嵌入式系统设计报告综述
嵌入式系统综述

摘要以嵌入式系统的日常应用引入,从嵌入式系统的定义与组成入手,对嵌入式系统的开展近况进展深入的介绍,介绍嵌入式软件技术的主要开展方向,并简要介绍了µc/os-II系统的移植。
一、引言不管是日常生活中经常使用的家庭自动化产品、家用电器、手提、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(PLCs),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。
随着科技的不断开展,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、通信技术得以开展;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。
嵌入式系统通常应用于消费类、烹饪、工业、自动化、医疗、商业及军事领域。
在电信系统中,从网络级的交换机到手机终端都部署了大量的嵌入式系统;消费级电子产品诸如PDA、MP3、移动、游戏机、打印机等都部署了嵌入式系统。
二、嵌入式系统的定义及组成嵌入式系统被定义为:以应用为中心、以计算机技术为根底、软硬件可裁剪、适应应用系统,对功能、可靠性、本钱、体积、功耗严格要求的专用计算机系统区别于可以执行多重任务的通用型计算机,嵌入式系统是为某些特定任务而设计的。
有些系统那么必须满足实时性要求,以确保平安性和可用性;另一些系统那么对性能要求很低甚至不要求性能,以简化硬件、降低本钱。
嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4个局部组它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件〞,其中备成外围硬件设备和用户应用程序皆是基于不同的用户需求而有相应的不同的硬件及相关软件。
嵌入式系统设计基础总结报告

嵌入式系统设计基础结题报告学生1:学生2:学生3:组长:组长电话:指导老师:完成时间:目录目录 (2)摘要 (3)一、课题概述 (4)二、课题实施方案 (4)2.1 方案说明 (4)2.1.1 LCD图像显示模块设计方案 (4)2.1.2 触摸屏模块设计方案 (5)2.1.3 音乐播放模块设计方案 (5)2.1.4 键盘模块设计方案 (6)2.2 工程规范 (6)三、课题实施过程详述 (6)四、系统测试方法 (8)五、结果分析 (8)六、总结 (9)参考文献 (9)附录 (9)摘要随着智能手机和平板电脑等便携式设备的兴起,ARM已经成为全球领先的半导体知识产权提供商,全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构。
ARM技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。
本文旨在初步接触嵌入式ARM技术。
我们使用了天嵌TQ2440开发板以及ADS1.2来进行相关实验,主要制作了一个带背景音乐、可以使用触摸屏和键盘进行前后照片切换的数码相框。
通过这次实验,我们对ARM技术有了一个初步的认识和了解,同时也掌握了一些编程和调试技术。
关键词:嵌入式,LCD图像显示,触摸屏AbstractWith the development of the smartphone and tablet computer, ARM has already become a leading semiconductor intellectual property provider in global market. More than 95% of the smartphone and tablet computer use the ARM framework. ARM has the advantages in performance, cost and efficiency. This paper aim at having a rough contact with embedded ARM and we use TQ2440 and ADS1.2 to conduct relevant experiments. Generally, we have made a digital album which can be controlled by touch panel. Through this experiment, we have grown a general acknowledge of ARM technology and master some coding and debugging technology.Keywords:embedded system, LCD display, touchpanel一、课题概述本文展示了一个使用ARM技术制作而成的带有背景音乐并且可以通过触摸屏和键盘控制的数码相框。
嵌入式系统的设计综述

嵌入式系统设计综述(本文是学习了基于arm7的S3C44BOX(学了一个学期还没记住这个名字的童鞋举手…),就是我们的嵌入式课程的一篇个人感想,删减版的是我的设计报告,与大家分享,不妥当之处请直接指出。
为方便09级以后的童鞋们搞定嵌入式实验,文章最后附上嵌入式课程的实验方法总结o(∩_∩)o )。
首先,感谢邱老师一个学期的指导,在设计报告之前请允许我说一下自己的感想,嵌入式这门课程是少有的几门让我感觉获益匪浅的课程之一,我是把它当成一个单片机学的,因为如果嵌入式系统的定义就是一个可裁剪的含有微处理器和外围接口的非标准计算机系统的话,那么单片机当然算是,况且嵌入式系统最初是基于单片机的。
