嵌入式系统教案-介绍(全英)
嵌入式系统教案-计时器(全英)
Controlling Outputs
• Controlling output pins in hardware using a timer is more accurate than controlling in software as there is no latency.
EE312 Instrumentation and Microcontrollers
Lecture 5: Timers
What you will learn
• What a timer is • The architecture of the MSP430 timer • How to measure an input • How to toggle an output at a fixed rate using
(TAxCCTL) • Configure the compare value TAxCCRy
Configuring a Timer
• Configure the pin (PxSEL) • Configure the timer (TAxCTL) • Configure the compare register
a timer • How to use timer interrupts
Timers
Almost all embedded systems have timers. Uses include:
• To provide a clock tick for initiating events • To measure the time taken by events or pulses • For the generation of timing events to external
(完整word版)嵌入式系统课设
《嵌入式系统》专题报告嵌入式系统串口通信接口设计专业：通信工程班级：通信1001姓名：学号：嵌入式系统串口通信接口设计一、绪论嵌入式系统（Embedded system），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据英国电器工程师协会（U.K. Institution of Electrical Engineer）的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、器或用于工厂运作的设备。
与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。
由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。
由于嵌入式系统通常进行大量生产。
所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。
嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。
所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。
目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几K到几十K微内核，需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减，但是由于微内核的存在，使得这种扩展能够非常顺利的进行。
ARM是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。
技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。
适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。
ARM 的商业模式主要涉及IP 的设计和许可，而非生产和销售实际的半导体芯片。
ARM向合作伙伴网络（包括世界领先的半导体公司和系统公司）授予IP 许可证。
这些合作伙伴可利用ARM 的IP 设计创造和生产片上系统设计，但需要向ARM 支付原始IP 的许可费用并为每块生产的芯片或晶片交纳版税。
除了处理器IP 外，ARM还提供了一系列工具、物理和系统IP 来优化片上系统设计。
正因为ARM 的IP 多种多样以及支持基于ARM 的解决方案的芯片和软件体系十分庞大，全球领先的原始设备制造商(OEM) 都在广泛使用ARM 技术，应用领域涉及手机、数字机顶盒以及汽车制动系统和网络路由器。
嵌入式系统教案ppt课件
同一编号的不同物理存放器，当指令中不需求附加信息时 要将C0指定为CRm； OP2也提供附加信息，用于区分同一编号的不同物理存放 器，当指令中不需求附加信息时，可以省略或者将其置0。
嵌入式系统教案
武汉创维特信息技术
2021/6/24
提纲
第五章 ARM存储系统 1 ARM存储系统概述 2 ARM存储器管理单元
3 高速缓冲区和写缓冲区
4 快速上下文切换技术
ARM存储系统概述
ARM存储系统概述
与其他中低档单片机不同，ARM处置器中普通都包含一个 存储器管理部件，用于对存储器的管理。
快表的运用
更新：当CPU需求访问内存时，首先在TLB中查找需求的 地址变换条目。假设不存在那么在内存页表中查询，并把 查询的结果添加到TLB中。
去除：当内存中页表的内容改动或者运用新的页表时， TLB中的内容需求清空。CP15的存放器8用于完成该功能。
锁定：可以将一个地址变换条目锁定在TLB中，以加快访 问速度，CP15的存放器10用于完成该功能。
ARM存储器管理单元
CP15存放器列表－1
存放器编号 根本作用
0
