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24小时学会嵌入式系统编程 参考文献： 1、魏洪兴 周亦敏 《嵌入式系统设计与实例开发实验教材I——基于ARM微处理器与UC/OS-II实时操作系统》 清华大学出版社 2005年9月 2、田泽 《嵌入式系统开发与应用教程》 北京航天航空大学出版社 2005年3月 3、任哲 《嵌入式实时操作系统UC/OS-II原理及应用》北京航天航空大学出版社 2005年8月 目录 第1小时：认识嵌入式系统 第2小时：熟悉硬件和软件 第3小时：串行通信口 第4小时：端口程序的设计 第5小时：键盘和LED 第6小时：键盘应用程序 第7小时：LCD显示 第8小时：中文显示（1） 第9小时：中文显示（2） 第10小时：图形函数的设计 第11小时：定时器中断程序 第12小时：设计一个秒表程序 第13、14小时：设计一个时钟程序，可以利用键盘输入修改时钟 第15——24小时：设计一个俄罗斯方块游戏 第1小时：认识嵌入式系统 一、什么是嵌入式系统 1、嵌入式系统的定义 IEEE（国际电气和电子工程师协会）定义：嵌入式系统是用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置。 国内定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。 2、嵌入式系统的特点 ⑴是“专用”的计算机系统 ⑵运行环境差异大 ⑶比通用PC系统资源少 ⑷功耗低、体积小、集成度高、成本低 ⑸具有系统测试和可靠性评估体系 ⑹具有较长的生命周期 ⑺具有固化在非易失性存储器中的代码 ⑻使用实时操作系统RTOS（Real Time Operation System） ⑼需要专用开发工具和方法进行设计 ⑽包含专用调试电路 ⑾是知识集成系统 二、嵌入式系统的组成 嵌入式系统由硬件和软件两部分组成。 嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为中心，由存储器、I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。但是除了处理器和基本外围电路以外，其他电路可以进行裁剪、定制。 嵌入式系统的软件包括嵌入式操作系统和嵌入式应用软件两部分。 1、嵌入式处理器的介绍 目前比较有影响的嵌入式RISC处理器产品有：IBM公司的PowerPC，MIPS公司的MIPS，Sun公司的Sparc，ARM公司的ARM系列。 ARM系列处理器是英国先进RISC机器公司（Advanced RISC Machines）的产品是我们学习的主要处理器。目前ARM处理器核因其低功耗、高性能等突出优点在32位嵌入式应用中稳居第一，成为低功耗、高性能嵌入式处理器的代名词。 2、嵌入式操作系统 与计算机系统一样，嵌入式系统也需要操作系统，我们称之为嵌入式操作系统。但注意的是：嵌入式操作系统对于嵌入式系统本身并不是必须的，对于一些应用简单的嵌入式系统，嵌入式操作系统可以省略。 ⑴嵌入式操作系统的特点 ①微型化：由于受嵌入式系统芯片内部的存储器容量所限嵌入式操作系统的内核都比较小，例如uC/OS-II最小内核2KB，完整内核小于10KB。 ②可裁剪性：由于嵌入式操作系统运行的硬件平台多种多样，其宿主对象五花八门，所以要求嵌入式操作系统中所提供的各个功能模块可以让用户根据需要选择使用。 ③实时性。 ④高可靠性 ⑤易移植性：为了适用多种硬件平台，嵌入式操作系统应可在不做大量修改的情况下稳定的运行于不同平台。 ⑵实时操作系统 嵌入式操作系统通常都是实时操作系统实时操作系统实时操作系统实时操作系统①实时操作系统必须是多任务系统 多任务系统可以提高CPU的利用率。如果把一个大任务分解成多个可并行运行的小任务，在一个任务需要等待I/O时，可以交出对CPU的使用权，让CPU去运行其他任务。另外多任务便于软件设计与维护。 多任务实时操作系统的内核分成两种：不可剥夺型内核与可剥夺型内核。但是无论哪种类型的内核，每个任务都必须具有一个唯一的优先级来表示它获得CPU的能力。 不可剥夺型内核也叫合作型多任务内核，在这种内核中，总是优先级高的任务最先获得CPU的使用权，为了防止某个任务独霸CPU的使用权，这种内核要求每个任务必须能主动放弃CPU的使用权。 可剥夺型内核总是运行优先级最高的任务，即使CPU正在运行某个优先级低的任务，一旦发现有优先级更高的任务就绪，就立即转向执行优先级高的任务，即优先级高的任务剥夺优先级低的任务的CPU的使用权。 ②任务的切换时间应与系统中的任务数无关 多任务系统中会出现任务之间的切换，通常操作系统会有一个调度器来完成这个工作，调度器在进行任务切换时要消耗一定的时间，这个时间的长短影响系统的实时性，为了使应用程序的设计者可以计算出系统完成某个任务的准确执行时间，要求调度器的运行时间固定。 ③中断延时的时间可预知并尽可能短。 ⑶嵌入式操作系统的管理功能 ①多任务管理 ②存储管理 ③周边资源管理