只不过现在我们的“单片机”叫S3C44BOX,不叫51,我们的CPU 采用了国际上最流行的ARM公司设计的ARM7TDMI。
总体上它跟单片机、PLC、和一般的计算机系统是完全类似的。
只是ARM有比较独特的架构和指令集,性能优越,跑操作系统也很流畅,特别适合于嵌入式系统的开发,所以ARM简直成了嵌入式系统的代名词。
体会到了卖设计专利、卖标准、不卖产品的公司才是真正牛的公司,这就是智慧的力量。
对于原理性的东西,包括CPU的工作原理和AD/DA、定时器、中断等外围接口的知识在原来的课程中都已经接触到了,所以这个,呃…个人到课率木有那么高…但是实验从来都很认真。
这些感想都是从实验中得来的。
学习的新的内容无非只有一个LCD控制器和串口通讯,但是这些老的知识的应用让我感到差的还远,通过主频对定时1秒的计算修改预分频、分频、计数值,超级终端与串口的配合(感觉这是个微型的组态软件,如果我们可以用程序对收到的串口数据进行进一步处理,不就可以实现相当炫的功能了么…)、中断服务子程序的编写(LCD实验告诉我们,服务子程序要精简,放主函数就好了)和注入相应地址、小键盘的扫描码与map映射、这些看似学过的东西如果不经过这样的巩固恐怕永远也不能真正理解,对于基础知识的深化是我感觉学到的最重要的东西。
嵌入式系统设计综述

嵌入式系统设计综述姓名:学号:班级:一、嵌入式系统的定义21世纪是嵌入式计算系统时代,人们日常生活和工作中所接触的仪器与设备中,都将嵌入具有强大计算能力的微处理器。
据统计,目前每年只有10%~20%的微处理器芯片用于台式计算机或笔记本电脑,80%左右的微处理器芯片是为嵌入式计算系统设计和制造的。
嵌入式计算系统已广泛地应用到工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、军事设备等众多领域中。
尤其是最近几年,嵌入式计算系统不断进入到新的应用领域,如PDA、手持设备、智能家庭设备、智能电话等。
那么,什么是嵌入式计算系统呢?它是任意包含一个可编程计算机的设备,但是这个设备不是作为通用计算机而设计的。
即嵌入式计算系统是嵌入在其他设备中,起智能控制作用的专用计算机系统。
一台通用个人电脑不能称为嵌入式计算系统,尽管有时会把它嵌入到某些设备中;而一台包含有微处理器的打印机、数码相机就可以算嵌入式计算系统。
以后章节把嵌入式计算系统简称为嵌入式系统。
显而易见,嵌入式计算技术是一种十分实用的技术,它广泛应用于多种类型的产品设计中。
针对如此巨大的市场,围绕嵌入式系统展开研究和开发也就成了计算机技术领域发展最活跃的方向之一。
虽然微处理器的出现已有很长时间了,传统的嵌入式系统设计起源于20世纪70年代初,但是,嵌入式系统对信息技术(IT)产业产生强有力的影响还只是近几年的事。
随着技术的发展,对嵌入式系统的设计要求也越来越复杂,传统的手工设计方法已不能满足快速、高效地设计复杂嵌入式系统的要求。
根据摩尔定律,微处理器飞速发展的结果是使嵌入式计算成为一门学科。
在嵌入式系统的早期阶段,所有基本硬件构件相对较小也较简单,如8位的CPU 、74系列的芯片及晶体管等,其软件子系统采用一体化的监控程序,不存在操作系统平台。
目前组成嵌入式系统的基本硬件构件已较复杂,如16位、32位CPU 或特殊功能的微处理器、特定功能的集成芯片、FPGA 或CPLD 等,其软件设计的复杂性成倍增长。
嵌入式系统课程设计报告

嵌入式系统课程设计报告一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握嵌入式系统的基本概念、原理和设计方法,能够运用嵌入式系统进行实际项目的开发和实现。
具体来说,知识目标包括了解嵌入式系统的定义、特点、分类和应用领域;掌握嵌入式系统的硬件和软件组成及工作原理;熟悉嵌入式操作系统的基本概念和常用操作系统。
技能目标包括能够使用嵌入式系统开发工具和平台进行程序设计和调试;具备嵌入式系统硬件电路的设计和调试能力;能够运用嵌入式系统进行实际项目的开发和实现。
情感态度价值观目标包括培养学生的创新意识和团队合作精神,提高学生解决实际问题的能力和责任感。
二、教学内容根据课程目标,本课程的教学内容主要包括嵌入式系统的基本概念、原理和设计方法。
具体包括以下几个方面:1. 嵌入式系统的定义、特点、分类和应用领域;2. 嵌入式系统的硬件组成,如处理器、存储器、输入输出接口等;3. 嵌入式系统的软件组成,如固件、操作系统、应用程序等;4. 嵌入式操作系统的基本概念和常用操作系统;5. 嵌入式系统的设计方法和开发流程;6. 嵌入式系统硬件电路的设计和调试方法;7. 嵌入式系统在实际项目中的应用和案例分析。
三、教学方法为了实现课程目标,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
通过多样化的教学方法,激发学生的学习兴趣和主动性。
具体教学方法如下:1. 讲授法:通过讲解嵌入式系统的基本概念、原理和设计方法,使学生掌握相关知识;2. 讨论法:通过分组讨论和课堂讨论,培养学生的思考能力和团队合作精神;3. 案例分析法:通过分析实际项目案例,使学生了解嵌入式系统在实际中的应用和设计方法;4. 实验法:通过实验操作和调试,锻炼学生的动手能力和实际问题解决能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本课程将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的嵌入式系统教材,为学生提供系统的学习资料;2. 参考书:推荐学生阅读相关参考书籍,丰富学生的知识体系;3. 多媒体资料:制作课件、教案等多媒体教学资料,提高课堂教学效果;4. 实验设备:准备嵌入式系统开发板、仿真器等实验设备,为学生提供实践操作的机会。
