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1、第第1 1章章 概述概述V2.0 2010.2主要内容主要内容v1.1 1.1 嵌入式系统定义、由来及特点嵌入式系统定义、由来及特点v1.2 1.2 嵌入式系统的知识体系、学习误区及建议嵌入式系统的知识体系、学习误区及建议v1.3 1.3 嵌入式系统常用术语嵌入式系统常用术语v1.41.4 嵌入式系统常用的嵌入式系统常用的C C语言基本语法概要语言基本语法概要1.1 1.1 嵌入式定义由来及特点嵌入式定义由来及特点1.1.1 1.1.1 嵌入式系统的定义嵌入式系统的定义 一一种计算机硬件和软件的组合，种计算机硬件和软件的组合，也许还有也许还有机械装机械装置，置，用于用于实现一个特定功能实现一个
2、特定功能。在某些。在某些特定情况下，嵌入式特定情况下，嵌入式系统是系统是一个一个大系统大系统或产品或产品的一部分的一部分。生活中一些嵌入式的例子：生活中一些嵌入式的例子：微波炉、手持电话、计算器、数字手表、录像机、微波炉、手持电话、计算器、数字手表、录像机、巡航导弹、巡航导弹、GPSGPS接收机、数码相机、传真机、跑步机、遥接收机、数码相机、传真机、跑步机、遥控器和谷物分析仪等。控器和谷物分析仪等。1.1.2 1.1.2 嵌入式系统的由来及其与微控制器的关系嵌入式系统的由来及其与微控制器的关系MCUMCU（微控制器）的基本含义（微控制器）的基本含义MCUMCU（微控制器）：在一块芯片上集成了中
3、央处理单元（微控制器）：在一块芯片上集成了中央处理单元（CPUCPU）、存储器（）、存储器（RAM/ROMRAM/ROM等）、定时器等）、定时器/计数器及多种计数器及多种输入输出（输入输出（I/OI/O）接口的比较完整的数字处理系统。）接口的比较完整的数字处理系统。下面是一个典型的单片机内部结构框图下面是一个典型的单片机内部结构框图MCUMCU内部总线（控制总线、数据总线、地址总线）内部总线（控制总线、数据总线、地址总线）CPUCPURAMRAMFlashFlash存储器存储器A/DA/D转换接口转换接口工作支撑模块工作支撑模块定时器接口定时器接口串行通信接串行通信接口口其他其他I/OI/O模
4、块模块嵌入式系统的由来嵌入式系统的由来计算机产生：因科学家需要一个高速的计算工具而产生。计算机产生：因科学家需要一个高速的计算工具而产生。计算机应用领域的发展：数字计算计算机应用领域的发展：数字计算逻辑运算与推理逻辑运算与推理信信息处理息处理 通信通信工业控制工业控制 家用电器家用电器嵌入式系统与嵌入式系统与MCUMCU的关系的关系MCUMCU的特点：体积小、价格低、稳定可靠的特点：体积小、价格低、稳定可靠大部分嵌入式系统以大部分嵌入式系统以MCUMCU为核心进行设计为核心进行设计 1.1.3 1.1.3 嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点嵌入式系统属于计算机系统，但不单独以通用计算机的面目嵌入
5、式系统属于计算机系统，但不单独以通用计算机的面目出现出现嵌入式系统开发需要专用工具和特殊方法嵌入式系统开发需要专用工具和特殊方法使用使用MCUMCU设计嵌入式系统，数据与程序空间采用不同存储介质设计嵌入式系统，数据与程序空间采用不同存储介质开发嵌入式系统涉及软件、硬件及应用领域的知识开发嵌入式系统涉及软件、硬件及应用领域的知识嵌入式系统的其他特点嵌入式系统的其他特点1.2 1.2 嵌入式系统的知识体系、学习误区及学习建议嵌入式系统的知识体系、学习误区及学习建议1.2.1 1.2.1 嵌入式的知识体系嵌入式的知识体系u硬件最小系统（包括电源、晶振、复位、写入调试接口）硬件最小系统（包括电源、晶振
6、、复位、写入调试接口）u通用通用I/OI/O（开关量输入（开关量输入/输出，涉及各种二值量检测与控制）输出，涉及各种二值量检测与控制）u模数转换模数转换A/DA/D（各种传感器信号的采集与处理，如红外、温度、光敏、（各种传感器信号的采集与处理，如红外、温度、光敏、超声波、方向等）超声波、方向等）u数模转换数模转换D/AD/A（对模拟量设备利用数字进行控制）（对模拟量设备利用数字进行控制）u通信（串行通信接口通信（串行通信接口SCISCI、串行外设接口、串行外设接口SPISPI、集成电路互联总线、集成电路互联总线I2CI2C，CANCAN、USBUSB、嵌入式以太网、嵌入式以太网、ZigBeeZ
