开源硬件平台(1)——概述.演示稿
常见的开源硬件课件(共15张PPT)浙教版(2019)高中信息技术选修6
树莓派
micro:bit(掌控板/开发板） 开发板：读取传感器采集数据、控制传感器进行工作
组成：5X5LED灯、2个 可编程按钮、microUSB 插口、鳄鱼夹、温度传 感器、电子罗盘等模块。
图片出自浙教版《信息系统与社会》教材
活动2：micro:bit掌控板温度获取体验
借用掌控板自带的温度传感器获取掌控板的温度 BXY编写代码：
from microbit import * while True:
print(temperature()) sleep(200)
传感器每隔200毫秒采集1个数据，在串口 进行输出
micro:bit(掌控板/开发板） 1、硬件：开发板、传感器、串口线（通信工具） 2、编写程序并烧录
micro:bit(掌控板/开发板） 优点：体积小、集成度高、编程环境丰富、价格便宜。 缺点：兼容电压较少，无法支持中文讯息。
活动3：创客项目举例
活动3：创客项目举例
总结
arduino是使用最广、最适宜于入门学习的 平台；树莓派使用量较大，开发案例多； Micro：Bit集成度较高，更适合我们高中生用 户进行学习开发。
无 无
Arduino、Energia
树莓派 2 代 B 型 ￥256 86x56x20 mm ARM Cortex-A7四核处理器 1024 MB 900 MHz 10/100 BaseT RJ45 以太 网 有 Linux、Android Windows 10 Scratch、IDLE等Linux支 持的任何环境
常 见 的 开 源 硬 件
智能化电子设备 开源硬件
开源硬件的概念及常见类型
树莓派
arduino
micro:bit
arduino
开源硬件平台Arduino在物联网应用中的使用教程
开源硬件平台Arduino在物联网应用中的使用教程Arduino是一种开源硬件平台，广泛应用于物联网领域。
本文将介绍Arduino在物联网应用中的基本概念和使用教程，以帮助读者理解和利用这一强大的工具。
首先，让我们从Arduino的基本概念开始。
Arduino是由一块基于Atmel微控制器的开发板组成，具有各种传感器和执行器的接口。
它采用C/C++编程语言，并通过Arduino IDE进行编程。
Arduino旨在为非专业人士提供一个简单且易用的物联网开发平台，因此广受欢迎。
要开始使用Arduino进行物联网应用开发，首先需要安装Arduino IDE。
这是一个开发环境，可以让我们编写、上传和运行Arduino代码。
Arduino IDE可以从官方网站上免费下载和安装。
一旦安装完Arduino IDE，我们就可以开始编写我们的物联网应用程序了。
Arduino程序被称为“脚本”或“脚本”，它由两个主要函数组成：setup（）和loop（）。
setup（）函数用于设置和初始化全局变量，而loop（）函数是一个无限循环，在循环中我们可以编写我们的主要代码逻辑。
在编写物联网应用程序时，我们通常需要使用传感器和执行器。
Arduino具有许多内置的和外部的传感器和执行器接口，如温度传感器、光线传感器、湿度传感器、运动传感器等。
我们可以使用这些传感器来收集环境数据，并根据需要采取相应的行动。
例如，我们可以将Arduino连接到温度传感器，并将温度数据发送到云平台。
这样，我们可以实时监测温度变化，并在温度超过某个阈值时触发警报或自动控制其他设备。
通过使用Arduino的I / O接口和Arduino的编程功能，我们可以实现各种物联网应用。
另一个重要的功能是Arduino的无线通信。
Arduino可以通过WiFi、蓝牙和Zigbee等无线技术与其他设备或云平台进行通信。
这使得我们可以建立智能家居系统、智慧城市系统和工业自动化系统等物联网应用。
《开源硬件项目流程》说课稿
知道基于开源硬件 进行项目设计的一般 流程。
教学背景
第一章 开源硬件概述 1 开源硬件的特征与发展。2 常见的开源硬件开发平台。
（开源硬件基础知识、开源文化、开源精神等，通过简单项目教师讲解+学生实验 的方式进行开源硬件项目研习，落实基本知识和基本技能）
第二章 开源硬件项目 1 项目设计流程。 2 典型的开源硬件项目。
3、通过网络学习结合系统框图确定各个功能所对应的元器 件的探究活动，熟悉各种元器件的特点及其作用，加深对各 组件功能的认识。（数字化学习与创新）
教学重难点
教学重点
