4、嵌入式程序设计基础
《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
嵌入式系统设计的基础知识
嵌入式系统设计的基础知识嵌入式系统是指嵌入到其他设备中，完成特定功能的计算机系统。
常见的嵌入式系统包括智能手机、数字电视机顶盒、汽车电子、工业自动化等领域。
因为嵌入式系统通常空间、能耗、成本要求都非常严苛，所以它们和通用计算机相比有很多不同之处。
本文将从嵌入式系统设计的角度，介绍嵌入式系统设计的基础知识。
一、嵌入式系统的硬件设计基础知识嵌入式系统的硬件设计是指对嵌入式系统的各个硬件组成部分进行设计、选型、集成、排布的过程。
嵌入式系统的硬件设计必须考虑以下几个方面。
1.芯片选型单片机（MCU）是嵌入式系统常用的芯片，由于嵌入式系统对芯片的集成度要求很高，常用的MCU都集成了很多模拟和数字外设如模数转换器（ADC）、通用异步收发器（UART）、同步串行收发器（SPI）、I2C接口等，可以很方便地与外部设备进行通讯。
当然，其他器件如FPGA、DSP等也可以作为嵌入式系统的芯片。
2.电源选择嵌入式系统的电源选择不仅要考虑芯片的输入电压特性，还要考虑嵌入式系统的整体功耗和稳定性，特别是对于多电压需求的系统更要注意电源的设计。
3.尺寸和布局嵌入式系统的尺寸和布局既要考虑外部尺寸限制，又要考虑内部线路的布局和信号的传输特性。
因为一旦系统原型被制作出来，改动就会变得十分困难，这就要求硬件设计人员对布局的精确把握和对参数的准确计算。
4.时钟电路嵌入式系统内的各个部件需要同步，通常需要一个精确的时钟电路驱动。
在时钟电路的设计中，要考虑功耗、抗干扰性等因素。
二、嵌入式系统的软件设计基础知识嵌入式系统的软件设计是指嵌入式系统的固件设计、操作系统选择和软件架构的设计等多个方面。
在开发嵌入式系统时，软件设计是非常重要的一个环节。
1.固件设计在开发嵌入式系统时，需要编写固件程序，这是嵌入式系统的基础软件。
固件程序通常被编写在C语言或某些汇编语言中。
编写固件程序时，需要考虑程序的规模、执行速度、可维护性、代码安全性等多重因素。
第四章 基于ARM的嵌入式程序设计
.end
.include “filename” .align {alignment} {， fill} {，max}
标记汇编文件的结束行，即标号后的代码不作处理。
将一个源文件包含到当前源文件中。 通过添加填充字节使当前位置满足一定的对齐方式。
宏及条件编译控制伪操作
伪操作 语法格式
.macro acroname ｛ parameter ｛ ， parameter｝…｝ … .endm
4.1.1两种常见的ARM编译开发环境
ADS/SDT IDE 开发环境：它由 ARM 公司开发， 使用了CodeWarrior公司的编译器； 集成了 GNU 开发工具的 IDE 开发环境：：它 由GNU的汇编器as、交叉编译器gcc、和链接器 ld等组成。
4.1.2ADS编译环境下的伪操作和宏指令
CODE32
name EQU expr｛，type｝
AREA … sectionname｛，attr｝｛，attr｝
作用
告诉汇编编译器后面的指令序列为16位的Thumb指令 告诉汇编编译器后面的指令序列为32位的ARM指令。
为数字常量、基于寄存器的值和程序中的标号（基于PC的值）定义一个字符名称 , 类似于C语言中的＃define宏定义。
GBLA GBLL GBLS LCLA LCLL LCLS
语法格式
GBLA Variable GBLL Variable GBLS Variable LCLA Variable LCLL Variable LCLS Variable
作用
声明一个全局的算术变量，并将其初始化成0。 声明一个全局的逻辑变量，并将其初始化成{FALSE}。 声明一个全局的字符串变量，并将其初始化成空串“”。 声明一个局部的算术变量，并将其初始化成0。 声明一个局部的逻辑变量，并将其初始化成{FALSE}。 声明一个局部的串变量，并将其初始化成空串“”。
嵌入式系统课程教学大纲
课程编号：“嵌入式系统设计”课程教学大纲Embeded System Design Course Outline50学时 3学分一、课程的性质、目的及任务嵌入式系统设计是计算机科学与技术专业的一门专业基础课程。
随着后PC时代的到来，以高速度、高可靠、低功耗为特征的嵌入式系统的应用日益广泛和深入，嵌入式系统设计在计算机科学与技术专业课程体系中的地位愈发重要。
通过本课程的学习，掌握嵌入式系统的组成和基本原理、ARM体系结构特点、嵌入式系统设计的一般原理及方法、以及嵌入式操作系统的基本原理及应用等。