7、igBee技术等）技术等）u显示（显示（LEDLED、LCDLCD等）等）u控制（控制各种设备，包括控制（控制各种设备，包括PWMPWM等控制技术）等控制技术）u数据处理（图形、图像、语音、视频等处理或识别）数据处理（图形、图像、语音、视频等处理或识别）u各种具体应用各种具体应用1.2.2 1.2.2 嵌入式系统的学习误区嵌入式系统的学习误区操作系统的困惑操作系统的困惑硬件与软件的困惑硬件与软件的困惑 片面认识嵌入式系统片面认识嵌入式系统 入门芯片选择的困惑入门芯片选择的困惑1.2.3 1.2.3 基础阶段的学习建议基础阶段的学习建议打好软件硬件基础打好软件硬件基础 选择一个芯片及硬件评估板选
8、择一个芯片及硬件评估板深入理解深入理解MCUMCU的硬件最小系统的硬件最小系统不要一开始就学嵌入式实时操作系统不要一开始就学嵌入式实时操作系统RTOSRTOS避免片面认识嵌入式系统避免片面认识嵌入式系统注重实验与实践注重实验与实践入门芯片选择不要太复杂入门芯片选择不要太复杂关于汇编与关于汇编与C C语言的取舍语言的取舍明确学习目的，注意学习方法明确学习目的，注意学习方法1.3 1.3 嵌入式系统中常用的术语嵌入式系统中常用的术语1.3.1 1.3.1 与硬件相关的术语与硬件相关的术语封装封装(Package)(Package)印刷电路板印刷电路板(PCB(PCB，Printed circuit
9、 board)Printed circuit board)动态可读写随机存储器动态可读写随机存储器 (DRAM (DRAM，Dynamic Random Access Memory)Dynamic Random Access Memory)静态可读写随机存储器静态可读写随机存储器 (SRAM (SRAM，Static Random Access Memory)Static Random Access Memory)只读存储器只读存储器(ROM(ROM，Read Only Memory)Read Only Memory)闪速存储器闪速存储器(Flash Memory)(Flash Memory)
10、模拟量模拟量开关量开关量1.3.2 1.3.2 与通信相关的术语与通信相关的术语并行通信并行通信串行通信串行通信串行外设接口串行外设接口SPISPI集成电路互连总线集成电路互连总线I2CI2C通用串行总线通用串行总线USBUSB控制器局域网控制器局域网CANCAN背景调试模式背景调试模式BDMBDM边界扫描测试协议边界扫描测试协议JTAGJTAG1.3.3 1.3.3 与功能模块及软件相关的术语与功能模块及软件相关的术语通用输入通用输入/输出输出GPIOGPIOA/DA/D与与D/AD/A脉冲宽度调制器脉冲宽度调制器PWMPWM看门狗看门狗液晶显示液晶显示LCDLCD发光二极管发光二极管LED
11、LED键盘键盘实时操作系统实时操作系统RTOSRTOS1.4 1.4 嵌入式系统常用的嵌入式系统常用的C C语言基本语法概要语言基本语法概要1.1.数据类型数据类型 数据类型基本类型构造类型字节型整型实型数组结构联合枚举指针空类型 数据类型数据类型 简明含义简明含义 位数位数 字节数字节数signed char有符号字节型81unsigned char无符号字节型81signed short有符号短整型162unsigned short无符号短整型162signed int有符号短整型162unsigned int无符号短整型162signed long有符号长整型324unsigned lo
12、ng无符号长整型324float浮点型324double双精度型648字节型字节型整型整型实型实型 基本类型基本类型2.2.运算符运算符 算术运算：算术运算：+-*/%+-*/%逻辑运算逻辑运算：|&!|&!关系运算：关系运算：=!=位运算：位运算：&|&|增量和减量运算：增量和减量运算：+-+-复合赋值运算：复合赋值运算：+=-=*=/=%=+=-=*=/=%=等等指针和地址运算：指针和地址运算：*&输出格式转换输出格式转换3.3.流程控制流程控制顺序结构顺序结构选择结构选择结构if结构switch结构循环结构循环结构for循环while循环do.while循4.4.函数函数函数参数、类型函