1、从需求出发根据自己的思考点提出不同的想法。 2、通过分析案例学习设计解决方案的方法。 3、通过案例体验项目实施流程。
教学难点
掌握设计解决方案的方法，了解信息技术解决问 题的基本思路与方法。
六盘山中学的学生学习能力强，
具备了一定的分析能力和探究意 识，能够采用自学、合作的方式 带着问题去学习。
教学目标：
1、通过对霍金轮椅视频的观看和分析，让学生深刻体会到 不同时期霍金对轮椅性能的不同需求，鼓励学生根据需求提 出新的设想。(信息意识)
2、以学生作品《智能轮椅机器人》为例，模拟经历项目设 计的过程，进而对开源硬件项目设计流程产生形象直观的认 识。(计算思维)
学情分析
Tit已le 有in知he识re 经验
学生认知方式
高二的学生通过必修课的学习， 有了基本的编程基础，通过第一章 的学习和实践，对开源硬件的基础 知识已经有了一个初步的认识，为 本节课项目流程的深入学习奠定了 一定的基础。但学生基本都不知道 如何开展开源硬件的项目设计，对 信息技术设备也停留在使用层次上， 对元器件、板卡接触较少。
信息社会责任
开源硬件和开源云计算平台
对数据 中心的需求 ，肯定也不会 ｋＦ ｃｂ ｏ 差 ，为啥移动、 Ｌ ａｅｏ ｋ 电信 、银行就没有 出现这样的软件和硬件 创新 呢？为啥非得 购买Ｏ ａｌ ｙａｅ ｒｃ 、Ｓ ｂｓ数据库？也许体制压死 人。 ｅ
Ｎｅ ｗｓ 资 讯
第 一 代Ｏｒｃ ｘ ｄｔ选择 的是 惠 普 方 案 ，简 单试 水 之 后 ， 甲 ａｌ Ｅ ａａａ ｅ 算 ” 也 许是 绕 过马 其诺 防线 的捷 径 。
骨文发现同时控制硬件 、中间件 、数据库和咨询后的甜头 ， 随后在完成￣ Ｓ Ｎ的收 购之后 ，甲骨文第一时间将 自己控制 ｔ ，Ｕ
士 完 成 的 ，第 三方 需 求 ， 同样 能 够 推 动软 件 技 术和 硬 件 技 术
的创新 。
不 过 ，反 观 国 内 ，像 中 国移 动 、 电信 、 大小 银 行 ， 他们
尔共同合作 ，它包括数据中心和服务器 两部分。 惠普行业标 准服务器和软件业务首席技术官ＧｒｇＨ ｆ ： “ ｅ ｕ蹴 拥有庞大计 算需求的企业仍将寻找创新技术 ，以便突破 当今的障碍。”
一
相 比 ，效率 提 升３ ％，成本 则 降 低 了２ ％。而 整 个数 据 中心 的 ８ ８ 能耗 按Ｐ Ｅ （ｏ ｅ ｓｇ ｆ ｃｖｎｓ，电 能使 用效 率 ）衡 量 Ｕ Ｐ ｗ ｒ ａｅＥ ｅｔｅｅｓ Ｕ ｉ 是１７ ． ，大 大 低于 业 界通 常 的 １ 。 ０ ． ５
开源硬件 和开源云计算平 台
这 的 确是 一 个 非 常有 意 思 的话 题 ，一 位 心理 学 博 士 （ 扎克伯格 ）去做 Ｓ 网站 ，不 仅领导开 源 了 自己的软 件 ＮＳ （ ａｓｄａ，Ｎ Ｓ Ｌ Ｃ ｓａｒ ｏ Ｑ 数据库 ），居然还开源了公司的硬件架 构 。这说明技术的推动和革新 ，并不一定全部都是 由专业人
开源硬件PPT课件
视频
一.初识图形化编程及开源硬件
二.加深对掌控板的认识
目
三.搭建计步器
录
四.添加天气预报功能
五.预处理器
第一节 初识图形化编程及开源硬件
1.1似曾相识的图形化编程
1.2 开源硬件
什么是开源硬件？简单地说，开源硬件 是指，将硬件产品的所有资料都免费对公 众开放，包括软件、电路原理图、材料清 单，设计图等都允许公众免费获得并使用。 目前主流的开源硬件有，Micro:bit、 Arduino、掌控板（Esp32）、树莓派等。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
40
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
❖ 考虑到掌控板的显示屏比较小且只能制作出黑白动 画片的效果，所以我们选用了下面10张图案简洁、明 暗对比强的图片。由第一张图片到最后一张图片连续 播放，实现动画的效果。
第二节 加深对掌控板的认识
2.1 掌控板自带传感器的使用
❖ 拖取2个“屏幕显示文字”模块，再分别拖取“读取麦 克风声音强度”和“读取环境光强度”模块，放入其 中，调整坐标。等待编译下载完成，查看显示结果。
❖ 从“掌控”中，拖拽“画矩形”模块，选择“填充”，分别设置 起点（13,29），宽“变量进度”，高4。
《开源硬件及软件》 讲义
《开源硬件及软件》讲义一、开源的概念在当今数字化的时代，“开源”这个词大家应该都不陌生。
但究竟什么是开源呢？开源意味着开放源代码，即相关的软件或硬件的设计、代码等信息是公开的，任何人都可以查看、修改和使用。