二、适用专业——计算机科学与技术三、先修课程——计算机组成原理、微型计算机技术、汇编语言、C语言程序设计四、课程的基本要求通过本课程的学习，学生应能达到下列要求：1.掌握嵌入式系统的概念、体系结构、系统组成及设计方法；2.掌握ARM7的微处理器结构和指令系统以及嵌入式系统的分析与设计方法，了解嵌入式操作系统和嵌入式网络技术；3.掌握以S3C44B0系列嵌入式微处理器的硬件资源、指令系统，并以它为核心，能够进行实际系统的设计与分析；4.通过实例学习，重点掌握嵌入式系统的应用开发。
五、课程的教学内容(一)课堂讲授的教学内容0．绪论嵌入式系统开发基础（基本概念、组成结构、硬件组成、操作系统、应用软件开发、嵌入式系统开发流程）1．ARM体系结构及汇编指令集ARM技术概述；ARM处理模式和状态、ARM存储器组织、ARM异常中断；ARM寻址方式；ARM指令集、Thumb 指令集、ARM汇编程序规范、ARM汇编程序特点2．基于ARM的嵌入式系统程序设计基础ARM汇编语言程序设计、嵌入式C语言程序设计及技巧、C语言与汇编语言混合编程、基于ARM的软件开发环境3．基于ARM核微处理器S3C44B0X的扩展接口技术S3C44B0X微处理器及其硬件开发平台、基于S3C44B0X的嵌入式系统体系结构；存储器扩展接口、UART异步串行接口、USB设备接口、通用I/O口应用、A/D和D/A接口应用。
嵌入式系统的设计流程与步骤
嵌入式系统的设计流程与步骤嵌入式系统是指集成了计算机硬件与软件的特定功能系统，广泛应用于各种领域，如家电、汽车、医疗设备等。
设计一种高效、稳定、可靠的嵌入式系统是复杂而关键的任务。
本文将介绍嵌入式系统设计的流程与步骤。
1.需求分析在设计任何系统之前，首先需要进行需求分析。
嵌入式系统设计亦不例外。
需求分析的目的是确定系统需要完成的功能和性能要求。
这一步骤需要与客户或最终用户沟通，明确系统的目标和用户的需求。
通过详细了解用户的要求，设计团队可以为系统确定关键特性并制定开发计划。
2.系统架构设计系统架构设计是嵌入式系统设计的重要一步。
在这一阶段，设计团队将确定系统应包含的模块、子系统及其间的交互方式。
系统架构设计需要考虑到硬件与软件的集成、数据流和处理逻辑等因素。
同时，设计团队还需考虑到系统的可扩展性和可维护性，以便将来对系统的升级和维护工作。
3.硬件设计硬件设计是嵌入式系统设计的核心环节之一。
在硬件设计阶段，设计团队将确定系统所需的主要部件和器件。
这些部件和器件的选择要考虑到系统性能要求、功耗、成本等因素。
设计团队还需要绘制硬件电路图和进行仿真测试，以确保硬件设计的正确性和稳定性。
4.软件设计软件设计是嵌入式系统设计的另一重要环节。
在软件设计阶段，设计团队将根据系统需求和硬件设计结果，编写嵌入式软件。
这个过程包括系统功能的编程、实时任务的调度和优化，以及与硬件进行交互的驱动程序的编写。
软件设计的目标是实现系统功能并保持系统的高效性和可靠性。
5.系统集成与调试在完成硬件和软件设计之后，设计团队需要进行系统集成与调试工作。
这个过程包括将硬件和软件集成到一个完整的系统中，并进行调试和测试。
集成工作涉及到硬件和软件的连接、接口的测试、系统的功能验证等。
通过集成与调试工作，设计团队可以确保系统的各个部分协调工作，并符合之前制定的需求和设计指标。
6.验证与验证最后，设计团队需要对设计的嵌入式系统进行验证与验证工作。
嵌入式基础知识
1、指针与引用的区别：非空区别：在任何情况下都不能用指向空值的引用，引用必须指向某个对象。
指针可以指向空合法性区别：在使用引用之前不需要判断它的合法性，使用指针之前需要判断它的合法性。
防止指向空值的指针。
可修改区别：指针可以指向不同的对象，引用始终指向初始化时的对象，不可修改。
2、指针和引用的应用范围：考虑到存在不指向任何对象的可能与需要在不同的时刻指向不同的对象则用指针，否则用引用。
（引用的效率高于指针）。
3、实时系统的定义：在特定的时间内完成特定的任务。
4、实时系统的特性实时性，可靠性，交互性，独立性，多路性。
5、变量在内存中的区别：局部变量存储在栈区全局变量在静态数据库Static静态变量在堆区6、TCP/IP协议的主要层次结构:应用层传输层网络层数据链路层物理层7、IP地址的组层:网络号、主机号两部分组成8、软件测试的方法：黑盒：针对系统功能的测试白盒：测试函数功能，够函数的接口9、static有什么用途？（请至少说明两种）1)在函数体，一个被声明为静态的变量在这一函数被调用过程中维持其值不变。