13、数参数、类型函数返回值类型函数返回值类型ReturnReturn语句格式：语句格式：return return 表达式表达式 5.5.指针指针指针是指向变量的地址，实质上指针就是存储单元的地指针是指向变量的地址，实质上指针就是存储单元的地址。址。6.6.结构体结构体定义结构体类型，类型名称为定义结构体类型，类型名称为studentstudent：struct student struct student char name8;/char name8;/成员变量成员变量namename int age;/int age;/成员变量成员变量ageage char sex2;/char sex2;/
14、成员变量成员变量sexsex;声明和使用结构体变量和指针：声明和使用结构体变量和指针：struct student s1;struct student s1;struct student *Pstudent;struct student *Pstudent;s1.age=20;s1.age=20;Pstudent=(struct student*)malloc(sizeof(struct student);Pstudent=(struct student*)malloc(sizeof(struct student);Pstudent-age=18;Pstudent-age=18;7.7.位域位
15、域定义位域类型，类型名称为定义位域类型，类型名称为bsbs，同时定义该类型变量，同时定义该类型变量b1b1：struct bsstruct bs int a:8;int a:8;int b:2;int b:2;int c:6;int c:6;b1;b1;使用方法：使用方法：b1.a=1;/b1.a=1;/将将b1b1的第的第0 0位置位置1 1b1.b=7;/b1.b=7;/将将b1b1的第的第3 35 5位置位置1111cba8.8.编译预处理编译预处理宏定义宏定义#define#define 宏名宏名 表达式表达式条件编译：条件编译：格式格式1:#if 1:#if 表达式表达式#else#
16、else 表达式表达式#endif#endif 格式格式2:#ifdef 2:#ifdef 宏名宏名 格式格式3:#ifndef 3:#ifndef 宏名宏名“文件包含文件包含”处理处理#include#include “文件名文件名”9.9.用用typedeftypedef定义类型定义类型示例：示例：typedef unsigned char INT8U;typedef unsigned char INT8U;用法说明：用法说明：用用typedeftypedef可以定义各种类型名，但不能用来定义变量。可以定义各种类型名，但不能用来定义变量。用用typedeftypedef只是对已经存在的类型
17、增加一个类型名，而没有只是对已经存在的类型增加一个类型名，而没有创造新的类型。创造新的类型。typedeftypedef与与#define#define有相似之处，有相似之处，常用常用typedeftypedef定义一些数据类型，并把它们单独存放在一个定义一些数据类型，并把它们单独存放在一个文件中，而后在需要用到它们的文件中用文件中，而后在需要用到它们的文件中用#include#include命令把命令把它们包含进来。它们包含进来。使用使用typedeftypedef有利于程序的通用与移植。有利于程序的通用与移植。第第1 1章练习题章练习题1.1.嵌入式系统的基本含义是什么？为什么说单片机是典
18、型嵌入式系统的基本含义是什么？为什么说单片机是典型 的嵌入式系统？的嵌入式系统？2.2.简述嵌入式系统的特点以及应用领域。简述嵌入式系统的特点以及应用领域。3.3.比较比较MCUMCU与与CPUCPU的区别与联系。的区别与联系。4.4.举例说明嵌入式系统在日常生活中的应用。举例说明嵌入式系统在日常生活中的应用。5.C5.C语言的那些特性使得它成为嵌入式系统中使用频率最高语言的那些特性使得它成为嵌入式系统中使用频率最高 的高级语言。的高级语言。6.6.阅读光盘中阅读光盘中【第第0101章章(概述概述)阅读资料阅读资料】中的中的“嵌入式嵌入式C C语语言言 工程简明规范工程简明规范”，用一页纸给出嵌入式，用一页纸给出嵌入式C C语言工程简明语言工程简明规范的要点。规范的要点。