开源的理念最早可以追溯到上世纪 60 年代，随着计算机技术的发展，逐渐在软件领域得到广泛应用。
如今，开源已经不仅仅局限于软件，硬件领域也有了长足的发展。
二、开源硬件开源硬件是指在遵循一定的开源协议下，公开硬件设计原理图、PCB 布线图、材料清单等信息，允许任何人对其进行修改、复制和分发的硬件。
开源硬件的优势非常明显。
首先，它降低了创新的门槛。
对于爱好者、创业者或者小型团队来说，无需从零开始设计硬件，大大节省了时间和成本。
其次，开源硬件促进了知识和技术的共享。
全球的开发者可以共同改进和完善一个硬件设计，使其性能不断提升。
再者，开源硬件能够激发创新。
由于没有了技术壁垒和知识产权的限制，更多新奇的想法能够得以实现。
常见的开源硬件平台有 Arduino、Raspberry Pi 等。
Arduino 是一款非常受欢迎的开源微控制器平台，它具有简单易用、丰富的扩展板和库等特点，被广泛应用于各种电子项目中。
Raspberry Pi 则是一款基于Linux 系统的微型电脑，功能强大，可以用于物联网、智能家居、多媒体中心等众多领域。
以 Arduino 为例，它的硬件设计非常简洁，核心是一块微控制器芯片，周围有各种接口，如数字输入输出、模拟输入输出、串口等。
通过简单的编程，就可以让 Arduino 实现各种功能，比如控制灯光、读取传感器数据等。
三、开源软件开源软件是指源代码公开，并且允许用户自由使用、修改和分发的软件。
开源软件的发展历程可以说是一部充满挑战和突破的历史。
从早期的 Linux 操作系统，到如今各种各样的开源应用程序，如数据库管理系统 MySQL、网页服务器 Apache、编程语言 Python 等，开源软件已经涵盖了几乎所有的软件领域。
第9课《认识开源硬件》课件粤教版初中信息技术八年级下册
总结评价
对自己在本课中的学习进行评价。对照表9-2特征和用途
3
会将Arduino板与计算机连接
4
能实现对Arduino板的简单控制
表9-2
O能 O不能 O能 O不能 O能 O不能 O能 O不能
学习目标
本课学习目标
1、知道什么是开源硬件 2、了解开源硬件的基本用途 3、能够让Arduino板与计算机正确连接 4、能够实现对Arduino板的简单控制
探究新知
什么是开源硬件
开源硬件能够让每个人按照自己的想法设计出各种电子设备。 开源硬件是指使用与开源软件相同的方式设计的计算机和电子硬件，开源硬 件不仅设计图纸是公开的，而且还可以让人们对其进行修改开发，从而使得 电子设备的设计变得简单。由于开源硬件采用模块化设计，因此，我们不需 要对复杂电子元件进行组装，只需要关注各种模块的功能，像搭积木一样将 这些硬件模块连接在一起即可使用。
树莓派
Micro:bit
Micro:bit（如右图）
Micro:bit是专门为青少年学 习设计的控制板，适合用来 学习电子制作与编程，由于 控制板上集成了LED、按钮和 几种传感器，所以不需要连 接其他模块就能实现很多功 能，非常适合用来学习硬件 的设计。
探究新知
Micro:bit
探究新知
Arduino板与计算机的正确连接
通过USB数据线可以将Arduino板与计算机连接，再通过在计算机中编写控制指令，然后 把这些指令上传到Arduino板上即可让其按照我们的要求工作。
操作任务： 任务一：“看”，看一看老师展示的实物硬件，认识Arduino板。
任务二：“思”，“想一想如何把开源硬件与计算机连接起来？
图6
任务三：“摸”，“分组合作，以小组为单位，请同学们准备好如图6所示的硬件材料，动手摸一摸 你所准备的各种硬件材料。 任务四：“装”，“分组合作，以小组为单位完成，使用USB数据线把Arduino板与计算机连接，如 果第一次连接计算机还需要安装驱动程序，否则连接后即可识别硬件，然后在设备管理器中查看 “端口”，找到你的Arduino UNO设备的串口编号是（ ），串号编号为“COM”字母后的数字，请你 记录下来。
开源硬件
实际上，在最早的时候硬件都是开源的。包括打印机、电脑、甚至苹果电脑，他们的整个设计原理图是公开 的。在上个世纪六七十年代的时候,很多公司在思考“为什么要开放自己的资源”。于是，在那一时期很多 公司都选择闭源。这种情况再加上很多的贸易壁垒、技术壁垒、专利版权等，就出现了不同公司之间的互相 起诉，类似于三星和苹果那样。这种做法在一定程度上有利于创新，但是会阻碍小公司创新者或者个体创新 的发展。 在这个曾经“开源过”的前提下，很多人就在思考硬件是不是可以重新走上开源这条道路。之后一小批爱好 者，也就是创客就致力于开源的研究，开源得以从很小的东西发展，到现在有开源的3D打印机，拖拉机等 农场机器的存在。