2) 在模块内（但在函数体外），一个被声明为静态的变量可以被模块内所用函数访问，但不能被模块外其它函数访问。
它是一个本地的全局变量。
3) 在模块内，一个被声明为静态的函数只可被这一模块内的其它函数调用。
那就是，这个函数被限制在声明它的模块的本地范围内使用10、全局变量和局部变量在内存中是否有区别？如果有，是什么区别？全局变量储存在静态数据库，局部变量在堆栈。
11、什么是平衡二叉树？左右子树都是平衡二叉树且左右子树的深度差值的绝对值不大于1。
12、堆栈溢出一般是由什么原因导致的？没有回收垃圾资源及层次太深的递归调用。
13、什么函数不能声明为虚函数？constructor函数不能声明为虚函数。
14、冒泡排序算法的时间复杂度是什么？时间复杂度是O(n^2)。
15、写出float x 与“零值”比较的if语句。
《嵌入式系统基础》课程教学大纲
嵌入式系统基础课程教学大纲（EmbeddedMicroprocessorSystem）学时数：32其中：实验学时：0课外学时：0学分数：2适用专业：计算机科学与技术一、课程的性质、目的和任务本课程是计算机科学与技术专业本科生的一门专业选修课程。
通过本课程的学习，使学生掌握嵌入式系统的基础知识，熟悉典型的嵌入式微处理器及嵌入式操作系统，掌握嵌入式系统的一般设计方法与开发过程，具备初步的嵌入式系统的软硬件设计开发能力，为嵌入式系统的实际应用打下基础。
二、课程教学的基本要求（一）掌握嵌入式系统的基本概念、基本组成及发展、嵌入式处理器及嵌入式操作系统分类（二）掌握ARM嵌入式微处理器体系结构、ARM指令系统及ARM汇编语言（H）掌握嵌入式1inUX 操作系统内核结构及文件系统（四）掌握嵌入式系统的一般设计流程、典型开发环境及开发工具（五）掌握基于ARM嵌入式微处理器的典型接口设计（六）初步掌握基于嵌入式1inUX操作系统的软件设计三、课程的教学内容、重点和难点第一章嵌入式系统基础知识一、嵌入式系统简介二、嵌入式处理器第二章嵌入式系统一般设计方法一、嵌入式系统的层次结构二、嵌入式系统的设计流程第三章ARM处理器体系结构及指令系统一、ARM微处理器的体系结构二、指令系统三、基于ARM体系的汇编语言程序设计第四章基于ARM处理器的硬件平台设计一、基于微处理器的嵌入式系统的硬件设计二、存储系统的分析与设计三、通用I/O接口的设计第五章嵌入式1inux操作系统一、1i1IUX及其应用二、嵌入式1inux内核三、嵌入式1inUX文件系统第六章嵌入式1inux系统的Boot1oader设计一、Boot1oader的基本概念二、Boot1oader的具体实现重点：Boot1oader的基本概念难点：BOOt1Oader的具体实现第七章嵌入式1inux程序设计基础一、嵌入式1inUX开发基础二、1inUX的常用工具三、嵌入式1inUX操作系统的开发工具四、交叉开发环境重点：嵌入式1inUX操作系统的开发工具、难点：交叉开发环境第八章嵌入式1inux系统的驱动开发一、1inUX下的设备驱动程序简介二、设备驱动程序的开发过程三、典型设备驱动程序设计分析第九章嵌入式网络程序设计一、嵌入式以太网基础知识二、以太网接口设计三、1in1IX网络编程实现重点：以太网接口设计、1inUX网络编程实现难点：1inUX网络编程实现第十章嵌入式1inux图形用户界面编程一、1inux图形开发基础二、嵌入式1inIIX图形用户界面简介四、课程各教学环节要求（一）作业根据课程学习需要，安排适当课外作业。
嵌入式软件设计
嵌入式软件设计嵌入式软件设计是指为嵌入式系统设计开发软件程序的过程。
嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它旨在执行特定任务，并通常涉及与物理世界的交互。
常见的嵌入式系统包括现代汽车、数字相机、智能手机、路由器、交通信号灯和医疗设备等。
这些设备需要高度优化、可靠且高效的软件，以便能够正确地执行其功能。
在开始嵌入式软件设计之前，首先要确定系统的架构和需求。
架构涉及处理器选择、内存容量、存储器、输入/输出接口和各种系统总线等。
需求涉及系统功能、性能、安全、可靠性和易用性等方面。
这些因素都将影响软件设计和开发的过程。
嵌入式软件通常是使用低级编程语言（如C或汇编语言）编写的。
低级语言允许程序员直接控制硬件的配置和操作。
这样可以最大程度地优化程序的性能和资源使用效率。
然而，低级编程语言也非常容易出错，因此需要进行精心的测试和调试工作。
在嵌入式软件设计的过程中，还需要考虑到多线程、中断处理、存储器管理和通信协议等方面。
