问题和解决方法、注意事项、心得体会等）注：综合型实验需写出系统功能、设计过程 实验报告的要求： 实验报告以文本形式递交，实验报告要书写规范、文字简练、语句通顺、图表清晰。 四、主要仪器设备 硬件：微型计算机；嵌入式系统开发平台。 软件：Keil C51；ADT 五、教材及参考书 教材

[1] 高锋．单片微型计算机原理与接口技术（第二版）．北京：科学出版社，2007 [2] 自编．嵌入式系统及应用 参考书 [1] 王田苗．嵌入式系统设计与实例开发．北京：清华大学出版社，2003 [2] 陈赜．ARM9 嵌入式技术及Linux高级实践教程．北京：北京航空航天大学出版社，2005 [3] 李忠民等．ARM嵌入式VxWorks实践教程．北京：北京航空航天大学出版社，2006

(完整word版)嵌入式系统设计与应用

嵌入式系统设计与应用 本文由kenneth67贡献 ppt文档可能在W AP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 课程名称：课程名称：嵌入式系统设计与应用 总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12 36学时12学时总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12学时教材：嵌入式系统设计教程》教材：《嵌入式系统设计教程》电子工业出版社马洪连参考书：参考书：1、《嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 2、《ARM体系结构与编程》清华大学出版社杜春雷编著ARM体系结构与编程体系结构与编程》嵌入式系统设计与实例开发—ARM ARM与C/OS3、《嵌入式系统设计与实例开发ARM与μC/OS-Ⅱ》清华大学出版社王田苗、魏洪兴编著清华大学出版社王田苗、ARM嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构》4、《ARM嵌入式微处理器体系结构》北航出版社、马忠梅等著. 北航出版社、马忠梅等著. 张石．ARM嵌入式系统教程嵌入式系统教程》5、张石．《ARM嵌入式系统教程》．机械工业出版2008年社．2008年9月 1 课程内容 绪论：绪论： 1）学习嵌入式系统的意义2）高校人才嵌入式培养情况嵌入式系统设计（实验课）3）嵌入式系统设计（实验课）内容安排 第1章嵌入式系统概况 1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的应用领域及发展趋势1.3 嵌入式系统组成简介 第2章嵌入式系统的基本知识 2.1 2.2 2.3 嵌入式系统的硬件基础嵌入式系统的软件基础ARM微处理器的指令系统和程序设计ARM微处理器的指令系统和程序设计 2 第3章 3.1 3.2 3.3 基于ARM架构的嵌入式微处理器基于ARM架构的嵌入式微处理器ARM 概述嵌入式微处理器的组成常用的三种ARM ARM微处理器介绍常用的三种ARM 微处理器介绍 第4章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 嵌入式系统设计 概述嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统接口设计嵌入式系统人机交互设备接口嵌入式系统的总线接口和网络接口设计嵌入式系统中常用的无线通信技术 3 第5章嵌入式系统开发环境与相关开发技术 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6.1 6.2 6.3 6.4 概述嵌入式系统的开发工具嵌入式系统调试技术嵌入式系统开发经验嵌入式系统的Bootloader Bootloader技术嵌入式系统的Bootloader技术μC/OS-II操作系统概述C/OS-II操作系统概述ADS开发环境ARM ADS开发环境C/OS-II操作系统在ARM系统中的移植操作系统在ARM μC/OS-II操作系统在ARM系统

嵌入式系统应用实例

嵌入式系统应用实例——智能家居 智能家居 智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境 智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。 智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。 又称智能住宅。通俗地说，它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。智能家居将让用户有更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过家触摸屏、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备，更可以执行场景操作，使多个设备形成联动；另一方面，智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行，从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。 智能家居主机