ID编码〔只读〕
1
控制位
2
存储维护和控制
3
存储维护和控制
4
存储维护和控制
5
存储维护和控制
6
存储维护和控制
在MMU中的作用 ID码和Cache类型 各种控制位 地址转换表基地址 域访问控制位 保管 内存失效形状 内存失效地址
ARM存储器管理单元
为了顺应不同的嵌入式运用， ARM存储系统的体系构造 存在很多差别。简单的可以运用向单片机系统中运用的平 板式地址映射机制即可；而一些复杂的系统中那么能够包 含多种技术来提供功能强大的存储系统。
嵌入式系统教案
嵌入式系统教案第一章：概述1.1 什么是嵌入式系统嵌入式系统指的是将计算机技术和电子技术相结合，以满足特定应用需求的系统。
这些系统通常被嵌入到其他产品中，具有实时性、稳定性和可靠性要求，常见的应用领域包括家电、汽车、通信设备等。
1.2 嵌入式系统的重要性嵌入式系统在现代生活中扮演着重要角色，它们广泛应用于各个行业。
嵌入式系统的优势在于其高度定制化的特性，可以根据特定需求进行设计和开发，从而满足用户对产品功能、性能和可靠性的要求。
第二章：教学目标2.1 知识目标- 了解嵌入式系统的基本原理和组成结构- 掌握嵌入式系统的开发工具和技术- 熟悉嵌入式系统的应用领域与发展趋势2.2 能力目标- 能够设计和实现简单的嵌入式系统- 具备嵌入式系统开发和调试的能力- 能够进行嵌入式系统的性能调优和故障排除2.3 情感目标- 培养学生对嵌入式系统技术的兴趣和热情- 培养学生团队合作和创新思维能力- 培养学生对产品开发过程的全面了解和把握能力第三章：教学内容3.1 嵌入式系统概论- 嵌入式系统的定义和基本特点- 嵌入式系统与通用计算机系统的比较- 嵌入式系统的应用领域和发展趋势3.2 嵌入式系统的硬件平台- 嵌入式系统的硬件组成结构- 常用的处理器架构和芯片组选型- 嵌入式系统的外设接口和扩展方式3.3 嵌入式系统的软件平台- 嵌入式操作系统的特点和分类- 常见的嵌入式操作系统及其应用场景- 基于嵌入式系统的应用开发工具和技术3.4 嵌入式系统的应用案例- 家居嵌入式系统的设计与实现- 汽车嵌入式系统的开发与调试- 通信设备嵌入式系统的应用与优化第四章：教学方法4.1 理论与实践相结合通过理论授课和案例分析等方式，让学生深入了解嵌入式系统的基本原理和应用范围。
并通过实践项目的开展，提高学生的动手能力和技术应用能力。
4.2 团队合作与实际项目通过分组形式进行实际项目的开发和调试，培养学生的团队合作和创新思维能力。
通过项目实践，加深学生对嵌入式系统开发过程和流程的理解，提高学生的问题解决能力。
《嵌入式ARM教案》课件
《嵌入式ARM教案》课件第一章：嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义介绍嵌入式系统的概念、特点和应用领域解释嵌入式系统与通用计算机系统的区别1.2 嵌入式系统的历史与发展概述嵌入式系统的发展历程介绍嵌入式系统在不同领域的应用发展情况1.3 嵌入式系统的组成与架构讲解嵌入式系统的常见架构介绍嵌入式系统的主要组成部分及其作用1.4 嵌入式系统的优势与挑战阐述嵌入式系统的优势分析嵌入式系统面临的挑战和发展趋势第二章：ARM处理器简介2.1 ARM处理器的发展历程介绍ARM公司的起源和发展历程讲解ARM处理器的发展阶段和产品系列2.2 ARM处理器的特点与优势阐述ARM处理器的特点分析ARM处理器在嵌入式系统中的应用优势2.3 ARM处理器的架构与工作原理讲解ARM处理器的架构设计介绍ARM处理器的工作原理和指令集2.4 ARM处理器的选型与评估指导如何选择合适的ARM处理器介绍评估ARM处理器性能的方法和指标第三章：嵌入式操作系统基础3.1 嵌入式操作系统的概念与分类解释嵌入式操作系统的定义和分类介绍常见的嵌入式操作系统及其特点3.2 嵌入式操作系统的核心功能与架构讲解嵌入式操作系统的核心功能阐述嵌入式操作系统的常见架构设计3.3 嵌入式操作系统的移植与优化介绍嵌入式操作系统移植的基本步骤讲解嵌入式操作系统的优化方法和技巧3.4 嵌入式操作系统的应用与案例分析分析嵌入式操作系统在实际应用中的案例探讨嵌入式操作系统的发展趋势和挑战第四章：嵌入式系统设计与开发流程4.1 嵌入式系统设计的基本原则介绍嵌入式系统设计的重要原则讲解设计过程中需要考虑的因素4.2 嵌入式系统硬件设计讲解嵌入式系统硬件设计的基本步骤和方法介绍硬件选型和硬件设计中的注意事项4.3 嵌入式系统软件设计阐述嵌入式系统软件设计的基本步骤和方法讲解软件开发工具和编程语言的选择4.4 嵌入式系统开发的流程与实践介绍嵌入式系统开发的典型流程分析实际开发过程中需要注意的问题和实践经验第五章：嵌入式系统编程基础5.1 嵌入式编程语言概述介绍嵌入式编程的常用语言及其特点分析不同编程语言在嵌入式系统中的应用场景5.2 C语言编程基础讲解C语言的基本语法和编程技巧介绍C语言在嵌入式编程中的应用和实践5.3 汇编语言编程基础介绍汇编语言的基本概念和语法讲解汇编语言在嵌入式编程中的应用和实践5.4 嵌入式编程的实践技巧讲解嵌入式编程的常见技巧和注意事项分析实际项目中遇到的问题和解决方法《嵌入式ARM教案》课件第六章：嵌入式系统硬件接口与驱动6.1 嵌入式系统硬件接口概述介绍嵌入式系统中常见的硬件接口类型讲解硬件接口的工作原理和功能6.2 UART接口与驱动编程讲解UART接口的基本概念和功能介绍UART接口的驱动编程方法和实践6.3 I2C接口与驱动编程介绍I2C接口的基本概念和协议讲解I2C接口的驱动编程方法和实践6.4 SPI接口与驱动编程讲解SPI接口的基本概念和协议介绍SPI接口的驱动编程方法和实践第七章：嵌入式系统存储与文件系统7.1 嵌入式系统存储概述介绍嵌入式系统中常见的存储设备和技术讲解存储器接口和存储器控制器的选择7.2 