嵌入式系统课程设计报告

NORTH CHINA UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 嵌入式系统课程设计报告学生姓名:学号:学院:专业班级:指导教师:同组成员:2016年12 月26 日一、课程设计目的本课程设计是在《嵌入式系统原理与应用》课程的基础上,通过软件编程及仿真调试的实践,进一步掌握嵌入式系统的原理和应用方法,是毕业设计前的一次重要实践,为今后从事嵌入式系统相关工作岗位打下良好的基础。
二、设计题目及要求2.1 设计题目:基于STM32和uC/OS-II的多任务设计2.2 功能实现:使用uC/OS-II的任务管理函数和STM32库函数控制相应的寄存器,完成一个多任务设计。
整个设计共有4个任务,驱动一个LED指示灯闪烁、由3个LED指示灯组成的流水灯、驱动蜂鸣器和利用swd方式进行printf输出。
2.3 设计要求:理解和熟练使用KEIL软件、STM32寄存器、STM32库函数和uC/OS-II 任务管理函数,用KEIL软件完成编程和调试,下载到开发板中实现4个设定的任务,并完成课程设计报告。
四个任务分别为:(1)驱动1个LED指示灯闪烁、(2)由3个LED指示灯组成流水灯(3)驱动蜂鸣器发出响声。
(4)利用swd方式进行printf输出。
三、设计原理说明3.1 硬件说明本次课程设计主要使用的是STM32 神舟IV 号开发板为基础进行课程设计的,本节将详细介绍神舟IV号开发板的各部分硬件原理与实现。
(1)开发板资源图(2)MCU开发板的处理器是STM32F107VCT6,该处理器基于ARM V7 架构的Cortex-M3 内核,主频72Mhz,内部含有256K字节的FLASH 和64K字节的SRAM,LQFP100 封装。
(3)蜂鸣器开发板板载一个无源蜂鸣器,用于产品告警或声音提醒。
蜂鸣器连接到了处理器的PA3管脚,当处理器的PA3管脚输出低电平时蜂鸣器开始鸣响,反之处理器的PA3管脚输出高电平时蜂鸣器停止鸣响.(4)指示灯开发板提供了1个电源指示灯和4路通用LED指示灯。
嵌入式系统综述_施乐平

ARM 嵌入式系统综述施乐平1,杨征宇2,马宪民2,汤元会1(1.陕西省计量科学研究院,陕西西安710065;2.西安科技大学电气与控制工程学院,陕西西安710054)摘要:概述ARM 的发展历史,介绍ARM 系列处理器的种类、功能和特性,并介绍ARM 嵌入式系统的硬件结构和现在应用广泛的多种常用嵌入式操作系统。
关键词:ARM ;嵌入式系统;嵌入式操作系统中图分类号:TP368.1;TP316文献标志码:A文章编号:1674-5124(2012)z-0014-03Summary of ARM-based embedded systemSHI Le-ping 1,YANG Zheng-yu 2,MA Xian-min 2,TANG Yuan-hui 1(1.Shaahxi Institute of Metrology Science ,Xi ’an 710065,China ;2.School of Electrical and Control Engineering ,Xi ’an University of Science and Technology ,Xi ’an 710054,China )Abstract:The history of ARM processors was discussed in this paper.The ARM family types ,functions ,features as well as hardware and several kinds of embedded operating system were also introduced.Key words:ARM ;Embedded system ;Embedded operation system收稿日期:2012-08-20;收到修改稿日期:2012-10-12作者简介:施乐平(1960-),男,教授级高级工程师,硕士生导师,主要从事仪器仪表研究及教学工作。
嵌入式系统设计报告

嵌入式操作系统报告学院专业题目LED、按键、LCD、MPU6050任务切换姓名学号指导教师日期2016 年12月10 日摘要随着电子技术的发展,嵌入式技术成为当今计算机应的主流技术,嵌入式操作系统是嵌入式系统发展到一定阶段的产物,是为了满足日益复杂的嵌入式系统设计的要求而产生的。
随着微处理器功能的不断提升,嵌入式操作系统的应用范围也变得越来越强大。
对基于特定嵌入式操作系统上的软件设计研究己成为了近年来的热点,井且对于嵌入式操作系统在实际工程中的推广应用有着重要的意义。
本文使用蒲公英STM32F103开发板,利用Keil软件创建工程。
移植UCOS系统内核,应用C语言编写程序。
完成了四个任务的创建和相互调度:LED灯、按键、LCD屏幕显示、MPU6050加速度传感器数据采集,通过按键更改LED灯的显示效果、通过实时采集MUP6050传感器的数据,显示在LCD上,并用信号量和消息邮箱进行任务之间的信息传递。