嵌入式系统设计与应用复习资料.docx

嵌入式系统设计与应用复习资料 （一）?单项选择题： 1. 下面哪个系统属于嵌入式系统。 （ 八、“天河一号”计算机系统 C 、联想S10±网木 D ） B 、联想T400笔记本计算机 D 、联想OPhone 手机 2. 软硕件协同设计方法与传统设计方法的最大不同Z 处在于（B ）。 A 、软硬件分开描述 C 、协同测试 3. 卜?面关于哈佛结构描述正确的是（A A 、程序存储空间与数据存储空间分离 C 、程序存储空间与数据存储空间合并 4. 下面哪一种工作模式不属于ARM 特权模式 A 、用户模式 B 、系统模式 C 、 5. ARM7TDM1的工作状态包括（D ）。 A 、测试状态和运行状态 C 、就绪状态和运行状态 6. USB 接口移动硬盘最合适的传输类型为（ A 、控制传输 B 、批量传输 C 、 7. 下而哪一种功能单元不属于I/O 接口电路。（D ） A 、USB 控制器 B 、UART 控制器 C 、以太网控制器 &下面哪个操作系统是恢入式操作系统。（B ） As Red-hat Linux B 、 PCLinux C 、 Ubuntu Linux D 、 SUSE Linux 9. 使用Host-Target 联合开发嵌入式应用，（B ）不是必须的。 A 、宿主机 B 、银河麒麟操作系统 C 、目标机 D 、交叉编译器 10. 下面哪个系统不属于嵌入式系统（D ）。 A 、MP3播放器 B 、GPS 接收机 C 、“银河玉衡”核心路由器 D 、“犬河一号”计算机系统 11. 在嵌入式系统设计中，嵌入式处理器选型是在进行（C ）吋完成。 A 、需求分析 B 、系统集成 C 、体系结构设计 D 、软便件设计 12. 下面哪一类嵌入式处理器最适合于用于工业控制（B ）。 A 、嵌入式微处理器 B 、微控制器 C 、DSP D 、以上都不合适 13. 关于ARM 了程序和Thumb 了程序互相调用描述正确的是（B ）。 A 、 系统初始化Z 后，ARM 处理器只能工作在一种状态，不存在互相调用。 B 、 只要遵循一定调用的规则，Thumb 子程序和ARM 子程序就可以互相调用。 C 、 只要遵循一定调用的规则，仅能Thumb 子程序调用ARM 子程序。 D 、 只耍遵循一定调用的规则，仅能ARM 子程序调用Thumb 子程序。 14. 关于ARM 处理器的异常的描述不正确的是（C ）。 A 、复位属于异常 B 、除数为零会引起异常 B 、软硬件统一描述 D 、协同验证 B 、存储空间与10空间分离 D 、存储空间与10空间合并 （A ）0 软中断模式 D 、FTQ 模式 B 、挂起状态和就绪状态 D 、ARM 状态和Thumb 状态 B ）0 中断传输 D 、等时传输 D 、LED

江苏科技大学通信专业嵌入式系统设计及应用_复习大纲

嵌入式系统设计复习 题型： 1、填空，15分左右 2、选择，30分左右 3、简答题40分左右 4、综述15分左右 第一章嵌入式系统概述 提纲： 1、掌握嵌入式系统的定义 2、了解嵌入式系统的一般组成 嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序 （嵌入式系统一般由嵌入式计算机和执行部件组成。其中嵌入式计算机是整个嵌入式系统的核心，主要包括硬件层、中间层、系统软件层以及应用软件层） 知识点： 1、嵌入式系统的定义与特点 定义：是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统 特点：软件硬件可裁剪 ①专用性：嵌入式系统具有特定的功能,用于特定的任务； ②低成本：嵌入式系统极其关注成本； ③低功耗：嵌入式系统大都有功耗的要求； ④高实时性OS； ⑤嵌入式系统的运行环境广泛； ⑥嵌入式系统的软件通常要求固态化存储； ⑦嵌入式系统的软件、硬件可靠性要求更高； 2.RISC指令系统的特点 答：指令系统：RISC设计者把上要精力放在那些经常使用的指令上，尽量使它们具有简单高效的特色。对不常用的功能，常通过组合指令来实现。因此，在RISC机器上实现特殊功能时，效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。 存储器操作：RISC对存储器操作有限制，使控制简单化 程序：RISC汇编语言程序一般需要较大的内存空间，实现特殊功能时程序复杂，不易设计 中断：RISC机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断 CPU：由于RISC CPU包含少的单元电路，因而面积小、功耗低 设计周期：RISC微处理器结构简单，布局紧凑，设计周期短，且易于采用最新技术易用性：RISC微处理器结构简单，指令规整，性能容易把握，易学易用 应用范围：由于RISC指令系统的确定与特定的应用领域有关，所以RISC机器更适合于嵌入式应用 3、嵌入式系统由硬件与软件组成，其中软件的组成 答：由实时多任务操作系统、文件系统、图形用户界面接口、网络系统及通用组件模块组成 4、嵌入式系统的运行可靠性指标

基于ARM的嵌入式系统的应用技术.