NAND闪存与驱动编程介绍NAND闪存的基本概念和特点讲解NAND闪存的驱动编程方法和实践7.3 NOR闪存与驱动编程讲解NOR闪存的基本概念和特点介绍NOR闪存的驱动编程方法和实践7.4 文件系统的设计与实现讲解嵌入式文件系统的设计原理介绍常见嵌入式文件系统的实现方法和实践第八章：嵌入式系统网络通信8.1 嵌入式系统网络通信基础介绍嵌入式系统网络通信的基本概念和技术讲解网络通信协议和网络架构8.2 TCP/IP协议栈与嵌入式网络应用讲解TCP/IP协议栈的基本原理和组成介绍基于TCP/IP协议栈的嵌入式网络应用实践8.3 Wi-Fi通信模块与驱动编程介绍Wi-Fi通信模块的基本概念和功能讲解Wi-Fi通信模块的驱动编程方法和实践8.4 蓝牙通信模块与驱动编程讲解蓝牙通信模块的基本概念和功能介绍蓝牙通信模块的驱动编程方法和实践第九章：嵌入式系统实时性与调度策略9.1 嵌入式系统实时性概述讲解嵌入式系统实时性的概念和重要性介绍实时系统的分类和实时性要求9.2 嵌入式调度策略与算法讲解嵌入式系统的调度策略和算法分析不同调度策略的优缺点和适用场景9.3 实时操作系统（RTOS）简介介绍实时操作系统的基本概念和特点讲解RTOS在嵌入式系统中的应用和实践9.4 实时调度器的实现与优化讲解实时调度器的实现方法和流程介绍调度器的优化技巧和注意事项第十章：嵌入式系统项目管理与实践10.1 嵌入式系统项目管理概述介绍嵌入式系统项目管理的概念和重要性讲解项目管理工具和方法在嵌入式系统中的应用10.2 项目需求分析与规划讲解项目需求分析和规划的方法介绍需求文档编写和项目进度管理的实践经验10.3 嵌入式系统开发的实践技巧讲解嵌入式系统开发中的实践技巧和注意事项分享实际项目开发中的经验和最佳实践10.4 项目验收与维护介绍项目验收的标准和方法讲解项目维护和升级的策略与实践《嵌入式ARM教案》课件第十一章：嵌入式系统安全与加密技术11.1 嵌入式系统安全概述讲解嵌入式系统安全的重要性介绍常见的嵌入式系统安全威胁和攻击手段11.2 加密技术在嵌入式系统中的应用介绍加密技术的基本原理和算法讲解加密技术在嵌入式系统中的应用场景和实践11.3 安全存储与传输讲解如何在嵌入式系统中实现安全存储和传输介绍常见的加密存储和传输技术及其实现方法11.4 安全认证与授权讲解嵌入式系统中的安全认证和授权机制介绍常见的认证和授权方法及其在嵌入式系统中的应用第十二章：物联网与嵌入式系统的融合12.1 物联网概述介绍物联网的概念、架构和应用领域讲解物联网与嵌入式系统的关联和融合趋势12.2 物联网协议与技术讲解物联网中常用的通信协议和技术介绍物联网协议栈和网络架构12.3 物联网在嵌入式系统中的应用案例分析物联网在嵌入式系统中的应用案例探讨物联网技术在嵌入式系统中的实践经验和挑战12.4 物联网安全与隐私保护讲解物联网安全的重要性和挑战介绍物联网中的安全技术和隐私保护措施第十三章：嵌入式系统在智能家居的应用13.1 智能家居系统概述介绍智能家居系统的概念、架构和应用讲解智能家居系统与嵌入式系统的关联和融合13.2 智能家居设备与控制讲解智能家居设备的选择和控制方法介绍智能家居设备的嵌入式系统设计和开发实践13.3 智能家居平台的构建与优化讲解智能家居平台的构建方法和实践介绍智能家居平台的优化技巧和注意事项13.4 智能家居安全与隐私保护讲解智能家居系统中的安全问题和隐私保护需求介绍智能家居系统中的安全技术和隐私保护措施第十四章：嵌入式系统在工业控制的应用14.1 工业控制系统概述介绍工业控制系统的概念、架构和应用领域讲解嵌入式系统在工业控制中的应用和重要性14.2 工业控制设备与接口讲解工业控制设备的选择和接口技术介绍工业控制设备的嵌入式系统设计和开发实践14.3 工业控制协议与通信讲解工业控制中常用的通信协议和技术介绍工业控制协议的实现和通信实践14.4 工业控制系统的安全性与优化讲解工业控制系统中的安全问题和优化需求介绍工业控制系统中的安全技术和优化措施第十五章：嵌入式系统在自动驾驶的应用15.1 自动驾驶系统概述介绍自动驾驶系统的概念、架构和应用前景讲解嵌入式系统在自动驾驶中的应用和挑战15.2 自动驾驶感知与决策讲解自动驾驶系统中的感知技术和决策算法介绍嵌入式系统在自动驾驶感知和决策中的应用15.3 自动驾驶控制与执行讲解自动驾驶系统中的控制技术和执行策略介绍嵌入式系统在自动驾驶控制和执行中的应用15.4 自动驾驶安全与伦理问题讲解自动驾驶系统中的安全问题和伦理挑战介绍自动驾驶系统中的安全技术和伦理指导原则重点和难点解析1. 嵌入式系统的基本概念、特点和应用领域。
嵌入式系统教案
嵌入式系统简介嵌入式系统简介⏹计算机系统的三大领域⏹服务器市场⏹功能强⏹利润最大的市场⏹可用性强⏹可扩展性⏹桌面市场⏹最广阔的市场⏹嵌入式市场⏹潜力最大的市场⏹以往计算机分类：⏹大型计算机、中型机、小型机和微计算机⏹目前计算机分类：⏹超级计算机，大型计算机、工作站、微计算机、亚微计算机亚微计算机（嵌入式计算机）是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中。
⏹一般定义⏹以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪、应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。
是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统（技术角度）⏹嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。
（系统角度）⏹术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统（被称之为嵌入的系统）的一个完整子系统。
