基于STM32Cube的嵌入式系统应用466.pptx

第1章绪论

本章对嵌入式系统进行了概述，介绍了嵌入式系统的组

成、嵌入式系统的软件、嵌入式系统的分类、嵌入式系统的

应用领域、嵌入式微处理器分类。

1.1嵌入式系统

国际电气和电子工程师协会(IEEE)定义的嵌入式系统

(EmbeddedSystems)是“用于控制、监视或者辅助操作

机器和设备运行的装置”(原文为devicesusedtocontrol,

monitor,orassisttheoperationofequipment,machinery

orplants)。

国内普遍认同的嵌入式系统定义是，以计算机技术为基

础，以应用为中心，软件、硬件可剪裁，适合应用系统对功

能可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专业计算机系统。

在构成上，嵌入式系统以微控制器及软件为核心部件，两者

缺一不可；在特征上，嵌入式系统具有方便、灵活地嵌入到

其他应用系统的特征，即具有很强的可嵌入性。

按嵌入式微控制器类型划分，嵌入式系统可分为以单片机

为核心的嵌入式单片机系统、以工业计算机板为核心的嵌入式

计算机系统、以DSP为核心组成的嵌入式数字信号处理器系

统、以FPGA为核心的嵌入式SOPC(Systemona

ProgrammableChip,可编程片上系统)等。

嵌入式系统在含义上与传统的单片机系统和计算机系统有

很多重叠部分。为了方便区分，在实际应用中，嵌入式系统还

应该具备下述三个特征。

1)嵌入式系统的微控制器通常是由32位及以上的RISC

(ReducedInstructionSetComputer,精简指令集计算机)

处理器组成的。

2)嵌入式系统的软件系统通常是以嵌入式操作系统为核

心，外加用户应用程序。

3)嵌入式系统在特征上具有明显的可嵌入性。

1.1.1嵌入式系统概述

嵌入式系统的发展大致经历了以下三个阶段。

(1)以嵌入式微控制器为基础的初级嵌入式系统。

(2)以嵌入式操作系统为基础的中级嵌入式系统。

(3)以Internet和RTOS为基础的高级嵌入式系统。

嵌入式计算机则是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置

、产品和系统中。在许多应用领域，如工业控制、智能仪器

仪表、家用电器、电子通信设备等，对嵌入式计算机的应用

有着不同的要求。主要要求如下。

1)能面对控制对象，例如面对物理量传感器的信号输入

,面对人机交互的操作控制，面对对象的伺服驱动和控制。

2)可嵌入到应用系统。由于体积小，低功耗，价格低廉

,可方便地嵌入到应用系统和电子产品中。

3)能在工业现场环境中长时间可靠运行。

4)控制功能优良。对外部的各种模拟和数字信号能及时

地捕捉，对多种不同的控制对象能灵活地进行实时控制。

1.1.2嵌入式系统和通用计算机系统比较

作为计算机系统的不同分支，嵌入式系统和人们熟悉的

通用计算机系统既有共性也有差异。

1.嵌入式系统和通用计算机系统的共同点

嵌入式系统和通用计算机系统都属于计算机系统，从系

统组成上讲，它们都是由硬件和软件构成的；工作原理是相

同的，都是存储程序机制。从硬件上看，嵌入式系统和通用

计算机系统都是由CPU、存储器、I/O接口和中断系统等部

件组成；从软件上看，嵌入式系统软件和通用计算机软件都

可以划分为系统软件和应用软件两类。

2.嵌入式系统和通用计算机系统的不同点

作为计算机系统的一个新兴的分支，嵌入式系统与人

们熟悉和常用的通用计算机系统相比又具有以下不同点。

1)形态。通用计算机系统具有基本相同的外形(如主机、

显示器、鼠标和键盘等)并且独立存在；而嵌入式系统

通常隐藏在具体某个产品或设备(称为宿主对象，如空

调、洗衣机、数字机顶盒等)中，它的形态随着产品或

设备的不同而不同。

2)功能。通用计算机系统一般具有通用而复杂的功能，任

意一台通用计算机都具有文档编辑、影音播放、娱乐游

戏、网上购物和通信聊天等通用功能；而嵌入式系统嵌

入在某个宿主对象中。

3)功耗。目前，通用计算机系统的功耗一般为200W

左右；而嵌入式系统的宿主对象通常是小型应用系统，如手

机、MP3和智能手环等，这些设备不可能配置容量较大的

电源，因此，低功耗一直是嵌入式系