多线程可以提高系统的并发性和响应能力，但也容易引入bug和死锁等问题。
中断处理可以确保在紧急情况下及时响应事件，但也可能会影响系统的稳定性。
存储器管理可以确保软件的内存使用高效，并确保不会发生内存泄漏和缓冲区溢出等问题。
通信协议可以确保与其他设备和系统之间的通信正确进行。
除了开发软件之外，还需要对软件进行测试和调试。
测试可以检测软件中的缺陷和错误，并帮助程序员调整代码以更好地满足预期的功能和性能要求。
调试可以帮助程序员快速定位问题并进行纠正。
最后，为了确保飞行安全和质量控制等方面的要求，嵌入式软件应符合国际标准和规范，例如RTCA-DO-178C（飞机软件开发的安全认证标准）和ISO 26262（汽车软件开发的安全认证标准）。
总之，嵌入式软件设计需要开发人员经过深思熟虑和严谨的方法来开发高效、高可靠性的软件程序。
这需要程序员具备一定的专业知识和技能，同时也需要完善的软件开发流程和测试方法。
只有这样，才能保证嵌入式系统的安全性和正常运行，同时也满足客户的需求和期望。
嵌入式系统设计与开发
嵌入式系统设计与开发嵌入式系统设计与开发是一门综合性较强的学科，涵盖了电子、计算机、通信等多个领域的知识。
随着科技的进步，嵌入式系统在各个领域得到了广泛应用，比如智能手机、智能家居、汽车等。
本文将详细介绍嵌入式系统设计与开发的相关内容和步骤。
一、嵌入式系统设计与开发的基本概念1. 嵌入式系统的定义：嵌入式系统是一种特定用途的计算机系统，嵌入在其他电子设备中，用于控制、监视和与外部环境交互。
2. 嵌入式系统的特点：实时性、稳定性、低功耗、小型化等。
二、嵌入式系统设计与开发的步骤1. 需求分析：了解用户需求，确定系统功能和性能要求，并进行需求分析和评估。
2. 系统设计：根据需求分析的结果，进行系统设计。
包括硬件设计和软件设计两个方面。
- 硬件设计：选择合适的处理器、内存、存储器等硬件组件，并进行电路设计和布板。
- 软件设计：编写嵌入式系统的软件程序，包括驱动程序、操作系统、应用程序等。
3. 硬件实现：根据硬件设计的结果，进行硬件实现。
包括电路板的制造和组装、设备的调试和测试等。
4. 软件实现：根据软件设计的结果，进行软件的实现。
包括编写代码、进行编译、连接、调试和测试等。
5. 系统集成：将硬件和软件进行集成，进行整体调试和测试。
确保系统的功能完善和性能稳定。
6. 系统验证和测试：对整个系统进行验证和测试，评估系统的可靠性、实时性和性能等。
7. 系统优化和调优：根据验证和测试的结果，对系统进行优化和调优，改进系统的性能和稳定性。
8. 系统部署和上线：将优化后的系统部署到实际环境中，并进行上线运行。
三、嵌入式系统设计与开发的技术要点1. 硬件选型：选择合适的处理器、内存、存储器等硬件组件，根据系统需求进行选型。
2. 软件开发：根据需求分析，进行软件的开发。
可选择C语言、汇编语言等进行编程。
3. 实时性设计：嵌入式系统对实时性要求较高，需要进行实时性设计，确保系统的响应速度和稳定性。
4. 低功耗设计：嵌入式系统通常工作在电池供电条件下，需要进行低功耗设计，延长系统的使用时间。
嵌入式课件(ppt)
嵌入式系统已经广泛应用于各个科技领域和日常生活的每个角落，由于其本 身的特性，使得我们很难发现它的存在。甚至一些从事嵌入式系统开发的科技人 员也只知单片机，不知道嵌入式系统。本节从嵌入式系统的定义开始，阐述嵌入 式系统的含义、特点等，以使读者加深对嵌入式系统的理解。
§1.1.1 嵌入式系统的定义 §1.1.2 嵌入式系统的组成 §1.1.3 嵌入式系统的特点 §1.1.4 嵌入式系统的应用 §1.1.5 嵌入式系统的发展
由上述可以看出，嵌入式系统是一个外延极广的概念，凡是与产品结合在一起的、 具有嵌入式系统特点的系统都可以称为嵌入式系统。
第1章 嵌入式系统设计基础
4
嵌入式系统的组成
嵌入式系统一般有3个主要的组成部分： 硬件。图1.1给出了嵌入式系统的硬件组成。其中，处理器是系统的运算核心； 存储器（ROM、RAM）用来保存可执行代码，以及中间结果；输入输出设备完成 与系统外部的信息交换；其他部分辅助系统完成功能。 应用软件。应用软件是完成系统功能的主要软件，它可以由单独的一个任务来 实现，也可以由多个并行的任务来实现。 实时操作系统（Real-Time Operating System，RTOS）。该系统用来管理应 用软件，并提供一种机制，使得处理器分时地执行各个任务并完成一定的时限要 求。
由于对嵌入式系统含义的理解因人而异，所以不同的书籍对嵌入式系统的定义也 不尽相同。下面给出了一些文献中对嵌入式系统的定义：