嵌入式的系统可以包含多个嵌入式系统。
⏹广义定义⏹任何一个非计算机的计算系统⏹广义上讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。
如各类单片机和DSP系统。
这些系统在完成较为单一的专业功能时具有简洁高效的特点。
但由于他们没有操作系统，管理系统硬件核心软件的能力有限，在实现复杂多任务功能时，往往困难重重，甚至无法实现。
⏹从狭义上讲，我们更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己操作系统，具有特定功能，用于特定场合的嵌入式系统。
本课程中的嵌入式系统是指狭义上的嵌入式系统。
⏹典型的8位微处理系统⏹MCS-51系列的单片机是低端嵌入式系统中用得最多的微处理器。
⏹典型的16位微处理系统⏹MCS-96系列单片机和16位DSP芯片⏹典型的32位微处理系统⏹ARM系列是应用较广泛的32位微处理器。
实际上该系列的MCU芯片很多，但大都是已ARM微内核为核心的。
32位的DSP应用的也很广泛。
⏹特点⏹功耗限制⏹嵌入式系统中，尤其是在用电池供电的嵌入式系统中，这是一个主要考虑的因素。
《嵌入式系统开发与应用》教学教案
《嵌入式系统开发与应用》教学教案第一章：嵌入式系统概述1.1 教学目标让学生了解嵌入式系统的定义、特点和应用领域让学生掌握嵌入式系统的基本组成部分及其工作原理让学生了解嵌入式系统的发展趋势和未来发展方向1.2 教学内容嵌入式系统的定义和特点嵌入式系统的基本组成部分：处理器、存储器、输入输出接口等嵌入式系统的应用领域：家电、工业控制、医疗设备等嵌入式系统的发展趋势和未来发展方向1.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式系统的定义、特点和应用领域采用案例分析法，分析具体的嵌入式系统应用实例采用小组讨论法，让学生分组讨论嵌入式系统的发展趋势和未来发展方向1.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式系统的定义、特点和应用领域的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式系统应用实例第二章：嵌入式处理器2.1 教学目标让学生了解嵌入式处理器的定义、分类和性能指标让学生掌握嵌入式处理器的基本组成和工作原理让学生了解嵌入式处理器的选择方法和应用领域2.2 教学内容嵌入式处理器的定义和分类：单片机、ARM、DSP等嵌入式处理器的主要性能指标：主频、缓存、功耗等嵌入式处理器的基本组成：内核、外围电路、接口等嵌入式处理器的选择方法和应用领域2.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式处理器的定义、分类和性能指标采用实验演示法，展示嵌入式处理器的基本组成和工作原理采用案例分析法，分析具体的嵌入式处理器应用实例2.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式处理器的定义、分类和性能指标的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式处理器应用实例第三章：嵌入式操作系统3.1 教学目标让学生了解嵌入式操作系统的定义、特点和分类让学生掌握嵌入式操作系统的基本组成和工作原理让学生了解嵌入式操作系统的选择方法和应用领域3.2 教学内容嵌入式操作系统的定义和特点：实时性、小型化、可移植性等嵌入式操作系统的分类：裸机、实时操作系统、嵌入式中间件等嵌入式操作系统的基本组成：内核、驱动程序、应用程序等嵌入式操作系统的选择方法和应用领域3.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式操作系统的定义、特点和分类采用实验演示法，展示嵌入式操作系统的基本组成和工作原理采用案例分析法，分析具体的嵌入式操作系统应用实例3.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式操作系统的定义、特点和分类的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式操作系统应用实例第四章：嵌入式系统设计与开发流程4.1 教学目标让学生了解嵌入式系统设计的任务和步骤让学生掌握嵌入式系统开发的基本流程和方法让学生了解嵌入式系统开发的工具和环境4.2 教学内容嵌入式系统设计的任务和步骤：需求分析、硬件选型、软件设计等嵌入式系统开发的基本流程：系统设计、硬件实现、软件开发等嵌入式系统开发的工具和环境：集成开发环境、编程语言、调试工具等4.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式系统设计的任务和步骤采用实验演示法，展示嵌入式系统开发的基本流程和方法采用案例分析法，分析具体的嵌入式系统开发实例4.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式系统设计的任务和步骤的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式系统开发实例第五章：嵌入式系统应用实例分析5.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在各个领域的应用实例让学生掌握第六章：嵌入式系统在家电领域的应用6.