关键词:UCOS-ii、嵌入式系统、STM32F103、keilABSTRACTWith the development of electronic technology, embedded technology has become the mainstream technology in the computer, the embedded operating system is the product of a certain stage of development of embedded system, is produced in order to meet the design requirements of the embedded system is becoming more complicated. With the continuous improvement of the function of the microprocessor, the application of embedded operating system becomes more and more powerful. The research of software design based on specific embedded operating system has become a hot spot in recent years, and it has important significance for the application of embedded operating system in practical engineering.In this paper, the use of dandelion STM32F103 development board, the use of Keil software to create the project. Transplant UCOS system kernel, the application of C language program. Complete the construction of four tasks and scheduling: LED lights, buttons, LCD display screen, MPU6050 acceleration sensor data acquisition, change the LED lamp through the button display, through real-time acquisition of MUP6050 sensor data, display on the LCD, and the task of transmission of information between signal and message mailbox.Key words: UCOS-ii, embedded system, STM32F103, KeilKey words:目录1 绪论 (1)1.1 研究的目的与意义 (1)1.2 嵌入式系统概述 (1)1.3 嵌入式操作系统特征及发展现状 (2)2 u C/OS-II简介 (3)2.1 u C/OS-II特点 (3)2.2 u C/OS-II内核分析 (3)2.2.1 临界段 (3)2.2.2 任务定义及状态 (4)2.2.3 任务控制块(OS TCB) (5)2.2.4 任务调度 (5)3 开发环境 (7)3.1 开发环境 (7)3.1.1 Keil简介 (7)3.1.2 keil特点 (7)3.2 硬件环境 (8)3.2.1 蒲公英32F平台简介 (8)3.2.2 32F103引脚图 (8)3.2.3 蒲公英32F103开发板特点 (9)4 程序分析 (10)4.1 程序流程图 (10)4.2 代码分析 (11)4.2.1 lcd显示功能 (11)4.2.2 按键功能 (11)4.2.3 LED灯控制功能 (12)4.2.4 加速度传感功能 (13)4.2.5 在屏幕上显示传感数字 (13)5 5运行结果 (14)5.1 程序代码截图 (14)5.2 实物图 (15)6 心得体会 (15)参考文献 (16)致谢 (16)1绪论1.1 研究的目的与意义随着单片机技术的普及和日益成熟,嵌入式系统已经无处不在、无时不刻地影响着人们的生活了。
嵌入式系统设计报告

int main(void)
{
int i;
//初始化I/O
rGPECON = (rGPECON & (~(0x0F<<22))) | (0x05<<22); // rGPECON[25:22] = 0101b,设置GPE11、GPE12为GPIO输出模式
rGPHCON = (rGPHCON & (~(0x33<<8))) | (0x11<<8); // rGPHCON[13:8] = 01xx01b,设置GPH4、GPH6为GPIO输出模式
rGPHCON = (rGPHCON & (~(0x03<<20))) | (0x01<<20); // rGPHCON[21:20] = 01b,设置GPH10为GPIO输出模式
// LED显示控制
while(1)
{ for(i=0; i<5; i++)
{ RunBeep(); //蜂鸣器响一声
LED_DispAllOff(); // LED全熄灭
个人工作与自我评估
在小组讨论后选定了以基础实验2.8为参考设计,进行功能上的创新,由我提出了修改的方案并参与到编程中去,然则选定设计看似简单的构想到真实动手操作是还是遇到了很多问题,开发环境的不熟悉,还有各种工程上的编程习惯让我们对原程序的的理解上架设了困难,不过最后终于能够攻破各各难关,大家都颇感欣慰,从这个实验中我也学到了很多,也感到了自身很多的薄弱环节和不足,我为能参与到这个设计实验中感到高兴。
DelayNS(5);
}
void LED_DispAllOn(void)
{
rGPEDAT = rGPEDAT | (0x03<<11);
嵌入式开题的综述报告