“Computer as Components – Principles of Embedded Computing System Design”一书的作者Wayne Wolf认为：“什么是嵌入式计算系统？如果不严格地定 义，它是任何一个包含可编程计算机的设备，但是它本身却不是一个通用计算机。”
嵌入式系统设计
嵌入式系统设计嵌入式系统设计是一门涉及硬件和软件的综合学科，其目标是开发出能够嵌入在其他系统中运行的高效、可靠的系统。
本文将介绍嵌入式系统设计的基本概念、设计流程以及常见的嵌入式系统应用。
第一节：嵌入式系统设计概述嵌入式系统是指被嵌入在其他设备或系统中的计算机系统。
与通用计算机系统相比，嵌入式系统通常具有小巧、低功耗、低成本以及特定功能等特点。
嵌入式系统常见于家电、汽车、电子设备等各个领域。
嵌入式系统设计包括硬件设计和软件设计两个主要方面。
硬件设计主要涉及电路设计、选择合适的处理器和传感器等；而软件设计则包括嵌入式操作系统的选择和驱动程序的开发等。
嵌入式系统设计需要工程师具备深厚的硬件和软件知识。
第二节：嵌入式系统设计流程1. 确定需求：了解系统的功能需求和约束条件，包括性能要求、成本限制和电源要求等。
2. 系统架构设计：确定系统的整体架构，包括硬件和软件的设计组件、接口标准和数据流程等。
3. 硬件设计：根据系统需求和架构设计，进行电路设计、PCB布局、传感器和接口的选择等。
4. 软件设计：选择合适的嵌入式操作系统，编写驱动程序和应用程序，实现系统功能。
5. 集成和测试：将硬件和软件组合在一起进行系统集成，进行功能测试和性能验证。
6. 优化和调试：根据测试结果进行优化，解决可能存在的问题和bug。
第三节：嵌入式系统应用1. 汽车电子：现代汽车中包含大量的嵌入式系统，如发动机管理系统、安全气囊系统和娱乐系统等。
2. 智能家居：随着物联网的发展，嵌入式系统在智能家居中的应用越来越广泛，如智能照明系统和智能家电控制系统等。
3. 医疗设备：嵌入式系统在医疗设备中发挥着重要作用，如心脏起搏器和体温监测仪等。
4. 工业控制系统：嵌入式系统在工业领域中用于自动化控制和监视，例如工厂自动化系统和智能仓储系统。
结论嵌入式系统设计是一门综合性学科，涉及硬件和软件的设计。
从需求确定到系统优化，设计流程严谨且复杂。
嵌入式系统应用广泛，涵盖了汽车、智能家居、医疗设备和工业控制系统等众多领域。
嵌入式系统基础知识
处理器
嵌入式系统软件平台
在设计简单的应用程序时,可以不使用操作系 统,但在设计较复杂的程序时,可能就需要一个 操作系统来管理和控制存储器、多任务和各种 资源等. 实时嵌入式系统其最大特点就是程序的执行具 有确定性。μC/OS和μC Linux是广泛应用的实 时嵌入式操作系统，而WindowsCE2.0就是一个 多任务分时系统。
2) 单片机（嵌入式应用）属于专用计算机，主
要用于智能仪表及传感器、智能家电、智能办公 设备、汽车及军事电子设备等系统。
单片机是应工业测控的需要而诞生的,它的结构与指令功能 都是按照工业控制要求设计的,故又称单片微控制器。
MCU (Microcontroller Unit)。
单片机特点： （1）体积小，重量轻；
1
嵌入式系统的定义及体系结构 2 嵌入式系统的应用领域 3 什么是单片机
4 单片机的基本组成
5 嵌入式系统开发流程
应用场合
汽车电子 消费电子 工业控制
网络应用 无线通讯
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家用电器：洗碗机，洗衣机，电 视。。。。 手持电子：蓝牙耳机，游戏机，PDA 娱乐产品：数码音乐，CD，DC，DV 计算机外围：LCD，Mouse，Keyboard
嵌入式系统C语言编程基础ppt课件
精选ppt课件 20214
小测验？
Quiz 1
精选ppt课件 20215
• 所有嵌入式系统的主流程最后都进入一个 死循环，怎样用C语言实现一个死循环？
Quiz 2
精选ppt课件 20216
• while(){….}和do{….}while()有什么区别？
精选ppt课件 202124
Quiz 8 Answer
• int *ptTemp = (int *)0x5a00; *ptTemp = 0xaa55;
精选ppt课件 202125
Quiz 9 Answer
精选ppt课件 202126
• 输出为“>6”，原因是当表达式中存在有符 号类型和无符号类型时所有的操作数都自 动转换为无符号类型。 因此-20 变成了一 个非常大的正整数，所以该表达式计算出 的结果大于6。这一点对于频繁用到无符号 数据类型的嵌入式系统来说是丰常重要的。