基于ARM的嵌入式系统的应用技术 摘要：较详细地分析了基于 ARM的嵌入式系统的技术特点,嵌入式系统的开发设计过程、体系结构,以及硬件和软件的设计方法。 关键词：嵌入式系统；ARM；体系特点 嵌入式系统具有便利灵活、性能价格比高、嵌入性强等特点,可以嵌入到现有任何信息家电和工业控制系统中。从软件角度来看,嵌入式系统具有不可修改性、系统所需配置要求较低、系统专业性和实时性较强等特点。 1、嵌入式系统的技术特点 1.1系统精简 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术以及电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物 ,这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。 1.2专用性强 嵌入式系统中的 CPU与通用型 CPU的最大不同就是前者大多工作在为特定用户群设计的系统中。通常,嵌入式系统 CPU都具有低功耗、体积小、集成度高等特点,能够把通用 CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于整个系统设计趋于小型化。 1.3高实时性 为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中,而不是存贮于磁盘等载体中。 1.4专用开发环境 嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力。在设计完成以后,用户如果需要修改其中的程序功能,也必须借助于一套开发工具和环境。 2、嵌入式系统的开发设计 2.1系统需求分析 根据项目需求,确定设计任务和设计目标,对系统的功能、性能、生产成本、功耗、物理尺寸及重量等方面进行设定,并根据这些需求分析,制定可行性分析报告. 2.2体系结构设计 描述系统如何实现系统的整体功能需求,包括对系统硬件、软件和执行装置的功能划分,系统硬件和软件的组成及设备的选型等。在嵌入式系统的开发设计中,通常很难把系统的硬件和软件完全分开,因此,在考虑系统整体设计时,应先考虑系统软件的结构,然后再设计系统的硬件体系结构和实现方法. 2.3硬件软件的协同设计 根据体系结构设计结果,对系统的硬件、软件进行详细设计。这一步骤通常也称为“构件设计”。在体系结构设计中,描述的是需要什么样的构件,而在构

级嵌入式技术与应用专业人才培养方案嵌入式

附件5 嵌入式技术与应用专业（物联网技术与应用方向）人才培养方案 一、招生对象及学习年限 （一）招生对象：全日制普通中学高中毕业生，招生方式为普通高考招生。 （二）学习年限：基本学制三年，实行弹性学制,学生在校时间原则上不能少于两年，总在校时间（含休学）不得超过五年。 二、培养目标 本专业培养面向中国特色社会主义建设，对接广州及珠三角地区战略性主导产业和战略性新兴产业中消费电子、工业应用、网络应用等嵌入式与物联网技术应用重点领域的人才需求，具有良好的职业道德和职业精神，掌握消费类电子产品开发、物联网系统应用开发、无线传感器网络技术及RFID技术应用项目开发等新技术，提升学生嵌入式产品设计与物联网项目开发、实施、管理、维护能力，具备“一技之长+综合素质”的德、智、体、美等方面全面发展的高素质的技术应用性人才。 三、就业岗位与就业范围 四、人才培养规格 （一）综合素质 1. 思想政治素质:掌握马克思主义科学的世界观、人生观和价值观。有坚定跟着共产党走中国特色社会主义道路的信心和决心，有热爱祖国、服务人民的理想信念。具有社会责任感，能积极践行社会主义核心价值观，拥有能够支撑职业和人生发展的思想政治素质。 2．职业素质：具有良好的职业态度和职业道德修养，具有正确的择业观和创业观。坚持职业操守，爱岗敬业、诚实守信、办事公道、服务群众、奉献社会；具备从事职业活动所必需的基本能

力和管理素质；脚踏实地、严谨求实、勇于创新。 3.人文素养与科学素质：具有融合传统文化精华、当代中西文化潮流的宽阔视野；文理交融的科学思维能力和科学精神；具有健康、高雅、勤勉的生活工作情趣；具有适应社会核心价值体系的审美立场和方法能力；奠定个性鲜明、善于合作的个人成长成才的素质基础。 4．身心素质：具有一定的体育运动和生理卫生知识，养成良好的锻炼身体、讲究卫生的习惯，掌握一定的运动技能，达到国家规定的体育健康标准；具有坚韧不拔的毅力、积极乐观的态度、良好的人际关系、健全的人格品质。 （二）职业能力 本专业主要学习微型计算机系统的软硬件基础知识、嵌入式操作系统基础知识、嵌入式系统的硬件和软件技术应用、无线传感器网络应用系统的开发、集成与维护；掌握物联网终端产品的开发与制作方法；具有的嵌入式系统设计、物联网系统设计与物联网工程施工、物联网系统的管理；具有嵌入式应用系统和物联网应用系统的开发能力、具备较强的实际工作能力，具有创新意识及进一步发展专业技能的良好基础。 本专业毕业生应获得以下几方面的知识和技能： 1. 具有比较扎实的物联网感知与标识的基本理论与技术、物联网信息处理技术； 2. 掌握物联网体系结构、数据传输与安全技术； 3. 掌握物联网系统的硬件、软件设计和开发能力； 4．具备物联网应用系统的开发和集成的能力； 5．具备无线传感器网络应用系统开发和集成的能力； 6．具备物联网系统、无线传感器网络应用系统的管理与维护的知识和技能； （三）职业拓展能力 1．掌握相关的技术标准，具备进行物联网系统及装置研发、设计、制造、运行与管理的能力； 2．具备较强的创新意识和从事物联网领域科学研究的基本能力； 3．拓展监控和安防的基本知识,掌握监控和安防技术和技能。 五、毕业标准 学生按专业人才培养方案要求修完规定的课程，考核合格，达到毕业最低总学分和《国家学生体质健康标准》相关要求，获得本专业要求的证书，准予毕业，颁发毕业证书。 （一）学分要求 本专业按学年学分制安排课程，学生最低要求修满总学分130学分。 必修课要求修满106学分，占总学分的％。 其中：基本素质课要求修满24学分，占总学分的％； 职业能力课要求修满84学分，占总学分的％。 选修课要求修满22学分，占总学分的％。 其中：基本素质课要求修满12学分，占总学分的％；