综述报告报告题目:移动终端音频驱动技术综述学生:罗欢入学年份: 2009-9专业:计算机软件与理论研究方向:嵌入式技术导师:王国胤时间:2010-12-14进行。
课题还应尽可能符合研究生的素质特点和兴趣,尽可能结合已有的科研任务,尽可能纳入我院的科研计划。
研究生开题是在第四学期末进行,无论是参加导师课题或自选课题的研究生,一律要求从第三学期开始进行选题调研,充分学习了解某领域的国外研究现状,保证必要的前期研究积累。
开题前两周必须提交一篇10-15页(统一的技术报告格式)的综述报告给导师审阅,由导师签字认可,作为必要材料附在开题申请表后,否则不允许进行开题。
该综述报告必须保证20篇以上的文献阅读量(记录在参考文献中),其中英文文章篇数不少于50%。
导师要给学生充分的开题建议。
邮电大学计算机学院2006年6月移动终端音频驱动技术综述罗欢市欣视景科技 518037E-mail:luohuan02163.Tel:摘要:本文介绍了嵌入式系统和WinCE操作系统的特点,阐述了嵌入式系统的开发流程和驱动程序开发的模型和要点,总结了音频驱动程序开发的硬件要求、驱动框架和需要解决的问题。
关键字:嵌入式,移动终端,驱动,WinCE,音频A Survey of the Mobile Terminal AudioDriver TechnologyAbstract: This paper introduces the characteristic of the embedded system and WinCE operating system. It also represents the development process of embedded system and the model and key points ofthe driver programming, and summarizes the hardware requirements, the driver architecture and the problemsneed to be solved of the audio driver programming.Keywords:Embedded, Mobile Terminal, driver, WinCE, Audio1. 引言移动终端是指可以在移动中使用的计算机设备,广义的讲包括手机、笔记本、POS机甚至包括车载电脑等。
嵌入式操作系统综述

信息技术与机电化工141嵌入式操作系统综述李孟轩(山西农业大学信息学院)摘要:科学和经济伴随着时代的脚步大步前进,计算机技术的发展也发生了巨大的飞跃。
芯片的制造技术也日益崛起,嵌入式实时操作系统的应用越加广泛,人人家中也有各种实时实时操作系统,最显而易见是手机的应用。
通过这种系统软件,可以始终实现为我们服务的目的。
另外还有无人机、智能洗碗机等等内布置有嵌入式操作系统的高科技产品。
在军事中的应用例如军用飞机、航空母舰中都有嵌入式操作系统,为我国的国防军备的发展做出了重要贡献。
本文根据嵌入式操作系统的特点及应用进行探究讨论。
关键词:嵌入式操作系统;综述;开发引言随着社会的不断发展,新时代对计算机系统和软件的要求越来越高,尤其是大数据时代下对高运算能力的要求。
应用程序是嵌入式操作系统的核心,系统运行的关键在于计算机技术的发展程度,具有良好的稳定性,在计算机技术的不断演变发展的过程中计算机嵌入式操作系统在现阶段已经在许多行业中发挥了重要作用,在未来的发展中也具有良好的发展前景。
一、嵌入式操作系统的发展现代科学技术的飞跃进步,在通过先进技术的结合下,计算机嵌入式操作系统逐渐完善,功能日益强大。
其经历了四个阶段:(一)嵌入式算法阶段在嵌入式计算机系统开发的初始阶段,系统中没有嵌入式算法,其核心是单芯片控制部件,这就导致了计算机嵌入式操作系统的总体结构较为单一、存储容量较小、功能很少、工作效率也比较低、而且没有任何用户互动接口。
(二)以 CPU 为核心计算机嵌入式操作系统主要是以嵌入式CPU作为重要基础。
在此阶段中,加入了许多类型的嵌入式操作系统,但是操作系统的通用性很差,再具体工作中处理器处于轻负载状态。
将过载的处理器之间的任务转换为处于空闲状态的处理器,其基本目标是以提高系统的整体运行性能为基准。
(三)通用式嵌入通用式嵌入,在计算机信息应用程序中计算机嵌入操作系统是第三阶段。
在此阶段,操作系统的性能已得到显著改善,同时针对特定情况(例如静态和动态指标)进行了适当的调整,以提高处理器之间的性能,可以实现负载分配,这样不仅确保了系统稳定性,而且也节省了时间。
嵌入式设计工作总结范文(3篇)

第1篇一、前言随着科技的飞速发展,嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。
作为一名嵌入式设计师,我有幸参与到多个嵌入式系统的研发过程中,积累了丰富的经验。
以下是我对嵌入式设计工作的总结,旨在分享我的心得体会,为同行提供借鉴。
二、嵌入式系统概述嵌入式系统是一种专用的计算机系统,通常由微处理器、存储器、输入输出接口、传感器和执行器等组成。
它具有以下特点:1. 专用性:嵌入式系统针对特定应用进行设计,具有明确的任务和功能。
2. 实时性:嵌入式系统需要在规定的时间内迅速响应输入信号,保证实时性能。
3. 资源受限:嵌入式系统通常工作在资源受限的环境中,对硬件和软件的设计都有极高的要求。
4. 高可靠性:嵌入式系统经常在没有人工干预的环境下工作,因此要保障高度的可靠性。
5. 成本效益:在设计时还需考虑成本,确保性价比的高效。
三、嵌入式设计工作流程1. 需求分析:了解项目背景,明确嵌入式系统的功能和性能指标。
2. 硬件设计:选择合适的微处理器、存储器、传感器和执行器等硬件设备,进行电路设计、PCB布局和调试。