Quiz 10
• 请评论下面一段程序代码： void test() { char string[10]; char *str = “0123456789”; strcpy(string,str); }
精选ppt课件 202114
Quiz 11
• 请评论下面一段程序代码： void GetMemory(char *p){ p = (char *)malloc(0x20); } void Test(void){ char *str = NULL; GetMemory(str); strcpy(str,”Hello World!”); printf(str); }
Quiz 5 Answer
4.嵌入式系统的开发
4.嵌入式系统的开发嵌入式理论课程PPT第2章嵌入式系统的开发过程嵌入式理论课程PPT一嵌入式软件开发的特点嵌入式系统与通用计算机在以下几个方面的差别比较明显：(1)人机交互界面。
嵌入式系统和通用计算机之间的最大区别在与人机交互界面。
嵌入式系统可能根本就不存在键盘、显示器等设备，它所完成的事情也可能只是络情况或者传感器的变化情况，并按照事先规定好的过程及时完成相应的处理任务。
(2)有限的功能。
嵌入式系统的功能在设计时已经定制好，在开发完成投入使用之后就不再变化，系统将反复执行这些预定好的任务，而不象通用计算机那样随时可以运行新任务。
当然，使用嵌入式操作系统的嵌入式系统可以添加新的任务，删除旧的任务；但这样的变化对嵌入式系统而言是关键性的变化，有可能会对整个系统产生影响。
(3)时间关键性和稳定性。
嵌入式系统可能要求实时响应，具有严格的时序性。
同时，嵌入式系统还要求有非常可靠的稳定性。
其工作环境可能非常恶劣，如高温、高压、低温、潮湿等。
这就要求在设计时考虑目标系统的工作环境，合理选择硬件和保护措施。
软件稳定也是一个重要特征。
软件系统需要经过无数次反复测试，达到预先规定的要求才能真正投入使用。
嵌入式理论课程PPT嵌入式软件开发与传统软件开发有许多共同特点，但它又有它自身的特点：(1)需要交叉开发环境。
嵌入式应用软件开发要使用交叉开发环境。
交叉开发环境是指实现编译、链接和调试应用程序代码的环境。
与应用程序环境不同，它分布在有通信链接的宿主机和目标机环境之中。
宿主机(Host)是一台通用计算机，一般是PC机。
它通过串口或网络连接与目标机通信。
目标机(Target)常在嵌入式软件开发期间使用，用来区(Target) 别与嵌入式系统通信的宿主机。
目标机应用软件需要绑定操作系统一起运行。
交叉软件包括交叉编译器、交叉调试器和模拟软件等。
交叉编译器允许应用程序开发者在俗主机上生成能在目标机上运行的代码。
交叉调试器和模拟调试软件用于完成俗主机与目标机应用程序代码的调试。
嵌入式基础简答题
嵌入式基础简答题一、基础知识1、什么是代码的临界区？答：代码的监界区是指处理时不可分割的代码，运行这些代码不允许被打断。
一旦这部分代码开始执行，则不允许任何中断打入。
2、什么是嵌入式系统？答：嵌入式系统是以应用为中心，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、体积及功耗严格要求的专用计算机系统，具有完成复杂功能的硬件和软件且紧密耦合在一起的计算机系统。
3、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？答：运用在嵌入式系统上的实时操作系统，具有事件驱动和任务调度功能，且在有限时隙内能完成事件的响应和进程的切换，能可靠、实时、灵活地管理嵌入式系统上的各种资源和任务。
使用嵌入式操作系统，能方便实时应用软件的开发和有机地整合，能有效地管理和协调各项工作，因此是开发和运行非常重要的环境。
4、ARM状态与Thumb状态的互换以什么条件来判断？似举出状态从ARM到Thumb或从Thumb到ARM切换的例子。
答：其互换条件是执行BX 指令时，判断的最低一位b0是否为0或为1来确定的，当b0为0时，则执行的程序是ARM状态的32位指令程序，当b0为1时，则执行的程序是Thumb状态的16位指令程序。
如下例：；从ARM状态转变为Thumb状态LDR R0，Lable+1BX R0；从Thumb状态转变为ARM状态LDR R0, LableBX R05、ARM体系结构支持多少种处理器模式，分别是什么？答：ARM体系结构支持7种处理器模式，分别是用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。