我国嵌入式技术的发展和现状

学号：20097610144 班级：09级1班 姓名：王丹

我国嵌入式技术的现状与发展 嵌入式系统是计算机的一种应用形式，通常指埋藏在宿主设备中的微处理机系统，此类计算机一般不被设备使用者在意，亦称埋藏式计算机，典型机种如微控制器、微处理器和DSP等。 随着信息化，智能化，网络化的发展，嵌入式系统技术也将获得广阔的发展空间。美国著名未来学家尼葛洛庞帝在1999年1月访华时预言，4～5年后嵌入式智能（电脑) 工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。我国著名嵌入式系统专家沈绪榜院士98年11月在武汉全国第11次微机学术交流会上发表的《计算机的发展与技术》一文中，对未来10年以嵌入式芯片为基础的计算机工业进行了科学的阐述和展望。1999年世界电子产品产值已超过12000亿美元，2000年达到13000亿美元，预计2005年，销售额将达18000亿美元。 进入20世纪90年代，嵌入式技术全面展开，目前已成为通信和消费类产品的共同发展方向。在通信领域，数字技术正在全面取代模拟技术。在广播电视领域，美国已开始由模拟电视向数字电视转变，欧洲的DVB（数字电视广播）技术已在全球大多数国家推广。数字音频广播（DAB）也已进入商品化试播阶段。而软件、集成电路和新型元器件在产业发展中的作用日益重要。所有上述产品中，都离不开嵌入式系统技术。像前途无可计量的维纳斯计划生产机顶盒，核心技术就是采用32位以上芯片级的嵌入式技术。在个人领域中，嵌入式产品将主要是个人商用，作为个人移动的数据处理和通讯软件。由于嵌入式设备具有自然的人机交互界面，GUI屏幕为中心的多媒体界面给人很

大的亲和力。手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以及彩色图形、图像已取得初步成效。 目前一些先进的PDA在显示屏幕上已实现汉字写入、短消息语音发布，日用范围也将日益广阔。对于企业专用解决方案，如物流管理、条码扫描、移动信息采集等，这种小型手持嵌入式系统将发挥巨大的作用。自动控制领域，不仅可以用于ATM机，自动售货机，工业控制等专用设备，和移动通讯设备结合、GPS、娱乐相结合，嵌入式系统同样可以发挥巨大的作用。近期长虹推出的ADSL产品，结合网络，控制，信息，这种智能化，网络化将是家电发展的新趋势。 硬件方面，不仅有各大公司的微处理器芯片，还有用于学习和研发的各种配套开发包。目前低层系统和硬件平台经过若干年的研究，已经相对比较成熟，实现各种功能的芯片应有尽有。而且巨大的市场需求给我们提供了学习研发的资金和技术力量。从软件方面讲，也有相当部分的成熟软件系统。国外商品化的嵌入式实时操作系统，已进入我国市场的有WindRiver、Microsoft、QNX和Nuclear等产品。我国自主开发的嵌入式系统软件产品如科银(CoreTek)公司的嵌入式软件开发平台Delta System，中科院推出的Hopen嵌入式操作系统（虽然还不够完善）。同时由于是研究热点，所以我们可以在网上找到各种各样的免费资源，从各大厂商的开发文档，到各种驱动，程序源代码，甚至很多厂商还提供微处理器的样片。这对于我们从事这方面的研发，无疑是个资源宝库。对于软件设计来说，不管是上手还是进一步开发，都相对来说比较容易。这就使得很多生手能够比较快的进入研究状态，利于发挥大家的积极创造性。