3. 软件设计:编写嵌入式程序,实现系统功能。
包括操作系统、驱动程序、应用程序等。
4. 系统集成与调试:将硬件和软件集成到一起,进行系统调试和优化。
5. 性能评估与优化:对嵌入式系统进行性能评估,找出瓶颈并进行优化。
6. 量产与维护:将嵌入式系统投入量产,并提供技术支持与维护。
四、嵌入式设计心得体会1. 熟悉嵌入式系统基础知识:作为一名嵌入式设计师,需要掌握微处理器、存储器、传感器、执行器等硬件设备的基本原理,以及操作系统、驱动程序、应用程序等软件知识。
2. 关注实时性:嵌入式系统设计过程中,实时性是关键因素。
要充分考虑系统任务的优先级、中断响应时间等因素,确保系统实时性能。
3. 节约资源:嵌入式系统通常工作在资源受限的环境中,因此在设计时要充分考虑硬件和软件资源的利用效率。
4. 注重可靠性:嵌入式系统经常在没有人工干预的环境下工作,因此要保证系统的高度可靠性。
嵌入式操作系统综述

嵌入式操作系统综述摘要嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心,面向用户、面向产品、面向应用,软硬件可裁减的,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统通常具有可裁剪性,实时性,可靠性等特点。
本文介绍了两种开源嵌入式操作系统RTLinux和RTEMS以及BEPC目前正在使用的操作系统VxWorks的概况,并对这三种操作系统的性能进行比较,为BEPCII 的控制系统将采用何种嵌入式操作系统进行论证。
1.引言随着信息家电的普及,智能化、网络化将会无所不在,所有这些都离不开嵌入式软件,而在嵌入式软件中最核心的莫过于RTOS(Real Time Operating System,实时操作系统)。
在国内,提到嵌入式系统,人们更多地想到的是占据市场很大份额的Linux和VxWorks,而很少有人会提到RTEMS。
然而,近年来,RTEMS 凭借着它的自身优势异军突起,正逐步为人们所熟识。
相比之下,Linux虽然很多设计理念更适合PC,但占用资源较多,最后可能导致产品成本过高或者质量不可控。
而VxWorks是一种收费的操作系统,若要使用,就要缴纳数量不菲的费用。
三者各有优劣,但它们各自的综合性能如何呢?在下面的各章节中,本文将逐步介绍这三种系统,并对其性能进行深入的对比。
2.RTLinux、VxWorks和RTEMS的概述2.1. RTLinux操作系统综述RTLinux开发始于美国新墨西哥州矿业大学,目前由FSMlabs公司进行开发工作,该产品受美国专利保护。
系统结构我们知道,Linux是一个通用操作系统,将它应用于嵌入式实时环境有许多缺点和不足,特别是在运行内核线程时,Linux会关闭中断,其它的问题还包括分时的调度,虚拟文件系统的时间不确定性,缺乏高精度的计时等。
RTLinux使用众所周知的虚拟机技术的简单方案来解决上面提到的问题,增加了一个仿真程序来替换Linux的底层中断程序。
嵌入式系统设计与开发实践总结
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嵌入式系统设计与开发实践总结嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,通常用于控制、监控和实时处理等特定用途。
在现代科技的飞速发展中,嵌入式系统已经广泛应用于各个领域,包括医疗、汽车、家电、军事等。
针对嵌入式系统的设计与开发,本文将概括总结我在这一领域中的实践经验和心得。
首先,嵌入式系统设计与开发的整体流程和步骤非常重要。
正确的系统设计流程能够确保项目顺利完成,并使得设计出的系统能够满足项目需求。
在我参与的嵌入式系统设计和开发项目中,我通常按照以下几个步骤进行实践:1. 需求分析:在项目开始之前,我们会充分分析和理解客户的需求,明确所开发系统的功能和性能要求。
这是整个项目的基础,只有明确了需求,才能够有效地进行后续的设计和开发工作。
2. 系统设计:根据需求分析的结果,我们开始进行系统的高层设计。
这包括系统的整体架构设计、模块划分和接口定义等。
在设计过程中,我们要考虑系统的可靠性、可扩展性和可维护性等方面的因素。
同时,我们也要进行硬件和软件资源的估算和配置,确保系统能够在给定的资源限制下正常运行。
3. 软件设计与开发:在系统设计的基础上,我们开始进行软件的设计与开发。
嵌入式系统通常采用实时操作系统(RTOS)来管理任务和资源。
因此,在软件设计时,我们需要考虑任务的优先级和调度,确保系统能够满足实时性要求。
此外,我们还要注意系统的稳定性和安全性,防止出现崩溃和安全漏洞等问题。
4. 硬件设计与开发:与软件设计相似,硬件设计与开发也是嵌入式系统设计的重要部分。
在硬件设计中,我们需要根据系统需求选取合适的处理器、传感器和外设等,并进行电路设计和布局规划。
随后,我们进行原理图设计、PCB布线和制板,最后完成硬件的调试和验证。
5. 系统集成与测试:在软硬件设计开发完成后,我们进行系统集成和测试。
这一阶段是非常重要的,通过充分测试可以发现并修复潜在的问题,确保系统的稳定性和可靠性。
我们需要进行单元测试、集成测试和系统测试等,并记录测试文档以备后续维护之用。
嵌入式系统设计综述
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Xilinx VirtexII Platform FPGA Virtex(E)系列 FPGA Spartan(XL)系列FPGA SpartanII(E)系列FPGA XC95(XL)系列 CPLD CoolRunner系列 CPLD