6、子程序利用R14（LR），获得返回到主程序的下条指令，通常有直接输入法和堆栈方法，试填写下面两种方法的代码：MOV PC，LR或STMFD SP！，{, LR }LDMFD SP!, {, PC }7、什么是小端存储？什么是大端存储？答：小端存储就是其存储格式为保存的字最低地址的字节看作是最低位字节，最高地址字节被看作是最高位字节。
第4章 嵌入式Linux程序设计基础
3、按位异或运算
• 当两对应的二进位相异时，结果为1。 • 例如 9^5 ：
例如
• • • • OBJS = main.o mytool1.o mytool2.o CC = gcc main: $(OBJS) $(CC) $^ -o $@
2. 模式规则
• 模式规则规定，在目标文件的定义时需要 用“%”字符。“%”的意思是表示一个或多 个任意字符，与文件名匹配。 • 例如：“%.c”表示以“.c”结尾的文件名 （文件名的长度至少为3），而“s.%.c”则 表示以“s.”开头，“.c”结尾的文件名（文 件名的长度至少为5个字符）。
（3）主程序ex_sum.c：
• • • • • • • • • • • 1. /* ex_sum.c */ 2. #include <stdio.h> 3. #include "mysum.h" 4. int main() 5. { 6. int x=100; 7. int s=0; 8. s=mysum(x); 9. printf("sum=%d\n",s); 10. return 0; 11. }
• 注意：上述程序中的第2行语句 • int mysum(int n); • 是必不可少的。由于mysum(int n)函数的 定义是从第11行语句开始，而调用 mysum(int n)函数的语句在第7行。因此， 要在调用之前声明这个函数。
下面进一步将程序中具有独立功 能的mysum()函数分割出来。 该程序可分割为下列3个程序： mysum.h、mysum.c和 ex_sum.c。
• 注意， “gcc ex_sum.c mysum.c -o sum”前面不是空格，而是按下“tab”键的 符号位。 • 我们将其保存为：makefile，文件名没有 后缀。然后，在Linux环境下执行make， 其运行结果如下： • # make gcc -c ex_sum.c gcc -c mysum.c gcc ex_sum.o mysum.o -o sum • 将ex_sum.c和 mysum.c编译成在Linux环 境下的可执行文件sum。
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4.1.1 通用伪指令
指令示例： RegList RLIST {R0-R5，R8 } ；定义寄存器列表为RegList 在程序中使用： STMFD SP!, RegList ；存储列表到堆栈 LDMIA R5, RegList ；加载列表
14
4.1.1 通用伪指令
2. 数据定义伪指令 数据定义伪指令一般用于为特定的数据分配存储单元，
名称 RLIST {寄存器列表} RLIST伪指令是定义通用寄存列表伪指令，通用寄存器列 表定义主要应用在堆栈操作或多寄存器传送中，即使用该伪 指令定义的名称可在ARM指令LDM/STM中使用。 在LDM/STM指令中，列表中的寄存器访问次序为根据寄 存器的编号由低到高，而与列表中的寄存器排列次序无关。
；声明一个局部数字变量DATE4 LCLL DATE5
；声明一个局部的逻辑变量DATE5 DATA4 SETL 0x10
；为变量DATE4赋值为0x10 LCLS DATA6
；声明一个局部的字符串变量DATA6
10
4.1.1 通用伪指令
（3）SETA、SETL和SETS 语法格式：
变量名 SETA（SETL或SETS）表达式 SETA、SETL、SETS是变量赋值伪指令，用于给一个 已经定义的全局变量或局部变量赋值。
4
4.1 伪指令
在ARM的汇编程序中，我们把伪指令分为三部分介绍: 通用伪指令 与ARM指令相关的伪指令 与Thumb指令相关的伪指令
5
4.1.1 通用伪指令
通用伪指令包括: 符号定义伪指令 数据定义伪指令 汇编控制伪指令 及其他一些常用伪指令等。
6
4.1.1 通用伪指令
1.符号定义伪指令 符号定义伪指令用于声明ARM汇编程序中的变量、对变量
GBLL伪指令用于声明一个全局的逻辑变量，并初始化为F（假）；
GBLS伪指令用于声明一个全局的字符串变量，并初始化为空；对于全局变量 来说，变量名在源程序中必须是唯一的。
7
4.1.1 通用伪指令