1. 模块化，标准化，以及修改的便捷性 软件产品都有着定义完整，并且可以随时调整的输入输出。一旦一个软件模块编写运行测试通过，那么这个模块就可以被视作黑盒子， 被另外一个完整定义的模块调用运行。只要软件之间的接口不变，那么各个模块之间的逻辑就不会发生变化，这就使得软件的开发人
员之间可以仅仅通过定义好的接口来互相合作，而无论这些开发人员身处何处。
LOGO
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
开源硬件
招商部
1、开源硬件的定义 2、开源硬件的历史
3、开源硬件与开源软件的区别
4、开源硬件的前景
指与自由及开放原始码软件相同方式设计的计算机和电子硬件。开源硬件开始考虑对软件以外 的领域开源，是开源文化的一部分。这个词主要是用来反映自由释放详细信息的硬件设计，如
电路图、材料清单和电路板布局数据，通常使用开源软件来驱动硬件。
而在硬件领域，工程师们就没有那么幸运了。首先，这个世界上不存在只要知道接口就可以加入设计使用的硬件。硬件的选型是一件 很麻烦的事情，即使工作很多年的硬件设计师，在选用从未使用过的硬件设备时，也很有可能在接口电压或是时钟频率的匹配这种 “小事情”上栽跟头——随便哪里冒出来的一个接触电阻和寄生电容就可能把整个电路给弄砸了。硬件设计师们没有强大的IDE，没 有美好的编译器和解释器，所有硬件工程师都在第一堂EDA设计课上被告知：软件仿真是不可靠的，只能作为参考。硬件设计唯一 能依靠的就是扎实的理论基础和反复的实验检测。像是“一个中国工程师和一个美国工程师远距离合作开发出来一个信号采集器”这 种在开源软件看来很正常的合作模式在硬件领域是不可能发生的。硬件设计师们必须坐在一起跑仿真，测芯片，焊板子。
开源智能硬件平台的研究与应用
开源智能硬件平台的研究与应用随着科技的发展，越来越多的智能硬件走入了人们的生活。
为了满足不同使用者的需求，需要设计不同类型的硬件，但这无疑会带来高昂的成本。
所以，有必要研究一个普遍适用的开源智能硬件平台，以便降低成本并且方便用户自主定制。
（一）什么是开源智能硬件平台开源智能硬件平台是指将硬件和软件相结合，使得用户可以通过开源的硬件平台和软件平台，设计和实现其所需要的智能设备。
开源硬件平台的三个主要特点1.硬件平台设计开放：硬件平台的设计制作开放，即所有的硬件元器件和电路图都是公开的。
2.软件平台设计开放：软件平台的设计开放，即硬件系统中的所有软件部件都是公开的。
3.用户间的信息共享：开放硬件平台促进了用户之间的信息共享和交流，用户可以通过该平台获取新的设计理念、技术和资源。
（二）开源智能硬件平台的应用1.智能家居：智能家居是较早的应用领域，在现代人们的生活中占据着越来越大的市场份额。
家庭智能化通过安装多种传感器器材、智能控制器、互联设备等来实现。
开源硬件平台可以帮助实现这些设备的物联网互联。
2.智能机器人：智能机器人是在机器人技术的基础上，通过一个通过自主设计制造过程的硬件平台实现。
资源共享的开源智能硬件平台可以为智能机器人开发者提供广泛的选择和灵活性。
3.开源物联网平台：物联网提供了大量的开放数据，它们分布在整个系统中的各种传感器、嵌入式设备和数据储存设备中。
开源硬件系统可帮助物联网设计者开发、测试和验证复杂的物联网系统。
（三）一些开源智能硬件平台的典型例子1.智能家居系统--OpenHABOpenHAB用于智能家居自动化。
开源自由和平台无关，可以运行在Windows、macOS、Linux等操作系统上。
它可以协调成千上万个不同的设备，能够自动化控制更简单。
2.智能机器人--ArduinoArduino是一种开源平台，可用于快速开发机器人和其他交互式电子设备。
该平台提供了机器人的各种控制方式和传感器的支持。
开源硬件
模块
位置 功能 掌控 程序入口
实际应用 程序开头
掌控 显示文字 用于显示“你好世界！”
4）OLED显示屏的显示坐标：
OLED显示屏的左上角是显示屏的坐标原点，横轴是X 轴，纵轴是Y轴，如图所示。
5）OLED显示屏显示一副图画： 能不能在OLED显示屏上显示一副图画呢？
模块
位置 功能 掌控 程序入口
掌控 显示图画
实际应用 程序开头
在编辑区编辑以下指令，并上传。 显示效果。
1.5 加深OLED显示屏的认识——自己 动手制作动画片
考虑到掌控板的显示屏比较小且只能制作出黑白动 画片的效果，所以我们选用了下面10张图案简洁、明 暗对比强的图片。由第一张图片到最后一张图片连续 播放，实现动画的效果。