电源模块 解决方案 可编程 逻辑器件
大容量 存储器 嵌入式 处理器
参考文献(not necessary)
嵌入式系统开发圣经,探矽工作室,中国青年出版 社,2002 嵌入式Linux系统设计与应用.王学龙. 清华大学出 版社,2001年 UC/OS-II-源代码公开的实时嵌入式操作系统.邵 贝贝. 中国电力出版社,2001 VxWorks及其开发环境Tornado.孔祥营,柏桂枝. 嵌 入式实时操作系统中国电力出版,2002 可编程逻辑器件及设计理念,
嵌入式处理器的发展趋势
经济性(成本) 微型化(封装、功耗) 智能化(功能、速度) 微控制器(MCU) 微处理器(MPU) 数字信号处理器(DSP) 混合处理器和片上系统(SOC) 可编程片上系统(SOPC)
嵌入式处理器的分类和现状
五、硬件设计工具(EDA工具)
系统级设计工具 Cadence的SPW System View 模拟电路系统仿真工具 Pspice EWB PCB设计工具 Protel PADs 的Power PCB & Tool Kit Mentor的Expedition & Tool Kit 可编程逻辑器件设计工具 Mentor FPGA Advantage & ModelSim Xilinx Foundation ISE & Tool Kit 各种综合和仿真第三方工具
嵌入式系统设计实习报告
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嵌入式系统设计实习报告在大学的学习生涯中,实习是一个重要的环节,它让我们将理论知识应用到实际工作中,从而更好地理解和掌握专业知识。
我有幸在_____公司进行了嵌入式系统设计的实习,这段经历让我收获颇丰。
实习的初期,我对嵌入式系统的设计只有一些理论上的认识。
然而,当真正接触到实际项目时,我才深刻地体会到理论与实践之间的差距。
公司为我安排了一位经验丰富的导师,他耐心地向我介绍了公司的业务范围和正在进行的嵌入式系统设计项目。
在实习过程中,我参与了一个基于_____处理器的智能家居控制系统的开发。
这个项目需要实现对家居设备的远程控制和智能管理,包括灯光、窗帘、空调等。
首先,我们进行了系统的需求分析,明确了系统需要具备的功能和性能指标。
这一阶段让我学会了如何与团队成员沟通,倾听他们的意见和建议,从而更好地理解用户的需求。
接下来是硬件设计阶段。
我们需要根据系统的需求选择合适的芯片和外围电路。
在这个过程中,我学习了如何阅读芯片的数据手册,了解其性能参数和接口规范。
同时,还需要掌握电路设计的基本知识,如电源电路、通信接口电路等的设计。
通过不断地查阅资料和请教同事,我逐渐掌握了硬件设计的要领。
软件设计是整个项目的核心部分。
我们使用_____编程语言进行开发,需要编写驱动程序来控制硬件设备,以及实现系统的逻辑功能。
这对于我来说是一个巨大的挑战,因为不仅要熟悉编程语言,还要了解嵌入式操作系统的工作原理。
在这个阶段,我遇到了很多问题,比如内存泄漏、线程同步等。
但是通过不断地调试和修改代码,我逐渐解决了这些问题,提高了自己的编程能力。
在系统集成和测试阶段,我们需要将硬件和软件进行集成,并对整个系统进行功能测试和性能测试。
这是一个非常关键的阶段,因为任何一个小的问题都可能导致整个系统无法正常工作。
在测试过程中,我们发现了一些硬件和软件之间的兼容性问题,通过与硬件工程师和软件工程师的共同努力,最终解决了这些问题,确保了系统的稳定性和可靠性。
嵌入式系统设计综述
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嵌入式系统硬件
TI Power Trend嵌入式电源方案 美国ERICSSON电源模块 日本COSEL电源模块 美国VICOR电源模块 法国GAIA军用电源 怀特电子高可靠性存储器系列 IDT公司FIFO及双口RAM Cypress公司高速SRAM系列 现代电子公司SDRAM系列 Intel公司 大容量Flash系列 嵌入式系统构成
六、实时操作系统(RTOS) 几种最常见的RTOS:
软实时RTOS 嵌入式Linux Win CE 硬实时RTOS VxWorks OSE Nuclear 著名的open RTOS ucOS/II RTEMS 自主知识产权的RTOS HOPEN Delta OS
七、嵌入式软件开发工具
开发工具
参考文献(not necessary)
嵌入式系统开发圣经,探矽工作室,中国青年出版 社,2002 嵌入式Linux系统设计与应用.王学龙. 清华大学出 版社,2001年 UC/OS-II-源代码公开的实时嵌入式操作系统.邵 贝贝. 中国电力出版社,2001 VxWorks及其开发环境Tornado.孔祥营,柏桂枝. 嵌 入式实时操作系统中国电力出版,2002 可编程逻辑器件及设计理念,
TI & Intel & Motorola PowerPC 微处理器 ARM微处理器 TMS320C6000系列DSP TMS320C5000系列DSP TMS320C2000系列DSP TI公司其它DSP系列
嵌入式系统周边元器件 嵌入式系统必备接插件
AMP公司接插件系列 AI公司PCB插座系列 AMP & AI
智能家居(家电上网) 工业远程监控与数据采集 Internet Reconfigurable Logic(IRL)及其相关应用 等等
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ii.电流输出(标定系数): ;
iii.电源电压: ;
iv.线性度:在满量程范围内小于 ;
v.重复性Hale Waihona Puke ;vi.输出阻抗:约为 ;