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在家电领域的应用实例让学生掌握家电领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点让学生了解家电领域中嵌入式系统的发展趋势6.2 教学内容嵌入式系统在家电领域的应用实例：电视、冰箱、空调等家电领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点：人机界面设计、网络通信等家电领域中嵌入式系统的发展趋势：智能化、网络化、节能化等6.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式系统在家电领域的应用实例采用案例分析法，分析具体的嵌入式系统在家电领域的应用实例采用小组讨论法，让学生分组讨论家电领域中嵌入式系统的发展趋势6.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式系统在家电领域的应用实例的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式系统在家电领域的应用实例第七章：嵌入式系统在工业控制领域的应用7.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在工业控制领域的应用实例让学生掌握工业控制领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点让学生了解工业控制领域中嵌入式系统的发展趋势7.2 教学内容嵌入式系统在工业控制领域的应用实例：PLC、等工业控制领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点：实时性、稳定性等工业控制领域中嵌入式系统的发展趋势：自动化、智能化等7.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式系统在工业控制领域的应用实例采用案例分析法，分析具体的嵌入式系统在工业控制领域的应用实例采用小组讨论法，让学生分组讨论工业控制领域中嵌入式系统的发展趋势7.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式系统在工业控制领域的应用实例的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式系统在工业控制领域的应用实例第八章：嵌入式系统在医疗设备领域的应用8.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例让学生掌握医疗设备领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点让学生了解医疗设备领域中嵌入式系统的发展趋势8.2 教学内容嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例：心电监护仪、超声波设备等医疗设备领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点：精度、可靠性等医疗设备领域中嵌入式系统的发展趋势：智能化、小型化等8.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例采用案例分析法，分析具体的嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例采用小组讨论法，让学生分组讨论医疗设备领域中嵌入式系统的发展趋势8.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例第九章：嵌入式系统在交通领域的应用9.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在交通领域的应用实例让学生掌握交通领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点让学生了解交通领域中嵌入式系统的发展趋势9.2 教学内容嵌入式系统在交通领域的应用实例：智能交通系统、车辆导航等交通领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点：实时性、安全性等交通领域中嵌入式系统的发展趋势：智能化、高效化等9.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式系统在交通领域的应用实例采用案例分析法，分析具体的嵌入式系统在交通领域的应用实例采用小组讨论法，让学生分组讨论交通领域中嵌入式系统的发展趋势9.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式系统在交通领域的应用实例的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式系统在交通领域的应用实例重点和难点解析一、嵌入式系统概述：理解嵌入式系统的定义、特点和应用领域，以及嵌入式系统的基本组成和工作原理。
嵌入式系统教案
3. 小页（small page）：由4KB 的存储器块构成
4. 微页（tiny page）：由1KB 的存储器块构成
15
ARM存储器管理单元
用于存储管理的页表
地址变换条目：页表的每一行对应与虚拟地址空间的一个 页，该行同时保含了该虚拟内存页对应的物理内存页的地 址、该页的访问权限以及缓冲特性等。我们将页表中的一 行称为地址变换条目。
ARM存储器管理单元
CP15寄存器列表－2
寄存器编号 基本作用 在MMU中的作用
7
8 9
高速缓存和写缓 存 存储保护和控制
高速缓存和写缓 存 存储保护和控制 保留 保留
