《嵌入式系统基础与实践——基于ARM Cortex-M3内核的STM32微控制器》全套课件.pptx

STM32嵌入式系统概述第1章 本章知识与能力要求了解信息技术的发展历程；理解嵌入式系统概念、定义和应用场合；了解嵌入式系统相关的行业知识，如常见的半导体厂商；理解MCU、MPU、FPGA、DSP之间的区别；理解嵌入式系统的开发流程。第1章 嵌入式系统概述1.1 信息技术的发展1.1.1计算机的诞生1.1.2通用信息处理1.1.3人工智能1.1.1 计算机的诞生世界上第一台“冯?诺依曼体系结构”的计算机一个4位微处理器历史上第一台“可编程”电子计算机ENIAC晶体管计算机194919711.1.2 通用信息处理1964年，IBM研发System/360，向通用化方向发展出现各种高级语言，形成软件系统互联网的发代，计算机分为软件和硬件，分开售卖出现操作系统、数据库物联网的发展1.1.2 通用信息处理硬件和软件微型化、网络化大型机、巨型机高级编程语言操作系统和数据库单纯的数值计算通用的信息处理计算机网络嵌入式微处理器物联网（IoT）计算机处理能力不断提升1.1.3 人工智能20161997195619501936正式提出了人工智能（Artificial Intelligence，AI）这一概念“深蓝”超级计算机战胜了国际象棋世界冠军，人工智能在特定领域可以达到甚至超越人类的水平。阿兰?图灵提出了现代通用计算机的理论模型，即“图灵机”基于深度学习的AlphaGo战胜了围棋世界冠军。图灵发表了题为《机器能思考吗？》的论文，为人工智能的建立奠定了基础，提出了“图灵测试”1.2 嵌入式系统1.2.1 嵌入式系统案例分析011.2.2 嵌入式系统概念02031.2.3 嵌入式系统与物联网1.2.1 嵌入式系统案例分析【案例分析一：智能家居】 在基本居住功能基础上，融入门禁系统、远程控制、移动终端控制以及家居环境智能检测和监测等技术手段，实现家居系统的自动化、智能化。微控制器主要承担两个任务：接收服务器指令，控制家居系统中的各电器设备；采集传感器数据并进行处理。1.2.1 嵌入式系统案例分析【案例分析二：智能手环】 智能手环可以记录人们日常生活中的运动、睡眠、甚至饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板等设备同步，对采集的日常数据进行大数据分析，发挥指导健康生活的作用。小米Fitbit Flex手环1.2.1 嵌入式系统案例分析【案例分析二：智能手环】 智能手环一般由微控制器、蓝牙模块、Wi-Fi电路、OLED显示屏、心率传感器、加速度传感器、锂电池等模块组成，实现显示时间、监测睡眠、运动等功能智能手环系统框图1.2.1 嵌入式系统案例分析【案例分析三：四旋翼无人机】 无人机因体型小、结构简单、控制灵活、造价低廉，常用于航拍、环境监测、农情监测、地形勘测、灾后环境监测、电力巡线、森林火情监测和植物保护等领域。大疆御无人机1.2.1 嵌入式系统案例分析【案例分析三：四旋翼无人机】 微控制器是控制系统的核心，负责飞行过程中的导航、通信、控制等核心任务，根据各传感器模块采集到的当前的飞行姿态和空间位置，计算相关的运动参数，将控制信号发送给机载执行机构从而改变无人机的位置和速度，同时保持飞行姿态的稳定。四旋翼无人机系统总体框图1.2.1 嵌入式系统案例分析特定的使用场合或工作环境，是某个大型系统的一部分，完成一个具体的功能，专用性强，应用于特定的平台功能单一，模块的设计和实现较为简单开发时往往有上位机和下位机或主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进行。嵌入式系统的共性功耗低，且一般要求高实时性和高可靠性，系统程序一般都是固化在内存中，以提高运行速度和可靠性。人机交互界面简单1.2.2 嵌入式系统的概念泛在的嵌入式系统的定义：除通用PC机和服务器之外的一切计算机系统都可以叫嵌入式系统。典型应用产品有智能手机、工业机器人、无人机、无人驾驶汽车、心电监护仪、人工耳蜗等。行业内普遍认同的定义为：以应用为中心、以计算机技术为基础，软、硬件可剪裁，适合应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统，用于对其他设备的控制、监视或管理等功能。国外定义 嵌入式系统是控制、监视或辅助设备、机器和车间运行的装置。1.2.2 嵌入式系统概念通用PC机系统与嵌入式系统有何区别？1.2.3 嵌入式系统与物联网物联网（IoT）大量的传感器节点有线或无线网络大数据、云计算、模式识别等智能技术海量信息传输与交换分析、加工和处理使应用更加智能化、个性化 物联网是互联网与嵌入式系统高度融合发展的产物，是互联网在应用上的拓展，是嵌入式技术在网络互连的延伸和应用。1.2.3 嵌入式系统与物联网【物联网的应用案例1：智能马桶】基本功能：加热、保温、杀菌、除臭、烘干；未来功能：通过物联网、大数