嵌入式系统及应用试题

课程名称：_嵌入式系统开发_ 考试形式：闭卷考试日期： 2012年月日考试时长：120分钟课程成绩构成：平时 5 %，期中 10 %，实验 25 %，期末 60 % 本试卷试题由__5 _部分构成，共__9___页。 一、判断题（共15分，共 15题，每题1分，正确用“T”表示，错误用“F”表示） 1．优先级位图法是通过牺牲空间赢得时间。（） 2．EDF调度策略可用于调度周期性任务（） 3．在嵌入式操作系统中一般不使用虚拟存储技术，避免页面置换的开销所引起的不确定性。（）4．自陷、异常和中断基本上具有相同的中断服务程序结构。（） 5. 嵌入式多任务系统中，任务间的耦合程度越高，它们之间的通信越少。（） 6．存储器映射编址是指I/O端口的地址与内存地址统一编址，即I/O单元与内存单元在同一地址空间。其优点是可采用丰富的内存操作指令访问I/O单元、无需单独的I/O地址译码电路、无需专用的I/O指令。（） 7．嵌入式系统中，优先级抢占调度可以在任意位置、任意时刻发生。（） 8．当二值信号量用于任务之间同步时，其初始值为1。（） 9．如果一个实时调度算法使得任务充分利用了CPU，则CPU的利用率为100%。（）10．RISC处理器常用高效流水线技术提高处理器的并行性。（） 11．弱实时对系统响应时间有要求，但是如果系统响应时间不能满足，不会导致系统出现致命的错误或崩溃。（） 12．循环轮询系统适合于慢速和非常快速的简单系统。（） 13．单处理器多任务系统无需嵌入式操作系统的支持。（） 14．任务控制块的内容在任务创建时进行初始化，在系统运行过程中不会发生变化。（）15．支持实时特性的DARTS设计方法也采用了面向对象技术。（）

嵌入式系统发展与应用

嵌入式系统发展与应用 引言 不论是日常生活中经常使用的家庭自动化产品、家用电器、手提电话、自动柜员机（ATM），还是各行各业的办公设备、现代化医疗设备、航空电子、计算机网络设备、用于工业自动化和监测的可编程逻辑控制器（PLC），甚至是娱乐设备的固定游戏机和便携式游戏机等都属于嵌入式系统。嵌入式系统始于微型机时代的嵌入式应用，通过将微型机嵌入到一个对象体系中，实现对象系统的智能化控制。随着科技的不断发展，在单片机时代，嵌入式系统以器件形态迅速进入到传统电子技术领域中，以电子技术应用工程师为主体，实现传统电子系统的智能化。而后，随着后PC时代的到来，网络、通信技术得以发展；同时，嵌入式系统软、硬件技术有了很大的提升，形成了基于嵌入式系统软、硬件平台，以网络、通信为主的非嵌入式底层应用的计算机应用模式。 1嵌入式系统的概念与发展 1.1 嵌入式系统的概念 嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4个部分组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。 1.2 嵌入式系统发展 纵观嵌入式系统的发展历程，大致经历了以下四个阶段： （1）无操作系统阶段 嵌入式系统最初的应用是基于单片机的，大多以可编程控制器的形式出现，具有监测、伺服、设备指示等功能通常应用于各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中，一般没有操作系统的支持，只能通过汇编语言对系统进行直接控制，运行结束后再清除内存。这些装置虽然已经初步具备了嵌入式的应用特点，但仅仅只是使用8位的CPU芯片来执行一些单线程的程序，因此严格地说还谈不上系统的概念。这一阶段嵌入式系统的主要特点是：系统结构和功能相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。由于这种嵌入式系统使用简便、价格低廉，因而曾经在工业控制领域中得到了非常广泛的应用，但却无法满足现今对执行效率、存储容量都有较高要求的信息家电等场合的需要。 （2）简单操作系统阶段 20世纪80年代，随着微电子工艺水平的提高，Ic制造商开始把嵌入式应用中所需要的微处理器、I／O接口、串行接口以及RAM、ROM等部件统统集成到一片VLSI中，制造出面向I ／0设计的微控制器，并一举成为嵌入式系统领域中异军突起的新秀。与此同时，嵌入式系统的程序员也开始基于一些简单的操作系统开发嵌入式应用软件，大大缩短了开发周期、提高了开发效率。 （3）实时操作系统阶段 20世纪9O年代，在分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家电等巨大需求的牵引下，嵌入式系统进一步飞速发展，而面向实时信号处理算法的DSP产品则向着高速度、高精度、低功耗的方向发展。随着硬件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件规模也不断扩大，逐渐形成了实时多任务操作系统(RTOS)，并开始成为嵌入式系统的主流。 这一阶段嵌入式系统的主要特点是：操作系统的实时性得到了很大改善，已经能够运行在各种不同类型的微处理器上，具有高度的模块化和扩展性。此时的嵌入式操作系统已经具备了