2）添加天气预报功能，实现画面间的自由 切换；
第五节 实现网络
目的： (1)添加天气预报功能； (2)添加按键B，实现画面间的自由切换；
谢谢大家！
3）通过LED灯的亮灭表示计步器是否在工作状态； 通过按钮A控制计步器的清零；
模块
位置 掌控 掌控
功能 A被按下，
为真
显示文字
实际应用
显示六个空格，刷新 屏幕
掌控 读取强度值 读取加速度强度值
如果大于则 运算符 为真，否则
为假
变量“步数”记录走路或跑步的步数 计步器初始化显示
按下“A”计步器清零 通过显示4个空格遮挡变量“步数”的 值，配合循环执行不断刷新数值
模块
位置 功能 掌控 程序入口 掌控 显示图画 掌控 设置黑屏 控制 等待 控制 循环 变量 变量赋值 变量 变量
实际应用 程序开头
第二节 加深对掌控板的认识
2.1 掌控板自带传感器的使用
开源硬件项目的开发平台课件(共31张PPT)-高中信息技术粤教版(2019)选择性必修6
实验材料
• LED 1个 • Arduino开发板1块 • USB连接线1条 • 220Ω电阻1个 • 面包板1块 • 杜邦线若干
实验二 硬件部分
将LED与电阻R串联接入Arduino开发 板，通过引脚D13给LED供电或断电， 可以控制LED的亮和灭。其中R是连 接在电源和LED间的限流电阻，电阻 值为220Ω。
Arno软件部分
1.Arduino IDE界面
体验Arduino软件部分
2.Ardublock界面
体验Arduino软件部分
模块区
编程区
代码区
编译区 3. Mixly界面
实验一：控制板载LED
使用Arduino IDE、Ardublock和Mixly 软件编程实现控制板载LED。
实验三 硬件部分
R1、R2和R3是连接在电 源和LED间的限流电阻， 电阻值为220Ω。
实验三 软件部分
绘制：模拟交通信号灯流程图
实践
仔细观察身边使用了LED的装置，利用本节 所学知识，尝试结合相关硬件进行模拟。例 如，充电宝指示灯。
开源硬件项目的开发平台
开源硬件项目
输入组件
制作材料
开源硬件系统 开源硬件开发平台
输出组件
智能垃圾桶
智能垃圾桶 主要结构图
开智源能硬垃件圾项桶目
超输声入波组传件感器
纸制盒作棉材棒料等
开源硬件系统 开A源rd硬uin件o 开开发发平平台台
输出舵组机件
开源硬件项目的开发平台
Arduino
Raspberry
实验二 硬件部分
向LED输出 1（高电平） 表示点亮 LED。
向LED输出 0（低电平） 表示熄灭 LED
实验二 硬件部分
开源智能硬件平台的设计与开发
开源智能硬件平台的设计与开发随着智能化时代的到来，智能硬件也越来越受到人们的关注和追捧。
在这个领域里，开源智能硬件平台更是备受关注。
那么，什么是开源智能硬件平台？它有什么优势？如何进行设计与开发呢？本文将就这些问题进行探讨。
一、开源智能硬件平台的定义开源智能硬件平台是指采用开源软件和硬件的设计，用开放的架构和接口，供广大开发者使用的智能硬件开发平台。
开源智能硬件平台常见的包括Arduino、树莓派、ESP8266等。
二、开源智能硬件平台的优势1.低成本由于开源硬件平台的设计和制造是开放的，不仅可以很容易获取硬件的设计文件，而且可以通过网上共享的例子和模块等，快速组装出所需要的硬件，从而降低整个系统的成本。
2.方便二次开发开源硬件平台使用开源的软件和硬件方案，利用开放的接口和协议进行二次开发，从而更好地满足个性化需求，提高开发效率。
3.社区支持开源硬件平台有庞大的支持社区，由社区提供技术支持和开发软件和库，开发者们可以方便地从社区中获得想法、建议和设计经验，提高开发效率。
三、开源智能硬件平台的设计与开发1.前期准备在进行设计与开发之前，需要掌握基础的电子电路学、物理学等知识，同时需要掌握开源硬件平台的技术文档和数据手册等相关资料。
此外，还需要准备相关的软件和工具。
2.硬件设计硬件设计是开源智能硬件平台开发中非常重要的一环，具体的硬件设计包括电子电路设计、原理图设计和PCB设计等。
在设计过程中，需要考虑各个模块之间的协作关系，同时还需要特别注意硬件板的尺寸和成本等。
3.软件开发软件开发是开源智能硬件平台开发的另一重要环节。
在这个阶段中，需要进行编译、调试、烧写等相关工作。
在进行软件开发时需要注意，不仅要掌握好编程语言和开发环境等知识，同时还要尝试理解和熟悉开源硬件平台所采用的不同的工作方式和协议等。
4.测试和调试在设计和开发板之后，需要进行测试和调试，用以确保其工作正常。