8
高速缓存和写缓存控 制 TLB控制
高速缓存锁定
10
11 12
TLB锁定
ARM存储器管理单元
CP15寄存器列表－3
寄存器编号 13 14 15 基本作用 进程标识符 保留 因不同设计而异 因不同设计而异 在MMU中的作用 进程标识符
MRC 访问CP15
指令语法 MRC {cond} p15, <op1>, <Rd>,<CRn>,<CRm>{, <op2>} MRC2 p15, <op1>, <Rd>,<CRn>,<CRm>{, <op2>} OP1为协处理器将执行的操作的代码。对于CP15来说， 该值必须为0； Rd为目标寄存器，指令处理的结果将存放在该寄存器中； CRn是协处理器寄存器，存放第一个源操作数； CRm是附加的源操作数寄存器，用于区分同一编号的不 同物理寄存器，当指令中不需要附加信息时要将C0指定 为CRm； OP2也提供附加信息，用于区分同一编号的不同物理寄存 器，当指令中不需要附加信息时，可以省略或者将其置0。
嵌入式系统PPT讲解全
三大领域所占比例之和接近60%
消费电子：信息家电，电视机、微波炉、数字电话 通信设备：手机、平板电脑 工业控制:自动化与测控仪器仪表 在工控和仿真领域，几乎所有的计算机控制系统都
采用嵌入式系统.新型的测控仪器仪表无一不是嵌入 式系统
嵌入式系统作为“物联网”的核心，是当前最热门最 有前景的IT应用领域之一。
（软件外包是指软件外包提供商为了集中精力从事核心 竞争力业务,降低项目成本,同时提高项目实施的质量,将 自己的软件项目中的全部或部分工作发包给合适的软件 企业去完成）
嵌入式系统在工业上的应用
嵌入式工控机 嵌入式工控机（Embedded Industrial Computer）是一
种加固的增强型工业计算机，它可以作为一个工业控 制器在工业环境中可靠运行。
工控机对于扩展性的要求也非常高，接口的设计需要 满足特定的外部设备，因此大多数情况下工控机需要 单独定制才能满足需求。
嵌入式工控机的优点 性能可靠 体积小巧 免维护 低功耗、无风扇、宽温设计、适应恶劣工作环境
嵌入式工控机的三大缺点。 一是性能较低； 二是扩展性较差；
三是缺乏标准化。
嵌入式工业触控一体机
工控机（Industrial Personal Computer，IPC）即工业 控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及 机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。 工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算 机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、 控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。
工控机的主要类别有：IPC（PC总线工业电脑）、PLC （可编程控制系统）、DCS（分散型控制系统）、 FCS（现场总线系统）及CNC（数控系统）五种。
嵌入式工控机的优势
嵌入式系统教案
嵌入式系统教案嵌入式系统教案是指针对嵌入式系统的教学计划和教学方法的详细说明。
以下是一个可能的嵌入式系统教案的示例：一、教学目标1.理解嵌入式系统的基本概念、特点和组成。
2.掌握嵌入式系统的主要硬件和软件组件，包括处理器、存储器、输入/输出设备、操作系统和应用程序。
3.理解嵌入式系统在不同领域的应用，如工业控制、智能家居、医疗设备等。
4.具备设计和开发简单嵌入式系统的能力。
二、教学内容1.嵌入式系统概述•嵌入式系统的定义和分类•嵌入式系统的发展历程和应用领域2.嵌入式系统硬件•处理器•存储器•输入/输出设备•电源和时钟3.嵌入式系统软件•操作系统•应用程序4.嵌入式系统开发•开发工具和环境•硬件抽象层（HAL）和驱动程序开发•应用软件设计和实现5.案例分析•工业控制系统的嵌入式系统设计•智能家居系统的嵌入式系统设计•医疗设备的嵌入式系统设计三、教学方法1.课堂讲解：介绍嵌入式系统的基本概念、特点和组成，以及主要硬件和软件组件。
2.实验操作：通过实验操作，让学生更好地理解嵌入式系统的硬件和软件工作原理。
3.项目实践：设计一些小项目，让学生自己动手设计和开发简单的嵌入式系统，提高实践能力和创新能力。
4.案例分析：通过案例分析，让学生更好地理解嵌入式系统在不同领域的应用和设计思路。
5.学习小组：组织学习小组，让学生分组讨论和交流学习心得和体会，促进互相学习和提高。
四、教学评估1.课堂表现：观察学生在课堂上的表现，包括听讲、笔记、思考和回答问题的能力。
2.实验操作：检查学生在实验操作中的表现，包括实验前的准备、实验操作步骤和实验报告的撰写。
3.项目实践：评价学生在项目实践中的表现，包括项目设计、实现和报告的能力。
4.期末考试：通过期末考试检查学生对嵌入式系统知识的掌握程度。
5.学习小组：评价学生在学习小组中的表现，包括参与讨论、合作能力和贡献程度。
嵌入式系统第一讲教案
第________次课
IEEE定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作的机器、设备或装置”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。
(1)通常执行特定功能
(2)嵌入式系统的核心----嵌入式微处理器
(3)严格的时序和稳定性要求
（4）全自动操作循环
嵌入式系统的组成
嵌入式系统通常由嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统和应用软件等几大部分组成。
嵌入式系统的组成图
嵌入式系统的硬件组成图
1、嵌入式处理器
嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件。
嵌入式处理器与通用处理器的最大不同点在于嵌入式处理器大多工作在为特定用户群设计的系统中。
它通常把通用计算机中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，并具有高效率、高可靠性等特征。
大的硬件厂商会推出自己的嵌入式处理器，因而现今市面上有1000多种嵌入式处理器芯片，其中使用最为广泛的有ARM，MIPS，PowerPC，MC68000等。
2、外围设备
外围设备是指在一个嵌入式系统中，除了嵌入式处理器以外的完成存储、通信、调试、显示等辅助功能的其他部件。
根据外围设备的功能可分为以下3类：。
嵌入式系统概述整本书课件完整版电子教案(最新)
3. 嵌入式系统的演变
3.1 计算机用于控制设备或嵌入系统的历史几乎与计算机自身的历史一样长 计算机控制系统 单片机掀起电子化浪潮 微处理器高速发展推动了嵌入式系统
3.2 嵌入式系统的演变 8031/8051单片机系统，自行编写程序； 68360/386EX控制系统，自己编写简单的操作系统； 32位嵌入式处理器＋pSoS嵌入式操作系统＋tcp/ip协议栈； 各种SoC+嵌入式Linux/VxWorks+嵌入式Web 设备server以及各种复杂网 络协议栈＋GUI图形界面＋无线模块＝现代可移动的网络智能设备
嵌入式系统原理与应用 2008
嵌入式系统的概念
1.4 精确定义:
以应用为中心、以计算机技术为基础、
软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠
性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机
系统
嵌入式系统是将先进的计算机技术、
半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用
相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一
个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新
Automatic toll systems Network switches/routers
Automatic transmission On-board navigation
Avionic systems
Pagers
Battery chargers
Photocopiers
Camcorders
Point-of-sale systems
2.2 嵌入式系统软件的特征: 软件要求固态化存储 软件代码高质量、高可靠性 系统软件(OS)的高实时性是基本要求 多任务操作系统是知识集成的平台和走向工业标准化道路的基础
第1章嵌入式系统概述PPT学习教案
BSP/HAL 硬件抽象层/板极支持包
D/A
通用接口
A/D
嵌入式 微处理器
ROM
I/O
SDRAM
人机交互接口
第嵌32入页式/共计4算7页机系统
33
嵌入式系统硬件组成
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34
嵌入式系统软件结构
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35
嵌入式系统软件
板级支持包（BSP) 嵌入式操作系统内核 API 应用软件
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28
嵌入式系统与PC
嵌入式系统一般是专用系统，而PC是通用 计算平台
嵌入式系统的资源比PC少得多 嵌入式系统软件故障带来的后果比PC机大
得多
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29
嵌入式系统一般采用实时操作系统 嵌入式系统大都有成本、功耗的要求 嵌入式系统得到多种微处理体系的支持 嵌入式系统需要专用的开发工具
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25
网络化阶段：1998年－
应用领域：智能家电，医疗仪器仪表，通信，消费电子，手机，汽 车电子，无线终端
功能：管理，大量数据传输，远程控制等 编程语言：汇编语言，c，c＋＋，Java 操作系统：VxWorks，QNX,pSOS，Linux 硬件处理器：高性能嵌入式处理器，SOC
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8
嵌入式系统应用领域主要产品
家用市场
机顶盒、掌上电脑、DVD、MP3、数码相机、数字电视、WebTV、网络冰箱、网络空调、家庭网关、智能 家用电器、车载导航器系统等
通信市场
电话交换系统，电缆系统，卫星和全球定位系统（L3D），数据交换设备，移动电话等
工业市场
制造工厂，污水处理系统，发电站和电力传输系统，自动化工厂，控制系统开发，维护和测试的工具， 石油提炼和相关的贮运设施，建筑设备，计算机辅助制造系统，能源控制系统，核电站，机器人系统 等
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What is a Microcontroller?
• Program memory • Non-volatile program memory to whole program (where your code lives)
What is a Microcontroller?