嵌入式系统设计与应用-西安交通大学教师个人主页

嵌入式系统设计与应用第六章进程和操作系统（3）西安交通大学电信学院孙宏滨 i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

● 我们该如何评估调度策略？● 能满足所有截止时限 ● CPU 利用率---CPU 执行有用工作所占的时间比例● 调度开销---做调度决策所需的时间 i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

● 分配优先级主要有两种方法：● 静态优先级：在整个执行过程中优先级始终不变● 动态优先级：在执行过程中优先级发生变化 i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

● 单调速率调度（Rate-Monotonic Scheduling, RMS ）：首先为实时操作系统开发的调度策略之一，直至现在仍然被广泛使用。● RMS 属于静态调度策略。事实证明，固定优 先级的做法在许多情况下都足以有效地调度进程。● RMS 的理论基础是单调速率分析（Rate Monotonic Analysis, RMA ）。i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

嵌入式系统的应用领域

嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括：１．工业控制： 基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展，目前已经有大量的8、16、32 位嵌入式微控制器在应用中，网络化是提高生产效率和产品质量、减少人力资源主要途径，如工业过程控制、数字机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统。就传统的工业控制产品而言，低端型采用的往往是８位单片机。但是随着技术的发展，32位、64位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心，在未来几年内必将获得长足的发展。 ２．交通管理： 在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用，内嵌GPS模块，GSM模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。目前GPS设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭，只需要几千元，就可以随时随地找到你的位置。 ３．信息家电： 这将称为嵌入式系统最大的应用领域，冰箱、空调等的网络化、智能化将引领人们的生活步入一个崭新的空间。即使你不在家里，也可以通过电话线、网络进行远程控制。在这些设备中，嵌入式系统将大有用武之地。 ４．家庭智能管理系统： 水、电、煤气表的远程自动抄表，安全防火、防盗系统，其中嵌有的专用控制芯片将代替传统的人工检查，并实现更高，更准确和更安全的性能。目前在服务领域，如远程点菜器等已经体现了嵌入式系统的优势。 ５．POS网络及电子商务：

公共交通无接触智能卡(Contactless Smartcard, CSC)发行系统，公共电话卡发行系统，自动售货机，各种智能ATM终端将全面走入人们的生活，到时手持一卡就可以行遍天下。 ６．环境工程与自然： 水文资料实时监测，防洪体系及水土质量监测、堤坝安全，地震监测网，实时气象信息网，水源和空气污染监测。在很多环境恶劣，地况复杂的地区，嵌入式系统将实现无人监测。 ７．机器人： 嵌入式芯片的发展将使机器人在微型化，高智能方面优势更加明显，同时会大幅度降低机器人的价格，使其在工业领域和服务领域获得更广泛的应用。 这些应用中，可以着重于在控制方面的应用。就远程家电控制而言，除了开发出支持TCP/IP的嵌入式系统之外，家电产品控制协议也需要制订和统一，这需要家电生产厂家来做。同样的道理，所有基于网络的远程控制器件都需要与嵌入式系统之间实现接口，然后再由嵌入式系统来控制并通过网络实现控制。所以，开发和探讨嵌入式系统有着十分重要的意义。 1.3 嵌入式系统在机电产品方面的应用 相对于其他的领域，机电产品可以说是嵌入式系统应用最典型最广泛的领域之一。从最初的单片机到现在的工控机、SOC在各种机电产品中均有着巨大的市场。 工业设备是机电产品中最大的一类，在目前的工业控制设备中，工控机的使用非常广泛，这些工控机一般采用的是工业级的处理器和各种设备，其中以X86的MPU最多。工控的要求往往较高，需要各种各样的设备接口，除了进行实时控制，还须将设备状态，传感器的信息等在显示屏上实时显示。这些要求8位的单片机是无法满足的，以前多数使用16位的处理器，随着处理器快速的发展，目前32位、64位的处理器逐渐替代了16位处理器，进一步提升了系统性能。采用PC104总线的系统，体积小，稳定可靠，受到了很多用户的青睐。不过这些工控机采用的往往是DOS或者Windows系统，虽然具有嵌入式的特点，却不能称作纯粹的嵌入式系统。另外在工业控制器和设备控制器方面，则是各种嵌入式处理器的天下。这些控制器往往采用16位以上的处理器，各种MCU，Arm、Mips、68K系列的处理器在控制器中占据核心地位。这些处理器上提供了丰富的接口总线资源，可以通过它们实现数据采集，数据处理，通讯以及显示（显示一般是连接LED或者LCD）。最近飞利浦和ARM共同推出32位RISC嵌入式控制器，适用于工业控制，采用最先进的0.18微米CMOS嵌入式闪存处理技术，操作电压可以低至1.2伏，它还能降低25%到30%的制造成本，在工业领域中对最终用户而言是一套极具成本效益的解决方案。美国TERN工业控制器基于