开源智能硬件平台的测试和调试需要注意以下几点：首先，需要进行各个板的连接检查，确保各个板之间的连接线路没有问题；其次，需要测试板的正常工作与性能，例如测试按钮、LED指示灯等；最后，还需要测试板在特定场景下的工作，例如板在系统启动后，板在特定网络下的工作等。
EXCD-1硬件开发平台介绍
EXCD-1开发板主要基于Xilinx Spartan 3E FPGA器件 XC3S500E-PQ208 ，板上含有2Mbytes的Flash和1024K bytes的SRAM，以及各种输入输出设备。 基于该板可以设计具有各种功能的数字系统，并可以 完成含有8位PicoBlaze 微控制器和MicroBlaze7.0软核的嵌 入式处理器系统。
EXCD-1硬件开发平台介绍
--SPARTAN-3E芯片特点及功能
EXCD-1硬件开发平台介绍
--SPARTAN-3E芯片特点及功能
其主要特点如下： • 采用90nm 工艺； • 大量用户I/O端口，最多可支持376个I/O端口或者156 对差分端口； • 端口电压为3.3V、2.5Ｖ、1.8V、1.5V、1.2V ； • 单端口传输速率可以达到622Mbps ，支持DDR接口； • 最多可达36个专用乘法器、648 BRAM、231k 分布式 RAM； • 宽时钟频率以及多个专用数字时钟管理模块(DCM)。
EXCD-1硬件开发平台介绍
--硬件平台外观
电源插座 VGA接口 扩展IO口 JTAG下载电缆接口Biblioteka FPGA专用 PROM芯片
SPARTAN-3 FPGA芯片 50MHz晶振
Flash
高速扩展IO口
扩展IO口 RS232接口
EXCD-1硬件开发平台介绍
--硬件平台资源
1）SRAM：1024Bytes静态RAM存储器(512k x 16) 2）Flash：2Mbytes Flash存储器(1M x 16) 3）按键开关：4个按键开关 4）拨码开关：8个拨码开关 5）时钟资源：50MHZ晶振 6）VGA接口:受JP2控制，JP2拨到上面为VGA模式 7）串行接口：采用DB9连接器 8）PS/2接口：采用PS/2连接器，进行鼠标/键盘连接 9） IO扩展接口：4个12脚I/O扩展接口 10）68脚SCSI接口： 外部I/O扩展接口
开源硬件平台(3)——Raspberry Pi.演示稿
Raspberry Pi编程——Python
• 图形编程
Raspberry Pi编程——Python
• 网络编程——Web服务器
Raspberry Pi编程——Python
• 在Python中通过调用相关的库函数， 如官方提供的RPi.GPIO库，可以非 常方便地通过编程控制GPIO等硬件 接口，避免了驱动开发的苦恼。
Raspberry Pi概述
Raspberry Pi概述
Raspberry Pi概述
Raspberry Pi概述
RPi的硬件是典型的SoC（系统单芯片），采用Broadcom（博通公司）的解 决方案，为BCM2835，即CPU、GPU、DSP、SDRAM等器件集成到一个芯片 中。设备按配置不同分A、B两种型号：
• Raspberry Pi，价格约￥280（512MB内存，版本B）。 • Raspberry Pi是英国Raspberry Pi基金会2012年推出的一个迷你电脑，简 称RPi，中文名字叫做“树莓派”，只有信用卡大小，连接显示器或电 视（RPi拥有电视机的模拟显示接口，可以使用电视当作显示器使用降 低使用成本）、键盘后即可使用。它就像一台小型个人计算机可以做 任何桌机可做的事情，譬如电子表格、文字编辑、游戏、等等，它还 能播放高画质的视讯影片。 • RPi推出的初衷是针对贫困国家的计算机教育而设计的，售价仅25~35 美元。不过RPi推出后在全球销售相当火爆，多次售罄，客户大多都是 爱折腾的电脑爱好者，许多客户常常在预定后几个月才能收到产品。 • RPi推出后，迅速形成了庞大的开源社区及相应的生态系统，大量爱好 者在其上开发各种各样的应用项目，大量不断完善的库函数简化了开 发工作，便于快速开发及实现创意，而规范的编程接口和架构也便于 开发者之间的交流共享，毕竟开源的目的就是为了共享。 • RPi推出后，全球出现了许多类似的平台系统，而且硬件配置都比RPi高 一个档次。树莓派的强处在于其主流的系统Raspbian已经有了超过3.5 万个软件包以及预编译的软件，其软件资源也就是应用环境的生态系 统更加成熟完善。
介绍一下开源硬件的相关知识