指令示例： GBLA DATE1
；声明一个全局数字变量DATE1 GBLL DATE1
；声明一个全局逻辑变量DATE2 GBLS DATA3
嵌入式系统及其开发应用
第四章 嵌入式程序设计基础
东南大学计算机科学与工程学院 计算机系统结构研究室 徐造林
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第4章 嵌入式程序设计基础
基于ARM的编译器一般都支持汇编语言的程序设计、 C/C++语言的程序设计及两者的混合编程。
本章介绍ARM的嵌入式程序的基础知识 伪指令 汇编语言的语句格式 汇编语言程序 汇编语言与C/C++语言的混合编程
；声明一个局部的逻辑变量EXAMP2 EXAMP1 SETL {TRUE}
；将变量EXAMP1赋值为TRUE GBLA EXAMP3
；先声明一个全局字符串变量EXAMP3 EXAMP3 SETS “string”
；将变量EXAMP3赋值为string
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4.1.1 通用伪指令
（4）RLIST 语法格式：
同时可完成已分配存储单元的初始化。常见的数据定义伪 指令有如下几种： （1）DCB 语法格式：
标号 DCB 表达式 DCB伪指令是字节分配内存单元伪指令，用来分配一片 连续的字节存储单元并用伪指令中指定的数值或字符初始 化。其中，数值范围为0～255，DCB也可用“=”代替。
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4.1.1 通用伪指令
指令示例： String DCB “This is a test！”
；分配一片连续的字节存储单元并初始化。 DATA2 DCB 15, 25, 62, 00
；为数字常量15，25，62，00分片内存单元
16
4.1.1 通用伪指令
（2）DCW（或DCWU） 语法格式：
标号 DCW（或DCWU）表达式 DCW（或DCWU）伪指令是为半字分配内存单元，其中， 表达式可以为程序标号或数字表达式。 伪指令DCW用于为半字分配一段半字对准的内存单元， 并用指定的数据初始化；伪指令DCWU用于为半字分配一 段可以非半字对准的内存单元，并用指定的数据初始化。
；声明一个全局的字符串变量DATE3 DATE3 SETS“Testing”
；将该变量赋值为“Testing”
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4.1.1 通用伪指令
（2）LCLA、LCLL和LCLS 语法格式：
LCLA（LCLL或LCLS） 局部变量名 LCLA、LCLL和LCLS伪指令是声明局部变量伪指令， 用于定义一个ARM程序中的局部变量，并将其初始化。
2
本章提要
1 伪指令 2 汇编语言的语句格式 3 汇编程序应用 4 汇编语言与C/C++语言的混合编程
3
4.1 伪指令
在ARM汇编语言程序里，有一些特殊指令助记符，这些助 记符与指令系统的助记符不同，没有相对应的操作码，通 常称这些特殊指令助记符为伪指令，他们所完成的操作称 为伪操作。
伪指令在源程序中的作用是既要把正常的程序用指令表达 给计算机以外，又要把程序设计者的意图表达给编译器。 例如：要告诉编译器程序段的开始和结束，需要定义数 据等。
其中： LCLA用于声明一个局部的数字变量，并初始化为0； LCLL用于声明一个局部的逻辑变量，并初始化为F（假）； LCLS用于声明一个局部的字符串变量，并初始化为空。对于局部变量
来说，变量名在使用的范围内必须是唯一的，范围限通用伪指令
指令示例： LCLA DATE4
赋值以及定义寄存器的名称等操作。 常见的符号定义伪指令有如下几种： （1）GBLA、GBLL和GBLS
语法格式：
GBLA（GBLL或GBLS）
全局变量名
GBLA、GBLL和GBLS伪指令是声明全局变量的伪指令，用于定义一 个ARM程序中的全局变量，并将其初始化。
其中：
GBLA用于声明一个全局的数字变量，并初始化为0；
其中： SETA用于给一个数学变量赋值； SETL用于给一个逻辑变量赋值； SETS用于给一个字符串变量赋值；
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4.1.1 通用伪指令
指令示例： GBLA EXAMP1
；先声明一个全局数字变量EXAMP1 EXAMP1 SETA 0xaa
；将变量EXAMP1赋值为0xaa LCLL EXAMP2