嵌入式系统及应用

嵌入式系统及应用习题 第一章操作系统概述 1.什么是嵌入式系统？ 2.简述嵌入式系统的发展过程。 3.嵌入式系统有哪些特点？ 4.嵌入式系统的应用领域有哪些？ 5.举出几个嵌入式系统应用的例子，通过查资料和独立思考，说明这些嵌入式系统产品主要由哪几部分组成，每个组成部分完成什么功能。（提示：数码相机、办公类产品、工业控制类产品的例子等。） 6.通过查阅资料，你认为嵌入式系统的发展趋势如何？ 第二章嵌入式系统基础知识 1.从硬件系统来看，嵌入式系统由哪些部分组成？ 2.从软件系统来看，嵌入式系统由哪几部分组成？ 3.嵌入式处理器的按体系结构分哪几类？ 4.半导体存储器分为哪几种？说明它们的特点及用途。 5. 嵌入式软件体系结构有哪几种类型，优缺点如何？ 6. 嵌入式系统产品开发一般包括哪几个阶段？每一个阶段的主要工作有哪些？ 7.嵌入式系统主要由软件和硬件两大部分组成，其中有的功能可以用软件实现，又可以用硬件实现，那么软件和硬件的划分一般有哪些原则？举出几个同一个功能既可以用软件实现，又可以用硬件实现的例子。 大作业1： 选择一个嵌入式系统产品（如手机、PDA、工业控制产品、智能家用电器等），利用本章学过的知识，假设你是系统的总设计师，那么你认为应该如何运作这个产品的开发，直到把产品从实验室推向市场。 提示：题目较大，嵌入式系统开发包括需求分析、设计、实现、测试等方面。在实现方面，不必把产品开发出来（即不必设计电路图，不必编写程序代码，只需概括地写出软件硬件需要完成的工作即可）。 第三章嵌入式系统平台构建 1.嵌入式系统的硬件有哪几个组成部件？ 2.通用处理器与嵌入式处理器有哪些相同和不同的地方？ 3.常用的嵌入式处理器、控制器、数字信号处理器有哪些？各自有什么特点，通常适用于哪些方面的应用？除了书上介绍的嵌入式处理器之外，你还能提供哪些嵌入式处理器（型号和制造商）？ 4.设计嵌入式系统时，.选择嵌入式处理器需要考虑哪些因素？ 5.嵌入式操作系统有哪些特点，怎样选择嵌入式操作系统？ 6. 举例说明ARM处理器和ucos操作系统的应用。 7. 说明S3C44B0X存储空间的分配。 第四章 ARM嵌入式微处理器体系结构 1. ARM处理器的特点有哪些？ 2. 简述ARM处理器的工作状态。 3. 简述ARM处理器的7种运行模式。

2018嵌入式技术与应用专业就业方向与就业前景分析

2018嵌入式技术与应用专业就业方向与就业前景分析 嵌入式技术与应用专业培养系统掌握嵌入式计算机软硬件基本理论、知识和技能，具有嵌入式产品的设计、研发、测试、售后技术支持与服务方面的实用型人才。 2、嵌入式技术与应用专业就业方向 本专业学生毕业后可以从事家用电子、汽车电子、医疗电子、电信等行业的计算机应用设计开发,担任嵌入式产品及应用系统的设计与开发工程师,从事嵌入式技术的应用项目设计开发、产品维护与技术服务等工作。嵌入式技术与应用专业毕业生主要职业岗位:主要工作任务相关职业资格证书1．嵌入式软件应用开发（核心岗位）搭建开发平台和建立开发环境具备计算机软硬件的基本知识用户需求分析。 从事行业： 毕业后主要在电子技术、新能源、建筑等行业工作，大致如下： 1电子技术/半导体/集成电路 2新能源 3建筑/建材/工程 4仪器仪表/工业自动化 5互联网/电子商务 6计算机软件 7其他行业 8通信/电信/网络设备 工作城市： 毕业后，深圳、广州、北京等城市就业机会比较多，大致如下：