介绍一下开源硬件的相关知识什么是开源硬件？开源硬件，其实是开源文化的一部分，和自由软件以及开放源代软件类似的方式涉及的计算机以及电子硬件，这就是使我们传统的开源领域从软件走向了硬件。
所谓硬件开源，主要是自由释放详细的地硬件涉及信息，如电路图，BOM和PCB layout等，通常是开源软件来写驱动代码，来驱动硬件。
共享硬件逻辑以及编程逻辑器件PLD的重构，也是一种形式的开源硬件。
硬件描述语言HDL代码的共享代替共享电路图。
硬件描述语言通常是用于系统芯片系统，也是组件编程逻辑门数组或直接在专用集中电路中设计。
当分配时叫做硬件描述语言或者叫做IP cores。
开源硬件可以随便使用吗？答案是不可以，没有规矩不成方圆，所以开源硬件的开发当然也遵行License许可证的。
开源软件大家都知道有一些许可证，比如说：GPL，LGPL，BSD 等。
那么开源硬件呢？除了软件的许可证外，有些新的许可证已经被提出，这些是为了解决硬件设计的特殊问题的。
这些许可里面，基本原则体现在“移植”到其对应的硬件项目之开源软件许可证。
例如，opencores的LGPL，Freecores坚持GPL，新的硬件许可被解释为“硬件中等价”的一个众所周知的开源软件许可。
开源软件和开源硬件许可的区别？在于开源硬件性质是依靠专利法律，而不是版权法律。
版权许可证可以控制源代码和设计文件的分发，专利许可证可控制知使用和制造的物理设备内置之设计文件。
这一区分在TAPR开放硬件许可中提及。
TAPR开放硬件许可证，又TAPR开放硬件许可证，由John Ackermann律师起草，开放源代码软件社区领袖Bruce Perens 和Eric S. Raymond 审查，由开放社区的数百名志愿人员讨论。
所以，开源硬件也是在许可证保护之下使用的。
开源硬件应用有哪些？略举几个例子，有兴趣的小盆友可以自己去研究吧。
•ECB-AT91基于Atmel AT91RM9200 ARM9 信息处理器(180 MHz)的单板计算机•Simputer 针对发展中国家的掌上电脑•RepRap Project 开源3D打印机•Open Risc 是一个开发者工作产生非常高性能的开源 RISC 中央处理器。
我国开源硬件教育应用研究综述
我国开源硬件教育应用研究综述一、开源硬件概述开源硬件是指硬件设计方案完全公开、可以自由使用、修改和再创造的硬件产品。
它与传统的封闭式硬件相比，更具有灵活性、可定制性和可开放性。
开源硬件通常采用开源软件进行控制和编程，通过与硬件进行交互，实现各种创意和创新。
二、开源硬件在教育中的应用1. 创客教育开源硬件为创客教育提供了丰富的资源和工具。
学生可以通过使用开源硬件平台，动手实践，亲自参与设计和制作过程，培养实践能力和创新意识。
通过创客教育，学生可以在实践中获得丰富的知识和经验，培养解决问题的能力和团队合作精神。
2. 科学实验开源硬件可以提供丰富而廉价的实验平台，帮助学生进行科学实验。
学生可以通过自主设计和搭建实验装置，进行各种科学实验，加深对科学知识的理解和应用。
开源硬件还可以与传感器、执行器等外部设备相结合，实现更加丰富和复杂的实验内容。
3. 学科教学开源硬件可以应用于多种学科的教学中。
在物理学教学中，学生可以通过利用开源硬件搭建电路实验平台，学习电路原理和电子元器件的特性。
在机械工程学中，学生可以通过使用开源硬件平台进行机械结构设计和仿真实验。
在信息技术教学中，学生可以通过编程来控制开源硬件，实现各种功能和应用。
三、我国开源硬件教育应用的现状目前，我国的开源硬件教育应用还处于起步阶段。
一方面，我国的教育机构对于开源硬件的理解和应用还相对较少，缺乏相关的教育资源和师资力量。
我国的开源硬件产品相对较少，品种也不够丰富，从而限制了其在教育中的应用。
随着国内对创新教育的需求和重视程度的提升，我国的开源硬件教育应用也在逐渐发展壮大。
越来越多的学校和教育机构开始引入开源硬件教育，探索创新教育的新路径。
一些国内开源硬件产品也开始涌现，提供了更多的选择和支持。
四、我国开源硬件教育应用研究的展望我国开源硬件教育应用研究还有很大的发展空间。
一方面，可以进一步加大对开源硬件教育的宣传和推广力度，提高教育机构和教育工作者对于开源硬件教育应用的认识和理解。
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•••Fra bibliotek谢！开源软件和开源硬件都在于共享，分 享。不管是开源软件也好，开源硬件 也好，都有四个维度： 第一：人人可用（任何人可以任何目 的自由的使用）； 第二：人人可探（任何人可以探知其 原理）； 第三：人人可改（任何人可以按照自 己的方式自由修改）； 第四：人人可再分发（任何人可以把 自己修改过成果自由地再次发布）。