vii.长期漂移: ;
2.2流量传感器的选型
根据测量原理的不同,流量传感器可分为热式流量传感器和非热式流量传感器两大类。热式流量传感器主要依靠传感器与流体间的热相互作用来进行测量。该类传感器由于易采用半导体工艺制造,具有体积小、成本低、可以批量生产,同时能与处理电路集成在同一芯片上,使传感器的输出直接实现数字化,易于与计算机接口等优点。但热流量传感器也存在一定的不足,如反应时间较长、功耗大、衬底的热传导导致测量误差、零点随环境温度的漂移等问题;对流体加热,也限制了热式微流量传感器在生物技术方面的应用。
图2.1浴池水温控制系统框图
2.1温度传感器的选型
温度传感器主要有四种主要类型:热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和集成温度传感器(IC)。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。如表2.1。
热电偶由于其较高的性价比,应用很广泛。热电偶有多种类型,它们覆盖非常宽的温度范围,从-200℃~2000℃。它们的特点是:低灵敏度、低稳定性、中等精度、响应速度慢、高温下容易老化和有漂移,以及非线性。另外,热电偶需要外部参考端。
RTD精度极高且具有中等线性度。它们特别稳定,并有许多种配置。但它们的最高工作温度只能达到400℃左右。它们也有很大的TC,且价格昂贵(是热电偶的4~10倍),并且需要一个外部参考源。
模拟输出IC温度传感器具有很高的线性度 (如果配合一个模数转换器或ADC可产生数字输出)、低成本、高精度(大约1%)、小尺寸和高分辨率。它们的不足之处在于温度范围有限(-55℃~+150℃),并且需要一个外部参考源。
表2.1:不同类型温度传感器的比较
本设计选用AD公司生产的专用集成温度传感器AD590。它属于电流输出型。在一定温度范围内,它相当于一个高阻电流源,其电流温度灵敏度 。它不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声等的干扰。此外它还具有体积小、测量精度高、线性好和互换性强等优点,其主要技术指标为:
i.测量范围: ;
4.4步进电机的控制算法及程序流程19
4.5系统软件流程ﻩ21
4.6应用子程序代码ﻩ22
附录:实验报告…………………………………………………………………………………..28
第一章设计任务说明
有一浴池,需要实现水温自动控制和用水量自动检测,要求水温的给定温度可以由操作面板上的按键输入,也可以由远程计算机串行传送输入。显示温度精确到小数点后一位。用水量单位为立方米,显示到小数点后两位。供水方式是把热水管路与冷水管路同时进入混水器,通过调节混水器旋钮的角度来实现温度控制。当给定标准温度值后,要求实际水温控制在标准值的 。设计要求如下:
嵌入式系统设计报告综述
———————————————————————————————— 作者:
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ﻩ
第一章设计任务说明ﻩ1
第二章系统方案设计2
2.1温度传感器的选型ﻩ3
2.2流量传感器的选型ﻩ5
2.3步进电机及其驱动芯片的选型ﻩ8
2.3.1步进电机选型8
数字输出IC温度传感器带有一个内置参考源,它们的响应速度也相当慢(100 ms数量级)。虽然它们固有地会自身发热,但可以采用自动关闭和单次转换模式使其在需要测量之前将IC设置为低功耗状态,从而将自身发热降到最低。
与热敏电阻、RTD和热电偶传感器相比,IC温度传感器具有很高的线性,低系统成本,集成复杂的功能,能够提供一个数字输出,并能够在一个相当有用的范围内进行温度测量。
6、设计键盘和显示电路;
7、设计并画出单片机控制器的外形设计图;
8、设计并画出单片机应用系统硬件系统原理图;
9、写出设计说明。
三、单片机控制器软件部分设计
a)确定水温、流量的检测方法并画出流程图;
b)设计调节器的控制方法并画出流程图;
c)设计操作面板功能及键盘、显示的流程图;
d)设计并画出系统应用软件的流程图;
2.4混水阀选型ﻩ10
2.5 CPU选型11
2.6系统整体结构示意图和设计原理12
第三章硬件设计13
3.1按键与显示电路ﻩ13
3.2温度与流量检测电路14
3.3步进电机驱动及控制电路ﻩ15
第四章软件设计ﻩ16
4.1控制器外观设计以及按键、显示程序流程16
4.2温度检测方法及程序流程ﻩ17
4.3流量检测方法及程序流程18
一、设计一个可行的控制系统方案,包括:
1、检测方法设计,传感器的选型与安装方式及位置;
2、控制方法设计,调节器的选型与安装方式及位置;
3、单片机控制器与传感器、调节器的联接方式与安装位置;
4、画出方案示意图,并写出设计原理说明。包括传感器、调节器的基本参数说明。
二、单片机控制器的硬件部分设计
5、设计检测电路、驱动控制电路;
e)编写一个应用子程序;
f)写出设计说明。
第二章系统方案设计
该浴池水温控制系统的系统框图如图2.1所示,其工作过程是:由按键输入设定温度值,温度传感器检测浴池内的水温,通过对混水器步进电机转角的控制来调节热水与冷水的比例,使浴池水温调整到设定温度值;流量传感器检测流入浴池的水量;此外,系统的显示模块能够显示设定温度,当前温度,以及当前用水量。
显然,热式流量传感器不适用于本设计,所以应选择非热式流量传感器。非热式流量传感器的测量原理有:流体粘滞力测量,声学测量,光学测量,电磁测量,浮子测量以及机械转子(叶轮)测量等。综合比较各种类型的非热式流量传感器的性能与价格之后,本设计选用上海自仪九仪表有限公司生产的LWGY25C0A5T0型涡轮流量传感器,其技术性能如下: