嵌入式软件开发基础
《嵌入式开发》课件
分类:嵌入式网 络通信技术可以 分为有线网络通 信和无线网络通 信两大类。
有线网络通信: 包括以太网、 USB、串行通信 等,可以实现嵌 入式系统与外部 网络的高速、稳 定、可靠的数据 传输。
无线网络通信: 包括Wi-Fi、蓝 牙、ZigBee等, 可以实现嵌入式 系统与外部网络 的低功耗、远距 离、灵活的数据 传输。
优化方法:对操作 系统进行裁剪和优 化,提高系统性能
移植与优化工具: 使用嵌入式操作系 统移植工具,如 Yo c t o 、 Buildroot等
移植与优化效果: 提高系统稳定性、 降低功耗、提高性 能,满足实际应用 需求。
06
嵌入式网络通信技术
嵌入式网络通信技术的概述与分类
概述:嵌入式网 络通信技术是嵌 入式系统与网络 通信技术相结合 的产物,可以实 现嵌入式系统与 外部网络的互联 互通。
04
嵌入式软件开发基础
嵌入式软件开发流程
需求分析:明确系统需求,确定功能、 性能、接口等要求
系统设计:进行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ件和软件设计,包括 芯片选型、电路设计、软件架构设计等
编码实现:编写源代码,进行单元测试 和集成测试
测试验证:进行系统测试和性能测试, 确保系统稳定可靠
发布部署:将系统部署到目标设备上, 进行现场调试和优化
嵌入式系统的应用领域
工业控制:如自动化生产线、机器人等
医疗设备:如医疗仪器、医疗机器人等
智能家居:如智能家电、智能安防等
汽车电子:如车载导航、汽车电子控制单 元等
消费电子:如智能手机、平板电脑等 航空航天:如卫星、航天器等
03
嵌入式硬件平台
ARM处理器架构
ARM处理器架构是一种广泛应用于嵌入式系统的处理器架构 ARM处理器架构的特点是低功耗、高性能、低成本 ARM处理器架构的应用领域包括智能手机、平板电脑、物联网设备等 ARM处理器架构的发展趋势是向高性能、低功耗、高集成度方向发展
!嵌入式系统开发资料(入门必备)
获取更多权威电子书请登录ARM嵌入式系统开发综述ARM开发工程师入门宝典获取更多权威电子书请登录 前言嵌入式系统通常是以具体应用为中心,以处理器为核心且面向实际应用的软硬件系统,其硬件是整个嵌入式系统运行的基础和平台,提供了软件运行所需的物理平台和通信接口;而嵌入式系统的软件一般包括操作系统和应用软件,它们是整个系统的控制核心,提供人机交互的信息等。
所以,嵌入式系统的开发通常包括硬件和软件两部分的开发,硬件部分主要包括选择合适的MCU或者SOC 器件、存储器类型、通讯接口及I/O、电源及其他的辅助设备等;软件部分主要涉及OS porting和应用程序的开发等,与此同时,软件中断调试和实时调试、代码的优化、可移植性/可重用以及软件固化等也是嵌入式软件开发的关键。
嵌入式系统开发的每一个环节都可以独立地展开进行详细的阐述,而本文的出发点主要是为嵌入式开发的初学者者提供一个流程参考。
因为对于初学者在面对一个嵌入式开发项目的时候,往往面临着诸多困难,如选择什么样的开发平台?什么样的器件类型?在进行编译时怎样实现代码优化?开发工具该如何选择和使用?在进行程序调试时应该注意那些问题以及选择什么样的嵌入式OS 等等。
希望通过本文,能帮助初学者了解有关ARM嵌入式系统开发流程。
获取更多权威电子书请登录目录前言 (2)1 嵌入式开发平台 (4)1.1 ARM的开发平台: (4)1.2 器件选型 (7)2 工具选择 (11)3 编译和连接 (13)3.1 RVCT的优化级别与优化方向 (16)3.2 Multifile compilation (21)3.3调试 (22)4 操作系统 (23)4.1 哪里可以得到os 软件包 (Open Source and LinuxKernel) (25)4.2 安装镜像 (26)4.3 交叉编译 (26)总结 (27)获取更多权威电子书请登录 1 嵌入式开发平台通常嵌入式开发的平台主要包括基于SoC或MCU开发板,板上提供常用的外设、接口和其他功能模块,开发者一般根据自己的应用需要选择适合自己板级开发平台。
嵌入式系统设计与开发基础试卷
嵌入式系统设计与开发基础试卷(答案见尾页)一、选择题1. 嵌入式系统的核心是什么?A. 中央处理器(CPU)B. 内存(RAM)C. 输入输出设备D. 操作系统2. 嵌入式系统的开发过程通常不包括以下哪个阶段?A. 系统需求分析B. 硬件设计C. 软件开发D. 系统测试与调试3. 嵌入式系统通常用于控制哪些类型的设备?(多选)A. 家庭电器B. 汽车电子C. 医疗设备D. 个人电脑4. 在嵌入式系统开发中,硬件抽象层(HAL)的主要作用是什么?A. 提供设备驱动程序B. 实现操作系统与硬件之间的接口C. 进行系统级优化D. 管理系统资源5. 在嵌入式系统设计中,如何确保系统的可靠性和稳定性?A. 使用高质量的组件B. 提高系统时钟频率C. 增加冗余设计D. 缩短系统开发周期6. 在嵌入式系统开发过程中,为什么需要遵循良好的编程规范?A. 保证代码的可读性B. 提高代码的可维护性C. 减少开发时间D. 降低系统故障率7. 嵌入式系统的硬件通常包括哪些组件?A. CPU、内存、I/O设备B. 硬盘驱动器、键盘、显示器C. 显卡、声卡、网络接口卡D. 光驱、软驱、USB接口8. 以下哪个不是嵌入式系统的特点?A. 低功耗B. 实时性C. 可定制性D. 高性能9. 嵌入式系统的实时性是指什么?A. 系统能够在预定时间内响应外部事件B. 系统能够处理大量数据C. 系统具有高度的可扩展性D. 系统能够进行多任务处理10. 在嵌入式系统设计中,通常首先需要进行哪种类型的分析?A. 性能分析B. 功能分析C. 可靠性分析D. 体系结构分析11. 嵌入式系统的软件开发通常采用哪种方法?A. 面向过程B. 面向对象C. 事件驱动D. 瀑布模型12. 在嵌入式系统中,经常使用的编程语言有:A. CB. C++C. JavaD. Python13. 嵌入式系统中的通信协议通常用于哪些场景?A. 网络通信B. 人机交互C. 数据处理D. 图像处理14. 在嵌入式系统测试中,常用的测试方法有:A. 单元测试B. 集成测试C. 系统测试D. 性能测试15. 嵌入式系统的未来发展趋势可能包括:A. 更高的性能B. 更低的功耗C. 更强的可定制性D. 更多的联网功能16. 嵌入式系统的硬件通常包括哪几部分?A. CPU、内存、I/O设备B. CPU、内存、外部接口C. CPU、内存、操作系统D. CPU、内存、软件17. 在嵌入式系统中,通常使用哪种编程语言进行开发?A. CB. C++C. JavaD. Python18. 嵌入式系统设计中,常说的“实时性”是指什么?A. 系统能够在规定的时间内响应外部事件B. 系统能够处理大量数据C. 系统具有高度的可扩展性D. 系统具有低功耗19. 嵌入式系统中的通信方式通常有哪几种?A. 串行通信和并行通信B. 同步通信和异步通信C. 有线通信和无线通信D. 以上都是20. 在嵌入式系统的开发过程中,调试是一个重要的环节。
嵌入式软件工程师入门基础知识
嵌入式软件工程师入门基础知识嵌入式软件工程师是一种高端的职业,他们的作用是制造、设计和开发最先进的嵌入式系统。
这些系统常常在一些设备上使用,如智能手机、电视机、电子设备和工业设备等等。
作为嵌入式软件工程师,必须要具备一定的基础知识,以下是一些入门基础知识。
1. 学习嵌入式系统基础知识嵌入式软件工程师要首先掌握嵌入式系统的基础知识,如处理器、微控制器、嵌入式操作系统等等。
这些基础知识是开发嵌入式系统所必须的。
2. 掌握编程语言作为一名嵌入式软件工程师,必须熟练掌握C和C ++等编程语言,这两种语言是嵌入式系统开发所必须的编程语言。
3. 熟悉电子电路知识为了能够设计和开发嵌入式系统,嵌入式软件工程师还需要熟练掌握电子电路的知识。
这些知识包括数字电路、模拟电路、信号处理、嵌入式系统电路设计等等。
4. 掌握常用的开发工具开发嵌入式系统时,需要使用各种各样的工具,如调试器、编译器、仿真器等等。
嵌入式软件工程师必须要掌握这些工具,以便在开发嵌入式系统时能够使用这些工具。
5. 学会如何进行测试和调试在嵌入式系统开发中,测试和调试是非常重要的环节。
嵌入式软件工程师必须要学会使用各种测试和调试工具,以便能够快速地找出问题并进行修复。
6. 掌握版本控制系统在嵌入式系统开发中,版本控制系统是非常重要的。
这些系统可以让嵌入式软件工程师进行源代码管理,并且可以方便地协作开发项目。
总之,嵌入式软件工程师必须要具备一定的基础知识,包括嵌入式系统基础知识、编程语言、电子电路知识、常用的开发工具、测试和调试以及版本控制系统等等。
掌握这些知识可以帮助嵌入式软件工程师在开发嵌入式系统时更加得心应手。
嵌入式开发的基础步骤
嵌入式开发的基础步骤1.需求分析在进行嵌入式开发之前,首先要明确系统的需求。
这包括确定系统的功能、性能和可靠性要求,以及与外部设备和用户进行交互的接口要求。
2.系统设计系统设计是嵌入式开发的关键步骤之一、在系统设计阶段,开发人员需要确定系统的整体架构和硬件和软件的组成部分。
这包括选择适合的处理器、内存和其他外围设备,并设计系统的电路板布局。
3.硬件设计硬件设计是嵌入式开发中的重要环节。
在硬件设计阶段,开发人员需要根据系统设计的要求设计电路板,并确定各个芯片和接口的连接方式。
硬件设计还包括选择适当的传感器和执行器,并确定它们的接口和控制方式。
4.软件设计软件设计是嵌入式开发的核心步骤之一、在软件设计阶段,开发人员需要根据系统设计的要求编写软件代码。
这包括编写驱动程序、控制算法和用户界面等。
一般来说,嵌入式软件开发使用的编程语言包括C、C++和汇编语言等。
5.软硬件集成软硬件集成是将软件和硬件组合在一起,使其能够共同工作的过程。
在软硬件集成阶段,开发人员需要将编写的软件代码加载到嵌入式系统中,并通过调试和测试来确保软硬件的正确集成和协同工作。
6.系统测试系统测试是确保嵌入式系统按照设计要求正常运行的重要步骤。
在系统测试阶段,开发人员需要进行功能测试、性能测试和可靠性测试等。
这包括测试系统的输入输出功能、处理能力和稳定性等。
7.调试和优化在嵌入式开发的过程中,可能会遇到各种问题,例如软件错误、硬件故障和性能不足等。
在调试和优化阶段,开发人员需要通过分析和调试系统来解决这些问题,并进行性能优化以提高系统的稳定性和效率。
8.生产和部署在开发完成并经过测试后,嵌入式系统可以进入生产阶段。
在生产和部署阶段,开发人员需要将系统的硬件和软件复制到相应的设备中,并进行部署和安装。
这通常包括制造设备、编写用户手册和提供技术支持等。
总结起来,嵌入式开发的基础步骤包括需求分析、系统设计、硬件设计、软件设计、软硬件集成、系统测试、调试和优化以及生产和部署。
嵌入式系统-2-嵌入式软件基础
嵌入式软件体系结构
无操作系统的体系结构--轮询结构
轮询结构是最简单的结构,程序一次检查每个I/O设备,并且为需要服 务的设备提供服务。
特点:没有中断,没有共享数据,无须考虑延迟时间。例如在数字万用表中 用于连续的测量并可改变显示的内容。
缺点: • 如果一个设备需要比微处理器在最坏情况下完成一个循环的时间更短的响
嵌入式系统
第一部分 嵌入式系统基础
1.3 嵌入式系统软件基础
嵌入式软件分类 嵌入式软件体系结构 嵌入式软件开发 嵌入式软件开发实例
嵌入式软件分类
嵌入式软件
单线程程序
• 分支多 • 技术差系统
多任务系统
单机多任务系统
分布式系统
• 操作系统: Linux、μC/OS-II/III、VxWorks、Android、IOS、WinCE • 硬件平台: ARM、单片机、FPGA、DSP、POWERPC、XScale • 编程语言: C、C++、Object-C、Java、汇编
缺点:若某个较低优先级的运行时间较长,就有可能 影 响较高优先级函数的响应时间。
嵌入式软件体系结构
无操作系统的体系结构--有限状态机 (FSM,Finite State Machine)
控制门状态的有限状态机示意图:
优点: • 对小系统便于编程和理解。 • 以快速执行。 • 只是通过改变输出功能来改变机器的响应。
缺点:所有的任务代码以同样的优先级来执行。
嵌入式软件体系结构
无操作系统的体系结构--函数队列调度结构
在这种结构中,中断程序在一个函数指针队列中添加 一个函数指针,以供程序调用,主程序仅需要从该队列中读 取相应的指针并且调用相关的函数。
优点:该结构没有规定主程序必须按中断程序发生的顺序 来调用函数,主函数可以根据任何达到目的的优先级方案 来调用函数,这样人和需要更快响应的任务代码都可以被 更早地执行。
嵌入式软件开发笔试题目
嵌入式软件开发笔试题目
嵌入式软件开发笔试题目主要考察以下几个方面:
1.嵌入式系统基础:包括嵌入式系统的概念、特点、结构、组成、开发流程等。
2.嵌入式软件设计:包括嵌入式软件的设计方法、设计原则、设计规范等。
3.嵌入式软件开发语言:包括C、C++、Java等嵌入式软件开发语言的语法、关
键字、库函数等。
4.嵌入式软件开发工具:包括编译器、调试器、仿真器等嵌入式软件开发工具
的使用方法。
5.嵌入式软件开发常见问题:包括内存管理、中断处理、多任务处理等嵌入式
软件开发常见问题的解决方法。
以下是一些常见的嵌入式软件开发笔试题目:
嵌入式系统基础
1.什么是嵌入式系统?
2.嵌入式系统的特点是什么?
3.嵌入式系统的结构是什么?
4.嵌入式系统的组成是什么?
5.嵌入式系统的开发流程是什么?
嵌入式软件设计
1.嵌入式软件的设计方法有哪些?
2.嵌入式软件的设计原则有哪些?
3.嵌入式软件的设计规范有哪些?
嵌入式软件开发语言
1.C语言的关键字有哪些?
2.C++语言的关键字有哪些?
3.Java语言的关键字有哪些?
嵌入式软件开发工具
1.编译器的功能是什么?
2.调试器的功能是什么?
3.仿真器的功能是什么?
嵌入式软件开发常见问题
1.内存管理的策略有哪些?
2.中断处理的流程是什么?
3.多任务处理的策略有哪些?。
简述嵌入式系统软件开发的基本步骤
简述嵌入式系统软件开发的基本步骤
嵌入式系统软件开发的基本步骤包括:
1. 确定需求:确定嵌入式系统的功能和性能需求,包括系统的硬件平台、操作系统、通信接口等。
2. 设计系统架构:根据需求确定系统的整体架构,包括软件模块的划分、任务的调度以及与硬件的交互等。
3. 编写代码:根据系统设计,编写嵌入式系统的软件代码。
这包括低层驱动程序、中间件以及应用程序等。
4. 调试和验证:对编写的软件进行调试和验证,验证其功能和性能是否满足需求,并修复可能存在的错误。
5. 集成测试:将软件与硬件进行集成测试,以确保软件与硬件之间的正常交互,整个系统能够按预期工作。
6. 优化和性能调优:对软件进行优化和性能调优,以提高系统的响应速度、资源利用率等。
7. 发布和部署:将开发完成的嵌入式系统软件发布,并进行部署到目标硬件平台上,使其正式投入使用。
8. 维护和更新:嵌入式系统的软件需要进行维护和更新,包括修复漏洞、增加新功能、优化性能等。
这个过程是一个不断迭
代的过程,随着需求不断变化和发展,软件需要不断更新和维护。
《嵌入式软件开发》课件
VxWorks是一种实时操作系统,广泛应用于航空航天、军事等领域。 它具有高度的可靠性和实时性,能够满足严苛的实时任务需求。
03
Android
Android是一种基于Linux的开源操作系统,主要用于移动设备。由于
其开放性和丰富的应用生态,Android也被广泛应用于嵌入式领域,如
智能家居、物联网设备等。
数据加密、数据备份与恢复
数据安全与隐私保护问题是嵌入式软 件开发中不可忽视的问题之一。由于 嵌入式系统通常涉及到敏感数据和隐 私信息,如果程序中存在数据泄露或 数据损坏问题,会导致严重的信息安 全和隐私侵犯问题。
解决方案: 对敏感数据进行加密处理 ,使用数据备份与恢复机制,确保数 据的完整性和安全性。同时加强用户 隐私保护意识,避免敏感信息的泄露 和滥用。
时钟管理问题
时钟不准确、时钟同步
时钟管理问题也是嵌入式软件开发中常见的问题之一。由于嵌入式系统 的时钟资源有限,如果程序中存在时钟不准确或时钟同步问题,会导致
系统时间错误或数据采集错误。
解决方案: 使用高精度时钟源,优化时钟配置,实现时钟同步和校准, 确保系统时间的准确性。
多任务并发问题
01
任务优先级、任务同步
外设接口
用于连接外部设备,扩展嵌入 式系统的功能。
嵌入式系统的软件架构
操作系统
负责资源管理和任务调度,提供系统服务。
驱动程序
用于管理硬件设备,实现与操作系统的通信 。
应用程序
实现特定功能的软件,直接与硬件交互。
嵌入式中间件
提供跨平台的通信和数据交换服务。
嵌入式软件开发工具与环境
IDE(集成开发环境)
《嵌入式软件开发》PPT课 件
嵌入式软件开发技术与方法 PPT课件
30%
20%
10%
0% 4-bits
8-bits 16-bits 32-bits 64-bits Special
Programming Languages
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Assemble C language C++
Java
language
1998-99 1999-00 2000-01
28
软件仿真开发环境
嵌入式软件开发人员只需要了解所使用的编程 语言、编译器及其使用方法、操作系统系统 API接口及系统函数,就可以实施并完成嵌入 式软件的程序设计,生成虚拟机环境下可运行 的可执行程序。
可以在宿主机环境下查看到运行的结果,进行 运行结果的分析,并反复进行软件的调试,最 终生成一个认可的可执行软件。待时机条件具 备时安装到目标机上运行。
与动态连接库或运行时库进行链接,生成一个可执 行程序,作为文件存放在磁盘上。 运行:通过操作系统的加载程序,将可执行文件从 磁盘加载到内存,运行。 桌面系统可运行许多程序,可快速容易地加载运行。
19
如何构建嵌入式应用程序-2
嵌入式系统软件
工具 软件组件 过程:编译器或汇编器产生一个或多个目标文件,
29
实时软件分析设计方法
嵌入式实时软件系统的生命周期分为以下几个阶段: 需求分析与详细说明:对系统功能及性能的需求进行
描述。 系统设计:任务分解, 定义任务间接口关系。 任务设计:按模块方式设计每个任务,定义模块间接
口。 模块设计与实现:完成每个模块的详细设计、编码和
单元测试。 任务与系统集成:任务单独运行及并发运行调试,查
嵌入式软件开发
嵌入式软件开发嵌入式软件开发是指针对嵌入式系统设计和开发的软件编程过程。
嵌入式系统可以理解为嵌入到其他设备或系统中的电子系统,其目的是用于控制、监测或实现特定功能。
嵌入式软件则是运行在嵌入式系统上的程序,用于控制硬件、实现特定功能和满足系统需求。
在嵌入式软件开发过程中,需要良好的系统理解、硬件知识以及软件编程技能。
下面将从系统需求分析、软件设计、编码与调试、测试和维护等方面,介绍嵌入式软件开发的关键步骤。
系统需求分析在进行嵌入式软件开发之前,首先需要对系统进行全面的需求分析。
这包括了对嵌入式系统的功能需求、性能要求、硬件限制、可靠性要求等等进行详细的了解。
通过需求分析,可以明确系统的功能和特性,为后续的软件设计和开发奠定基础。
软件设计软件设计是嵌入式软件开发的关键环节之一。
在软件设计过程中,需要结合系统需求和硬件特性,对软件进行模块化设计和架构设计。
其中,模块化设计指的是将软件拆分为多个功能独立的模块,以便于开发和测试;架构设计则是确定系统中各个模块之间的关系和交互方式,确保软件在整体上能够满足系统需求。
编码与调试在软件设计完成后,接下来是编码与调试阶段。
在编码过程中,需要根据软件设计的要求,使用相应的编程语言和开发工具进行开发。
编码完成后,需要进行调试,检查和修复软件中的错误和缺陷。
调试是一个耗时而重要的阶段,通过调试可以确保软件的功能能够正常运行,并保证软件的稳定性和可靠性。
测试测试是嵌入式软件开发过程中不可或缺的一环。
通过针对软件的功能性测试、性能测试、可靠性测试等等,对软件进行全面的验证和评估。
测试可以发现软件中的潜在问题和缺陷,并及时进行修复和改进。
在测试阶段,可以采用单元测试和系统测试等不同的方法,以确保软件在各个方面都能够达到预期的要求。
维护嵌入式软件开发的最后一个环节是维护。
维护是指在软件开发结束后,对软件进行长期的管理和维护工作。
这包括了软件版本管理、bug修复、功能更新和性能优化等等。
嵌入式系统软硬件架构和开发流程
嵌入式系统软硬件架构和开发流程软硬件架构是嵌入式系统的核心组成部分,它由软件和硬件两部分构成。
软件部分包括操作系统、应用程序和驱动程序等,而硬件部分包括中央处理器、存储器、输入输出接口和外围设备等。
在嵌入式系统中,软硬件之间需要进行紧密的协作,以实现系统的功能需求。
软件通过驱动程序和操作系统的支持,使用硬件提供的接口与外围设备进行通信。
而硬件则通过中央处理器执行软件指令,将结果存储在内存中,或通过输入输出接口与外部设备进行交互。
首先,在需求分析阶段,开发团队需要与用户进行沟通,了解系统的功能需求和性能指标。
然后,根据需求分析结果,确定系统的整体架构和组成部分。
接下来,在系统设计阶段,开发团队将根据需求分析的结果,设计系统的软硬件架构。
在软件设计方面,需要确定操作系统、应用程序和驱动程序的功能和接口,并确定软件和硬件之间的通信方式。
在硬件设计方面,则需要确定中央处理器的型号和频率、存储器的类型和容量、输入输出接口的数量和类型等。
然后,在软硬件开发阶段,开发团队将分别进行软件和硬件的开发工作。
在软件开发方面,需要编写操作系统、应用程序和驱动程序,并进行调试和测试。
在硬件开发方面,则需要进行电路设计、原型制作和测试等工作。
在验证测试阶段,开发团队将对系统进行全面的测试和验证,以确保系统的功能和性能满足需求。
测试的内容包括功能测试、性能测试和稳定性测试等。
最后,在部署维护阶段,开发团队将系统部署到实际的硬件设备中,并进行维护和更新。
维护包括修复系统中的bug、优化系统的性能和功能等。
总之,嵌入式系统的软硬件架构和开发流程是一个高度协同的过程。
软硬件之间需要紧密配合,以实现系统功能和性能的要求。
通过明确的开发流程和合理的架构设计,可以确保嵌入式系统的质量和可靠性。
基于STM32的嵌入式软件开发基础-实验指导书(经典)
基于STM32的嵌⼊式软件开发基础-实验指导书(经典)实验⼀基于STM32的嵌⼊式软件开发基础实验⼀、实验⽬的1 、掌握嵌⼊式软件开发流程2 、学会使⽤嵌⼊式软件开发⼯具3 、学会使⽤⽆限循环架构开发简单的嵌⼊式应⽤程序4 、学会使⽤单步⁄全速运⾏、设置断点和观察变量⁄寄存器等⽅法调试嵌⼊式应⽤程序5 、掌握通⽤数字输⼊输出(GPIO)和系统定时器(SysTick)的软件开发⽅法6 、理解发光⼆极管(LED)和按键(Push Button)的驱动原理7 、掌握常⽤的延时(Delay)实现技巧⼆、实验环境1 、硬件:ALIENTEK STM32F103嵌⼊式开发板2 、软件:REALVIEW MDK或IAR EWARM三、实验内容1 、LED点亮实验:使⽤GPIO的相关知识,设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序,点亮开发板上绿⾊LED和红⾊LED;2 、流⽔灯实验⼀:使⽤GPIO和延时循环,设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序,使开发板上的绿⾊LED和红⾊LED先后轮流闪烁;3 、按键控制LED实验:使⽤GPIO的相关知识,设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序,实现以下功能:1 )当按下WK_UP按键时,开发板上的绿⾊LED点亮;当释放WK_UP按键时,开发板上的绿⾊LED熄灭;2 )当按下KEY1按键时,开发板上的红⾊LED点亮;当释放KEY1按键时,开发板上的红⾊LED熄灭;3 )当同时按下WK_UP和KEY1按键时,开发板上的红⾊LED和黄⾊LED同时点亮;当同时释放WK_UP和KEY1按键时,开发板上的红⾊LED和黄⾊LED同时熄灭;4 、流⽔灯实验⼆:使⽤GPIO和SysTick的相关知识,设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序,使开发板上的绿⾊LED和红⾊LED先后轮流闪烁,每个LED点亮和熄灭的时间各为1s,并在程序中定义⼀个8位⽆符号变量来记录红⾊LED闪烁的次数;调试程序,在REALVIEW MDK或IAR EWARM的调试界⾯中,通过在程序中设置断点,并打开变量观察窗⼝,加⼊对应的变量,全速运⾏,随着红⾊LED的闪烁,跟踪⽤来记录红⾊LED闪烁次数的8位⽆符号变量的变化情况;四、硬件设计1 、发光⼆极管(LED )与嵌⼊式微控制器(STM32F103)的接⼝电路2 、按键与嵌⼊式微控制器(STM32F103)的接⼝电路五、软件设计1 、LED 点亮实验程序:程序(略)2 、流⽔灯实验⼀程序:程序(略)3 、按键控制LED 实验程序:程序(略)4 、流⽔灯实验⼆程序:程序(略)六、实验结果1 、LED 点亮实验结果:⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果2 、流⽔灯实验⼀结果:⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果3 、按键控制LED 实验结果:⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果4 、流⽔灯实验⼆结果:⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果(调试界⾯中断点设置和变量观察窗⼝的截图) PA8 PD2PA15 PA13实验⼆基于STM32的嵌⼊式软件开发⾼级实验⼀、实验⽬的1 、了解中断控制器(NVIC)的内部结构和⼯作原理2 、深⼊理解中断机制,学会编写中断服务函数3 、学会使⽤中断服务函数开发基于前后台架构的较复杂的嵌⼊式应⽤程序4 、掌握串⾏通信的原理,掌握通⽤同步串⾏收发器(USART)的软件开发⽅法5 、熟悉模数转换的过程和性能指标,掌握模数转换器(ADC)的软件开发⽅法⼆、实验环境1 、硬件:ALIENTEK STM32F103嵌⼊式开发板2 、软件:REALVIEW MDK或IAR EWARM三、实验内容1 、LED闪烁实验:使⽤NVIC(含SYSTICK)和GPIO的相关知识,编写中断服务函数,并开发基于前后台架构的嵌⼊式应⽤程序,使开发板上绿⾊LED每1s闪烁⼀次;2 、串⼝输出实验:使⽤USART的相关知识,设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序,通过USART1向PC 的串⼝发送“Hello World!”,其中USART1和串⼝的波特率设置为115200bps,数据格式设置为8位数据位、⽆奇偶校验位、1位停⽌位和⽆数据流控制;在PC上运⾏串⼝调试助⼿,找到对应的COM⼝并作设置波特率和数据格式后打开,再运⾏开发板上的程序,观察串⼝调试助⼿中接收区的数据,验证程序的运⾏结果;3 、MCU温度检测实验:使⽤NVIC(含SYSTICK)、USART和ADC的相关知识编写程序,编写中断服务函数,并开发基于前后台架构的嵌⼊式应⽤程序,每隔1s通过⽚内温度传感器和模数转换器(ADC)检测MCU的温度并通过USART1将其输出到PC的串⼝上;在PC上运⾏串⼝调试助⼿,找到对应的COM⼝并作相应设置后打开,再运⾏开发板上的程序,观察PC上串⼝调试助⼿中接收区的数据变化情况,验证程序的运⾏结果;四、硬件设计1 、发光⼆极管(LED)与嵌⼊式微控制器(STM32F103)的接⼝电路PA8PD22 、按键与嵌⼊式微控制器(STM32F103)的接⼝电路3 、嵌⼊式微控制器(STM32F103)的温度传感器和ADC 的模块图五、软件设计1 、LED 闪烁实验:程序(包括主函数源⽂件和中断服务函数源⽂件)2 、串⼝输出实验:程序(略)3 、MCU 温度检测实验:程序(包括主函数源⽂件和中断服务函数源⽂件)六、实验结果 1 、LED 闪烁实验:⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果2 、串⼝输出实验:⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果(程序运⾏中PC 上串⼝调试助⼿的截图) 3 、MCU 温度检测实验:⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果(程序运⾏中PC 上串⼝调试助⼿的截图)PA15。
ARM嵌入式软件开发教程
ADS默认的标准C库
ANSI C 应用程序调用的C库 函数 eg: fputc()
C Library 设备驱动层 使用semihosting SWI’s eg: _sys_write()
input/ output
error handling
stack & heap setup
other
Debug Agent
可查看在ADS Embedded example目录下的retarget.c,可看到更多的重定向例子 你可以确定有不在连接时使用semihosting SWI 的吗?…...
TM
9
9
火龙果 整理
消除C库函数中的semi hosting
为了确保在连接时没有函数使用了semi hosting SWIs ,你可以在程序中加入 下面的句子:
TM
13
13
火龙果 整理
Scatter 描述文件
LOAD_ROM 0x0000 0x4000 { EXEC_ROM 0x0000 0x4000 { * (+RO) } RAM 0x10000 0x8000 { * (+RW,+ZI) } } Execute View
0x18000
火龙果 整理
嵌入式软件开发
TM
1
火龙果 整理
嵌入式开发过程
hello world
“PC软件”
独立的嵌入式应用
当程序员开始开发一个基于ARM应用的时候,你可以使用ARM的ADS编写类似于 “HELLO WORLD”的程序,使用ARMulator或者在评估板上来调试,但当你把他 移植到独立的嵌入式应用设备中时,下面这些问题就成为我们首要考虑的:
嵌入式软件开发基础实验报告 4×4键盘控制
上海电力学院嵌入式软件开发基础实验报告题目:【ARM】 4x4 键盘控制实验专业:电子科学与技术年级:姓名:学号:一、实验目的通过实验掌握键盘控制与设计方法。
熟练编写ARM 核处理器S3C44B0X 中断处理程序。
二、实验设备硬件:Embest EduKit-III 实验平台,Embest ARM 标准/增强型仿真器套件,PC 机。
软件:Embest IDE Pro ARM 集成开发环境,Windows 98/2000/NT/XP三、实验内容使用实验板上5x4 用户键盘,编写程序接收键盘中断。
通过IIC 总线读入键值,并同将读到的键值发送到串口。
四、实验原理用户设计行列键盘接口,一般常采用三种方法读取键值。
一种是中断式,另两种是扫描法和反转法。
中断式在键盘按下时产生一个外部中断通知CPU,并由中断处理程序通过不同的地址读取数据线上的状态,判断哪个按键被按下。
本实验采用中断式实现用户键盘接口。
扫描法对键盘上的某一行送低电平,其他为高电平,然后读取列值,若列值中有一位是低,表明该行与低电平对应列的键被按下。
否则扫描下一行。
反转法先将所有行扫描线输出低电平,读列值,若列值有一位是低,表明有键按下;接着所有列扫描线输出低电平,再读行值。
根据读到的值组合就可以查表得到键码。
五、实验设计1. 键盘硬件电路设计(1) 键盘控制电路(2) 工作过程键盘动作由芯片ZLG7290 检测,当键盘按下时,芯片检测到后在INT 引脚产生中断触发电平通知处理器,处理器通过IIC 总线读取芯片中保存的键值。
六、实验操作步骤1. 准备实验环境使用Embest 仿真器连接目标板,使用Embest EduKit-III 实验板附带的串口线,连接实验板上的UART0 和PC 机的串口。
2. 串口接收设置在PC 机上运行windows 自带的超级终端串口通信程序(波特率115200、1 位停止位、无校验位、无硬件流控制);或者使用其它串口通信程序。
嵌入式软件开发流程
嵌入式软件开发流程一、嵌入式软件开发流程1.1 嵌入式系统开发概述由嵌入式系统本身的特性所影响,嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。
嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分,其总体流程图如图1.1所示。
图1.1 嵌入式系统开发流程图在系统总体开发中,由于嵌入式系统与硬件依赖非常紧密,往往某些需求只能通过特定的硬件才能实现,因此需要进行处理器选型,以更好地满足产品的需求。
另外,对于有些硬件和软件都可以实现的功能,就需要在成本和性能上做出抉择。
往往通过硬件实现会增加产品的成品,但能大大提高产品的性能和可靠性。
再次,开发环境的选择对于嵌入式系统的开发也有很大的影响。
这里的开发环境包括嵌入式操作系统的选择以及开发工具的选择等。
本书在4.1.5节对各种不同的嵌入式操作系统进行了比较,读者可以以此为依据进行相关的选择。
比如,对开发成本和进度限制较大的产品可以选择嵌入式Linux,对实时性要求非常高的产品可以选择Vxworks等。
由于本书主要讨论嵌入式软件的应用开发,因此对硬件开发不做详细讲解,而主要讨论嵌入式软件开发的流程。
1.2 嵌入式软件开发概述嵌入式软件开发总体流程为图4.15中“软件设计实现”部分所示,它同通用计算机软件开发一样,分为需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件实现和软件测试。
其中嵌入式软件需求分析与硬件的需求分析合二为一,故没有分开画出。
由于在嵌入式软件开发的工具非常多,为了更好地帮助读者选择开发工具,下面首先对嵌入式软件开发过程中所使用的工具做一简单归纳。
嵌入式软件的开发工具根据不同的开发过程而划分,比如在需求分析阶段,可以选择IBM的Rational Rose等软件,而在程序开发阶段可以采用CodeWarrior(下面要介绍的ADS 的一个工具)等,在调试阶段所用的Multi-ICE等。
同时,不同的嵌入式操作系统往往会有配套的开发工具,比如Vxworks有集成开发环境Tornado,WindowsCE的集成开发环境WindowsCE Platform等。
最新嵌入式系统软件开发技术PPT课件
Linux驱动程序的加载方式
驱动程序直接编译入内核
驱动程序在内核启动时就已经在内存中 可以保留专用存储器空间
驱动程序以模块形式存储在文件系 统里,需要时动态载入内核
驱动程序按需加载,不用时节省内存 驱动程序相对独立于内核,升级灵活
Linux驱动程序模块加载
Linux驱动程序开发的任务
应用程序通过dev文件节点访问驱动 程序
应用程序通过proc文件节点可以查 询设备驱动的信息
驱动程序位置
驱动程序位于drivers目录下 通常驱动程序占kernel代码的50% Linux设备驱动程序在Linux的内核源代码中占有很大的比例,
源代码的长度日益增加,主要是驱动程序的增加。 在Linux内核的不断升级过程中,驱动程序的结构还是相对
“自底向上”地实现BSP中的初始化操作 “自顶向下”地设计硬件相关的驱动程序
BSP设计方法的不足与改进
目前BSP的设计与实现主要是针对某些特定的 文件进行修改
直接修改相关文件容易造成代码的不一致性, 增加软件设计上的隐形错误,从而增加系统调 试和代码维护的难度
解决这个问题的一个可行办法是:设计实现一 种具有图形界面的BSP开发设计向导,由该向 导指导设计者逐步完成BSP的设计和开发,并 最终由向导生成相应的BSP文件,而不再由设 计人员直接对源文件进行修改。
Linux驱动程序的开发环境
本机编译调试
开发环境配置简单 无需网络环境 适用于配置较高的x86机器
主机+目标机
主机可以自由选择Linux或Windows+Cygwin 主机和目标机通过网络共享文件系统 内核崩溃不会影响主机
Linux驱动程序的开发环境(续)
主机+目标机环境包括 主机运行的工具链∶cross gcc + glibc + gdb, 如果是windows主机还要有cygwin仿真环境 主机运行远程服务,常用的有tftp用来传送内 核映像、initrd,NFS用来共享文件系统 目标机运行ssh或telnet等远程登陆服务,用来 调试驱动程序
嵌入式软件开发与物联网技术实践培训ppt与应用(精)
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发展历程
物联网概念起源于1999年,经过20多年的发展,已经成 为全球信息产业第三次浪潮的核心技术之一。
应用领域
物联网技术已经广泛应用于智能家居、智慧城市、工业 4.0、智慧医疗、智慧交通等领域。
物联网体系结构
01
02
03
感知层
通过传感器、RFID等技术 手段,实现对物理世界的 感知和数据采集。
网络层
特点
嵌入式系统通常具有实时性、专用性、微型化、低功耗等特 点,广泛应用于工业控制、智能家居、医疗设备等领域。
嵌入式软件开发流程
系统设计
根据需求进行系统设计,包括 硬件选型、操作系统选择、软 件架构设计等。
测试与调试
对开发完成的软件进行测试与 调试,确保软件功能正确、性 能稳定。
需求分析
明确系统需求,包括功能、性 能、接口等方面的要求。
安全与隐私保护案例
智能家居、智能医疗等领域的安全与隐私保护实践案例。
05 嵌入式软件开发与物联网 技术融合应用
智能家居系统设计与实现
智能家居系统概述
01
介绍智能家居系统的概念、组成、功能和发展趋势。
嵌入式软件开发在智能家居中的应用
02
阐述嵌入式软件开发在智能家居系统中的作用,包括设备控制
、数据处理、通信协议等方面的应用。
通过互联网、移动通信网 等网络基础设施,实现数 据的传输和交换。
应用层
基于云计算、大数据等技 术,对数据进行处理和分 析,提供智能化应用服务 。
物联网关键技术
传感器技术
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执行程序内部细节
9 int main(int argc, char *argv[])
10 {
11 static char zero_data_2 [1024];
12 int i;
13 char stack_data_1[100];
14 char stack_data_2[] = {"Init stack Data"};
链接(Link)
链接(Link)过程将汇编成的多个 机器代码组合成一个可执行程序。一般 来说,通过编译和汇编过程,每一个源 文件将生成一个目标文件。链接器的作 用就是将这些目标文件组合,组合的过 程包括了代码段、数据段等部分的合并, 以及添加相应的文件头。
6.3 调试工具和方法
嵌入式调试的特点 打印调试信息 JTAG调试 远程gdb调试
调试器
编译(Compile)
编译(Compile)是指从高级语言转换成 汇编语言的过程。从本质上编译是一个文本 转换的过程(从文本文件到文本文件)。编 译包含了C语言的语法解析和生成汇编语言 两个步骤。
。
汇编 (Assemble)
汇编(Assemble)是指从汇编语言 程序生成目标系统的二进制代码(机器 代码)的过程。相对于编译过程的语法 解析,汇编的过程相对简单。这是因为 对于一款特定的处理器,其汇编语言和 二进制的机器代码是一一对应的。
嵌入式应用的生成特点பைடு நூலகம்
C代码 编译器 汇编代码 汇编器 机器代码 链接器 可执行程序
ADS:armcc.exe\tcc.exe Linux: arm-liunx-gcc
ADS:armasm.exe Linux: arm-linux-as
ADS:armlink.exe Linux: arm-linux-ld ADS:armsd.exe 或axd.exe Linux: gdb \ gdb server
JTAG调试
JTAG是Joint Test Action Group的简称。 JTAG使用边界扫描(Boundary-Scan)的 方式调试:在正常的运行状态下,这些边 界扫描寄存器对于芯片是透明的;在调试 的运行状态下,通过这些边界扫描寄存器 单元,可以实现对芯片输入输出信号的观 察和控制。
远程GDB调试
25 }
26 for(i=0;i<1024;i++)
在远程GDB调试中,调试器是运行在主机 (host,桌面电脑)的应用程序, 被调试的程序 是运行在目标(target)上。它通过插桩(stub)的 方式实现,即在目标操作系统和调试器内分别加 入某些功能模块,二者互通信息来进行调试。调 试器与被调程序的通信: Gdb和调试stub通过 GDB串行协议进行通信。
第6章 嵌入式软件开发基础
第6章 嵌入式软件开发基础
6.1 嵌入式软件开发语言 6.2 嵌入式软件开发流程 6.3 调试工具和方法 6.4 C语言程序的结构 6.3 仿真环境
6.1 嵌入式软件开发语言
汇编(与体系结构相关) C语言(最常用语言) C++语言(面向对象,C语言的扩展) JAVA(面向对象,可移植性强) 脚本语言(不需要编译)
6.2 嵌入式软件开发流程
嵌入式应用的生成特点 编译 汇编 链接 加载程序
嵌入式应用的生成特点
C语言程序的生成分成编译、汇编、 链接等几个步骤。最终的目标文件的主要 部分是处理器可执行的机器代码组合。
根据系统的不同,目标文件除了可执 行的二进制代码部分外,可能还包括一定 的头。
嵌入式应用的生成特点
嵌入式调试的特点
在嵌入式系统中,调试的概念相对复杂。对 于其调试过程,程序主体运行在目标机上,主机 所起的作用是获得程序运行中的信息,并通过人 工或者程序的方式分析这些信息。因此嵌入式调 试的基础是需要一条从主机到目标机的通讯通道。
主机
程序运行信息 控制命令
通信通道
目标机
打印调试信息
打印调试信息是基本的调试方式, printf()标准输出,在嵌入式系统中, 这种输出的通讯通道可能是串口或者 网络协议。在某些系统中,没有实现 标准输出,这就需要开发者自己开发 调试手段。
RO data (只读数据段)
RW data (读写数据段)
代码段 数据段
执行程序内部细节
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 4 const char ro_data[1024]={"This is readonly data"}; 5 char rw_data_1[1024]={"This is global readwrite data"}; 6 static char rw_data_2[1024]={"This is internal readwrite data"}; 7 static char zero_data_1[1024]; 8
6.4 C语言程序的结构
C语言目标文件中的段 执行程序内部细节 目标文件各段的链接 C语言程序的执行
C语言目标文件中的段
C语言的目标文件一般包含三个主体段: 代码段(Code,又称Text) 只读数据段(RO Data) 读写数据段(RW Data)
只读区 读写区
Code (代码段)
集成开发环境:
ADS(Arm Developer Suite),主要需要使用以下工具: 编译器:armcc.exe(编译成ARM指令汇编)和
tcc.exe(编译成Thumb指令汇编) 汇编器:armasm.exe 链接器:armlink.exe ARM-Linux GCC交叉编译系统,则主要使用以下工具: 编译器:arm-lixux-gcc(可以统一编译-汇编过程) 汇编器:arm-linux-as 链接器:arm-linux-ld
15 char* memptr;
16 memptr = (char *)malloc(1024);
17 if(NULL == memptr)
18 {
19
printf("malloc error\n");
20
return -1;
21 }
22 else
23 {
24
printf("malloc successfully\n");