嵌入式系统概述
随着电子及半导体技术的迅猛发展，嵌入式系统的功能性能日趋强大， 并广泛扩展渗透到各个领域的应用中，并不断引导着各领域的发展潮流 和变革。
嵌入式系统开发难点
但是，嵌入式技术的迅猛发展，也导致其应用的设计开发难度不断增加，学习曲线变得越 来越陡峭。当前仅一片嵌入式处理器芯片就已具备了以往一台PC整机的功能性能，软硬件 复杂程度更是有过之而无不及，现在的嵌入式设计早已不是当年简洁的单片机设计那样一 目了然，甚至就连8位的MCU都已广泛具备了USB、以太网等复杂的功能。
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由此可见，当前的嵌入式系统开发设计，已经不是以往凭个人钻研实践和经验就能实现的。 目前的嵌入式系统设计开发，主要依靠专业分工和团队合作的模式才能开展进行。
嵌入式系统开发难点
开源硬件在嵌入式系统开发应用中的作用
• 既然现在的嵌入式设计开发的难度导致必须专业分工以及团队合作才能进行， 而只要组织管理有效，团队规模越大效率越高效果越好，那么索性组建个全 球规模的大团队来共同来开展。 开源就是公开自己的设计，目的是为了集思广益。当一个设计方案开源之后， 总有人能在这个基础上将其改造得更好，如果大家都乐意共享改进成果，这 对于一些技术上的突破以及产业上的突变肯定都是大有裨益的。 开源硬件中，比较成功的要数Arduino系列，这个产品原本是意大利人做的， 产品本身是开放的，而且编程非常简单，谁都可以使用，对于缺乏编程经验 的嵌入式设计新手而言优势非常突出。 为什么能实现这样的效果呢？这是因为有全球许多人作为这一开源项目的维 护者，在利用自身特长改进这一平台的软硬件设计开发模式（如各种对底层 操作的封装等），并将其成果公开，使其他人能在此基础上不断地进一步完 善，将复杂专业的底层技术细节和难点屏蔽，创造出便于没有技术基础的人 使用的简单明了的操作方式，就想傻瓜式相机一样。这样就可以使更多不了 解嵌入式技术的人，能够充分利用这一平台来实现自己的创意，做出自己的 产品，这些则是这一开源项目的使用者。使用者们把自己利用这一平台实现 的创意公开，使其他人受到启发，并能共享借鉴他们的成果，又使得更多人 乐意参与进来，使团队不断扩大，形成良性循环。这就是开源硬件的有效组 织管理模式。
嵌入式系统开发难点
• • • • 功能复杂的指令集和寄存器难以掌握； 音视频编解码、2D/3D图像处理、GPU/DSP加速等，需要掌握相关专业知识； 复杂的存储器、cache以及流水线管理控制，需要对计算机组成原理有足够的认识； 高集成度的丰富接口功能，如A/D、PWM、eMMC/SD、LCD、SATA、PCIe等外设接口， I2C、CAN、USB、以太网等通信接口，需要掌握各种接口的功能和相关的控制操作，以 及相关的协议和标准规范； 由于各种接口都已高度集成，不像以前的嵌入式系统设计只包含所需的部件，因此对于 各种接口资源都不可避免需要进行复杂的上电初始化等设置工作，需要对各种相关知识 都全面掌握； 复杂的中断功能和丰富的中断源，需要对软件流程的控制调度进行精心的安排协调； 为了充分发挥处理器功能性能，支持复杂的应用，嵌入式系统中普遍引入了嵌入式操作 系统（Linux、WinCE等），以及嵌入式实时操作系统（EOS/RTOS，如VxWorks、μC/OS-II 等），甚至引入了嵌入式数据库（如SQLite、Berkeley DB等），需要了解操作系统、编 译原理、数据库等知识，并需要掌握驱动程序的开发和使用； 强大的功能性能产生了复杂的应用，使软件规模和开发难度迅速上升，需要采用软件工 程化方式来组织管理相关的软件开发； 强大的功能性能和高主频的运行速度，带来了热控制、电源、EMC、信号完整性设计等 各方面的问题，硬件设计的复杂程度呈指数上升； FPGA、机电一体化、网络组建等方面设计带来的复杂性。
开源硬件平台
——概述
随着嵌入式软硬件的发展，各项技术 的集成度越来越高。软硬件结合开发 的门槛越来越高，工程师学习的周期 也越来越长。 这两年，以Arduino为代表的开源硬 件运动在世界范围内越来越普及，用 户群体开始从工程师扩散到大学生， 然后到中学生，甚至小学生。各种开 源硬件平台的出现，通过全球网络社 区的驱动共享资源，极大的降低了学 习门槛，刺激了创新，加速了各种创 意从构思到实现的落地。