1深圳 2广州 3北京 4上海 5武汉 6南宁 7厦门 8杭州 3、嵌入式技术与应用专业就业前景 嵌入式系统的广泛应用带来的必然是对相关技术人才的极大需求，然而与这组逐年攀升的数字呈现对比的是国内嵌入式软件领域技术人员的极度匮乏。在中国的各大跨国公司及国内家电巨头如intel、ti、sony、三星、tcl、联想和康佳等企业，都面临着嵌入式人才严重短缺的问题。ccid最近的一次调查显示，中国嵌入式软件行业存在每年至少50万人才的巨大缺口，并且这个数字还在以每年20%的速度递增。 与此相比，国内嵌入式软件人才供应量正可谓是“杯水车薪”，远远不能满足行业的需要。一方面是需求的增长，一方面则是掌握嵌入式软件开发技能的人才供应缺口巨大。嵌入式技术与应用专业毕业生收入为：从收入上来说，嵌入式人才是当之无愧的白领。据调查，初入门的嵌入式开发人员月薪一般都能达到3000-7000元，中级开发人员月薪在万元以上，有5年工作经验的高级嵌入式工程师年薪在30万元左右。嵌入式技术与应用专业毕业生就业概况为：从事嵌入式linux系统移植、驱动开发、应用开发。 嵌入式系统是当前最热门、发展前途的it应用领域之一。包括手机、电子字典、可视电话、数字相机(dc)、数字摄像机(dv)、u-disk、机顶盒(settopbox)、高清电视(hdtv)、游戏机、智能玩具、汽车电子、家电控制系统等都是典型的嵌入式系统。

嵌入式系统设计与应用复习资料

嵌入式系统设计与应用复习资料 （一）.单项选择题： 1.下面哪个系统属于嵌入式系统。（ D ） A、“天河一号”计算机系统 B、联想T400笔记本计算机 C、联想S10上网本 D、联想OPhone手机 2.软硬件协同设计方法与传统设计方法的最大不同之处在于（ B ）。 A、软硬件分开描述 B、软硬件统一描述 C、协同测试 D、协同验证 3.下面关于哈佛结构描述正确的是（ A ）。 A、程序存储空间与数据存储空间分离 B、存储空间与IO空间分离 C、程序存储空间与数据存储空间合并 D、存储空间与IO空间合并 4.下面哪一种工作模式不属于ARM特权模式（ A ）。 A、用户模式 B、系统模式 C、软中断模式 D、FIQ模式 5.ARM7TDMI的工作状态包括（ D ）。 A、测试状态和运行状态 B、挂起状态和就绪状态 C、就绪状态和运行状态 D、ARM状态和Thumb状态 https://www.wendangku.net/doc/bb10407330.html,B接口移动硬盘最合适的传输类型为（ B ）。 A、控制传输 B、批量传输 C、中断传输 D、等时传输 7.下面哪一种功能单元不属于I/O接口电路。（ D ） A、USB控制器 B、UART控制器 C、以太网控制器 D、LED 8.下面哪个操作系统是嵌入式操作系统。（ B ） A、Red-hat Linux B、μCLinux C、Ubuntu Linux D、SUSE Linux 9.使用Host-Target联合开发嵌入式应用，（ B ）不是必须的。 A、宿主机 B、银河麒麟操作系统 C、目标机 D、交叉编译器 10.下面哪个系统不属于嵌入式系统（ D ）。 A、MP3播放器 B、GPS接收机 C、“银河玉衡”核心路由器 D、“天河一号”计算机系统 11.在嵌入式系统设计中，嵌入式处理器选型是在进行（ C ）时完成。 A、需求分析 B、系统集成 C、体系结构设计 D、软硬件设计 12.下面哪一类嵌入式处理器最适合于用于工业控制（ B ）。 A、嵌入式微处理器 B、微控制器 C、DSP D、以上都不合适 13.关于ARM子程序和Thumb子程序互相调用描述正确的是（ B ）。 A、系统初始化之后，ARM处理器只能工作在一种状态，不存在互相调用。 B、只要遵循一定调用的规则，Thumb子程序和ARM子程序就可以互相调用。 C、只要遵循一定调用的规则，仅能Thumb子程序调用ARM子程序。 D、只要遵循一定调用的规则，仅能ARM子程序调用Thumb子程序。 14.关于ARM处理器的异常的描述不正确的是（ C ）。 A、复位属于异常 B、除数为零会引起异常 C、所有异常都要返回 D、外部中断会引起异常