教学课件 1-认识嵌入式系统

认识嵌入式系统嵌入式系统概述嵌入式系统简介嵌入式微控制器STM32嵌入式系统的学习问题1.1嵌入式系统简介主要内容嵌入式系统定义嵌入式系统组成嵌入式系统特点嵌入式系统应用1.1.1嵌入式系统定义

随着计算机技术、网络技术和微电子技术的快速发展，人们进入了后PC时代，后PC时代是一个嵌入式系统（EmbeddedSystem）的网络时代，嵌入式技术将主宰后PC时代。“嵌入式系统”实际上是“嵌入式计算机系统”的简称。

一、嵌入式系统的定义 从本质上来说，嵌入式系统是：

“以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统”。

嵌入式系统就是一个具有特定功能或用途的、隐藏在某种设备中的、计算机软硬件集合体，没有固定的特征形状的计算机系统。二、单片机和嵌入式系统

单片机属于嵌入式系统，但功能不够强、性能不够高，是一种不够完善的嵌入式系统。

单片机与嵌入式系统的区别，单片机系统只有嵌入式系统的部分结构和部分功能：单片机数据处理能力有限、处理速度有限，不能够用于所有的嵌入式系统；单片机不使用操作系统；单片机无网络功能、无文件系统功能等。1.1.2嵌入式系统组成

粗略划分：嵌入式处理器外围设备嵌入式操作系统(可选)嵌入式应用软件稍细划分：嵌入式处理器外围设备驱动程序嵌入式操作系统应用接口嵌入式应用软件1.1.3嵌入式系统的特点

主要有以下几个方面的特点

1、专用性强

2、系统精简（功能单一）

3、操作系统可有可无，内核小、实时性强

4、程序固化在存储器中

5、可靠性高

6、需要专门工具开发和环境

7、与被嵌入设备有机结合，生命周期长1.1.4嵌入式系统的应用嵌入式系统应用及其广泛，只要是用电的设备，都可以有嵌入式系统，对于日常生活用品，甚至于不用电的设备也可能有嵌入式系统。嵌入式技术无处不在办公设备：复印机、传真机，PC机外围设备，键盘、鼠标、U盘、显示器、Modem、打印机、扫描仪等，含有数个甚至十数个嵌入式系统。消费类产品：如MP3、照相机、摄像机、PDA、智能玩具，游戏机、学习机、网络家电、智能家电、便携视频机、导航仪、车载视频音响、竞赛设备、主持人设备等。1.1.4嵌入式系统的应用

消费电子嵌入式系统应用信息家电智能玩具军事电子通信设备移动存贮工控设备智能仪表汽车电子网络设备工业军事国防电子商务网络嵌入式技术的应用－手机CPU:苹果A13内存：4GB机身容量：64G/256G/512G屏幕：5.8寸操作系统：IOS13Nokia手机户外音响苹果手机iPhone11Pro普通手机智能手机智能家居智能家电Roto-Rooter公司马桶组合笔记本/ipod/冰箱/Xbox360/健身高科技的捕鼠器遮断红外线光束掉下笼子DangerBomb闹钟不起床就爆炸啰配备电子食谱的锅铲coo.boo智能型垃圾桶i.Master浙江大学智能割草机浙江大学显示营养智能果汁机嵌入式技术的应用－智能家居录音笔FLY数字笔能“看懂”在专用纸上所写的内容能“阅读”写作和纠正语法错误完成简单的算术运算将英文互相翻译成西班牙文等Genius数字便笺存储100页便笺2000LPI分辨率32MB板载内存可通过USB连接电脑笔迹识别软件PolymerVision手机书嵌入式技术的应用－办公用品嵌入式技术的应用－手表MartinFrey手表日程表、和手机联动获取网络连接和GPS定位信息手表手机：M3001英寸的显示屏、USB接口可播放音乐、支持蓝牙Nike的Speed+手表结合iPod和运动计测韩国防性罪犯的电子手镯可追踪罪犯的定位和坐标爱国者视频MP4手表嵌入式技术的应用－运动玩具游戏GTX公司定位的运动跑鞋内置的GPS接收器和可充电电池遥控蜻蜓次世代三大主流三款主机Xbox360，WII，PS3GameCubeXboX360PS3Wii,手柄,手套,枪嵌入式技术的应用－摄像器材数码相机DV嵌入式技术的应用－多媒体终端IP电话视频会议可视电话视频电话语音识别电话网络视频电话IP电话嵌入式技术的应用－家庭音响引入计算机技术的音响配备B&O与Core2Duo的P.Guerra家庭影院SonosZP80无线音响LGHDDVD/蓝光播放器Motorola支持M卡的HDDVR录像机iPhone嵌入式技术的应用－电视高清电视数字电视立体显示技术LG内置数字录像机的LCDTV能输出1080p高画质影像的iPodDock数字电视机顶盒投影机，家庭影院、教学嵌入式技术的应用－通讯设备有计算机能力的各种通讯设备路由器/交换机/防火墙等Buffalo路由器/USB网卡套装VPN产品千兆网关防火墙

