《嵌入式总复习》课件.ppt

**********************嵌入式系统总复习本课件将涵盖嵌入式系统开发的核心知识和技能，帮助你全面复习嵌入式系统知识。课程概述1课程目标全面系统地讲解嵌入式系统相关知识，为学生打下坚实的基础。2课程内容涵盖嵌入式系统基础、硬件架构、软件开发、应用案例等方面。3学习方法理论讲解、实验操作、案例分析相结合，注重实践能力培养。嵌入式系统基础知识定义嵌入式系统通常是指以应用为中心、以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，并针对特定应用而设计的专用计算机系统。特点嵌入式系统通常具有体积小、功耗低、成本低、可靠性高、实时性强等特点。应用嵌入式系统应用非常广泛，如智能手机、汽车电子、工业控制、医疗设备、航空航天等领域。嵌入式系统硬件架构嵌入式系统硬件架构通常包括以下主要部分：处理器(CPU):负责执行程序，控制整个系统存储器(Memory):用于存储程序和数据，包括ROM、RAM等外设(Peripherals):用于与外部世界交互，包括传感器、执行器、通信接口等电源管理(PowerManagement):为系统提供稳定的电源系统总线(Bus):连接系统各个组件，用于传输数据和控制信号常见单片机CPU架构冯·诺依曼架构指令和数据共享同一个地址空间，CPU从同一个存储器中获取指令和数据，结构简单，成本低。哈佛架构指令和数据分别存储在不同的存储器中，可以同时访问指令和数据，提高执行效率。混合架构结合冯·诺依曼架构和哈佛架构的优点，指令和数据存储在不同的存储器中，但可以访问同一个存储器，兼顾效率和成本。存储器管理RAM随机存取存储器，用于存储正在运行的程序和数据。Flash非易失性存储器，用于存储程序代码和配置数据。EEPROM电可擦除可编程只读存储器，用于存储系统参数和配置信息。常见外设接口USB接口通用串行总线，应用广泛，支持多种设备以太网接口用于网络通信，支持高速数据传输串口用于低速数据传输，简单易用中断管理1中断源外部事件触发，如按键按下、传感器信号变化2中断向量表存储中断服务程序的地址3中断控制器管理中断优先级和屏蔽4中断服务程序处理中断事件的代码时钟和定时器系统时钟嵌入式系统依赖于精确的时钟信号来控制程序执行和外设操作。系统时钟通常由晶振提供，并通过PLL产生多种频率的时钟信号。定时器定时器用于生成延时、计时和计数功能，广泛应用于任务调度、事件处理和硬件控制等方面。定时器通常由可编程计数器实现，支持多种工作模式和触发方式。通信总线协议SPI串行外设接口，用于连接外设设备。I2C用于连接低速外设设备，如传感器。UART通用异步收发器，用于异步通信。CAN控制器局域网络，适用于汽车电子等领域。常见通信接口RS232串行通信接口，广泛应用于数据采集、控制和调试等领域。USB通用串行总线，支持高速数据传输，广泛应用于外设连接。以太网局域网通信标准，支持高速数据传输，应用于网络通信。CAN总线控制器局域网络，用于实时控制和数据传输，应用于汽车电子等领域。模拟量信号处理模拟量信号处理是嵌入式系统中不可或缺的一部分，它涉及将现实世界中的模拟量信号转换为数字量信号进行处理，并最终将处理结果转换为模拟量信号输出。模拟量信号处理涵盖了各种技术，包括信号调理、模数转换(ADC)、数模转换(DAC)、滤波、放大等。它在工业自动化、医疗设备、音频视频处理等领域都有着广泛应用。数字量信号处理数字量信号处理是嵌入式系统中重要的组成部分，涉及对数字信号的采集、转换、处理和输出。数字量信号通常以二进制形式表示，例如开关状态、传感器数据等。常见的数字量信号处理技术包括：逻辑运算计数器定时器数据编码/解码串行通信嵌入式软件开发需求分析理解系统功能，明确软件需求。架构设计设计软件架构，划分模块，确定接口。代码编写使用合适的编程语言，编写高质量代码。测试调试进行单元测试，集成测试，系统测试，解决错误。代码优化提高代码效率，降低功耗，优化性能。文档编写编写软件设计文档，用户手册等文档。操作系统移植1适配内核修改内核配置以适应目标硬件平台的特性，如CPU架构、内存大小、外设等。2驱动程序移植移植目标平台所需的驱动程序，使其能够控制硬件设备并与操作系统交互。3系统启动流程调整系统启动流程，使其能够正确初始化硬件并加载操作系统。4应用程序移植将应用程序代码移植到目标平台，并根据需要进行修改以适应新的环境。系统启动流程1硬件初始化加载引导程序2引导程序执行