• Data memory • Volatile memory for calculations
• Empower you as an engineer to ‘make cool stuff’
From blog.meti.in/general/bit-and-byte-of-a-microcontroller
• Are a core building block for electrical engineers • Dramatically increase the capability and flexibility of electrical circuits • Provides computation without a computer – therefore portable devices • Enable the creation of sophisticated, but relatively low cost products
What is a Microcontroller?
• Input and output ports • Communication with the outside world • General Purpose Input Output Pins (GPIOs) • Typically contains analogue input pins
• Hardware electrical engineers design the circuits • Firmware engineers write the code that runs on
the hardware and often acts as an interface between hardware and software • Firmware engineers are in high demand worldwide
What is a Microcontroller?
• Clock • Keeps everything synchronized • Typically 1 MHz -> 100s MHz • Can be internal or externally generated
Why Learn about Embedded Systems?
Embedded Systems
• Example embedded system – electronic scales
Embedded Systems
Analogue / PCB Design
Microcontroller
What is a Microcontroller?
• A microcontroller is a small computer on a single integrated circuit.
• Engineers who write microcontroller software are typically called “firmware engineers”
• Software engineers – focus on high level programs such as those running on the PC
Who Makes Microcontrollers?
and many otontroller?
• Questions: Write down the three main components of a microcontroller
What is a Microcontroller?
Essential components of a typical microcontroller
What is a Microcontroller?
CPU includes: • Arithmetic Processing Unit (performs calculation) • Registers for basic operation
EE312 Instrumentation and Microcontrollers
Lecture 1: Introduction
Suggested Book
Overview
• C Programming
• Brief introduction to the MSP430 microcontroller • Memory map, registers, constraints of the device • Basic I/O • Interrupt programming • Analogue to digital convertors • Timers and counters
My Research and Industrial Collaborations - Robotics
• Heavy use of microcontrollers for sensor data acquisition, filtering and control
Specifications
Topic 1 Embedded systems
Why Learn about Embedded Systems?
• Questions: Write down five examples of embedded systems
Why Learn about Embedded Systems?
• Cost – For a consumer system, the Bill of Materials (BOM) cost of an electronic system is ~25% of the sale price. • ~£0.50 upward