嵌入式技术的应用－仪器仪表DCG(动态心电图仪)便携式多参数监护仪中医指套传感器脉象虚拟仪器推拿手法测试仪电动机故障状态监测保护系统监控仪手持仪嵌入式技术的应用－交通相关汽车电子处理器个数可达三位数车载：娱乐、定位、导航车控：ABS(防抱死系统)、EBD(制动力分配控制)等其他中国版月球车汽车立体声音响HDRadio扩展包改装遮阳板DVD/TV/MP3

汽车电子：18个嵌入式控制模块、CAN总线网络军事国防领域作战指挥系统：夜视扫描、全球定位、指挥通信航天领域火星探路者--基于VXworks1.2嵌入式微控制器本节内容嵌入式微控制器概述ARM系列微处理器ARM系列微控制器STM32微控制器1.2.1嵌入式微控制器概述嵌入式微控制器就是将整个计算机系统的主要硬件集成到一块芯片中，芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、Watchdog、I/O、串行口、A/D等各种必要功能和外设。流行的嵌入式微控制器MCS-51系列：STC系列、PHILIPS系列等ARM各系列：ARM9系列、ARM11系列、Cortex系列等MIPS系列（32、64位）、PowerPC系列等1.2.2ARM公司简介 ARM是AdvanceRISCMachine

的缩写。

ARM的3种含义：

ARM公司 ARM技术

ARM内核的微控制器

ARM公司于1991年11月在英国剑桥成立，前身为Acorn计算机公司。ARM公司是全球领先的16/32位嵌入式RISC微处理器解决方案供应商。ARM公司是知识产权IP

（IntellectualProperty）公司，本身不生产芯片，只转让设计许可。目前，全世界有几十家著名的半导体公司都使用ARM公司的授权，包括Intel、IBM、ATMEL等。中国也有不少公司得到授权，如中兴、华为等，生产ARM微控制器。ARM公司已成为移动通信、手持设备、多媒体数字消费嵌入式解决方案的RISC标准。

体系结构ARM微处理器核ARMv3ARM6，ARM600，ARM610，ARM7DI，ARM710ARMv4TARM7TDMI,ARM710T,ARM720TARM740TARMv4StrongARM，ARM8，ARM810ARMv4TARM9TDMI，ARM920T，ARM940TARMv5TEARM9E-S，ARM10TDMI，ARM1020E(E:DSP)ARMv5TEJARM925EJ，ARM1022EJ(J:Java加速)ARMv6ARM11，ARM1156T2-S，ARM1156T2F-S，ARM1176JZ-S，ARM11JZF-SARMv7A款式，高端、复杂运算应用，接近PC，手机、平板R款式（RealTimeController），高端实时控制M款式（MicroController），低端控制，类单片机ARMv8Cortex-A50系列，64位处理器ARM7系列：S3C44B0、LPC2400ARM9系列：S3C2410、LPC3000ARM10系列、ARM11系列Cortex系列

Cortex-A7、A7、A10、A105、A50等 Cortex-R Cortex-M0、M1、M3、M41.2.3ARM系列微控制器意法半导体公司简介意法半导体（STMicroelectronics)是全球最大的半导体公司之一世界第一大专用模拟芯片和电源转换芯片制造商世界第一大工业半导体和机顶盒芯片供应商在分立器件、手机相机模块和车用集成电路领域居世界前列。ST公司所开发的Cortex-Mx系列微控制器非常成功。

1987年6月由意大利的Società

Generale

Semiconduttori

(SGS)

Microelettronica与法国汤姆逊(Thomson)公司的半导体分部Thomson

Semiconducteurs两家半导体公司合并而成，该公司自1998年5月汤姆逊撤股后由SGS-THOMSON更名为意法半导体(STMicroelectronics)1.2.4STM32微控制器简介

从2007年6月开始，陆续推出了CM0、CM3、CM4三个系列的微控制器。

STM32有完整的开发支持环境：提高标准软件库、评估板、开发套件，以及第三方的工具和软件。

STM32F系列主要作为低端8/16位单片机的升级换代产品。

STM32F系列广泛地应用于：需要低功耗、高速度、简单图形及语音处理、控制功能强大、小型操作系统等产品中。1.3嵌入式系统的学习方法

1、理解STM32微处理器、片内外设的结构，理解工作原理，了解寄存器的功能。

2、会使用程序开发工具Keil5，组织应用程序结构、设置环境、编写程序。

3、掌握用库函数编程的方法，能够对常用的外设编写应用程序。

4、会使用实验开发板进行编程、下载、实验。

5、掌握LCD显示西文、汉字的编程方法，掌握