嵌入式应用程序
嵌入式应用开发课程标准
学院《嵌入式应用开发》课程标准课程代码适用专业物联网应用技术适用学制获取证书编制审核制定日期一、课程定位嵌入式、物联网俨然成为信息产业的趋势，不管从政府的大力支持，还是从产业变革来说，这股潮流已经势不可挡。
而嵌入式系统是这些产业技术中最核心的部分。
随着智能化的电子行业的迅猛发展，嵌入式行业更是凭借其“应用领域广、人才需求大、就业薪资高、行业前进好”等众多优势，成为当前最热门、最有发展前景的行业之一。
本课程按照企业工作过程典型工作任务，在培养学生专业技能的同时，注重培养学生与他人沟通以及团队合作的能力，树立学生的规范意识和软件产品质量观念，通过引导学生发现问题、分析问题、解决问题，培养学生的逻辑思维能力、实践能力和创新能力，提升学生职业发展竞争力。
本课程是物联网应用技术专业的一门专业核心课程，是一门理实一体化课程。
在第二学年的第四学期开设，共96课时。
前续课程是《程序设计基础》、《物联感知与终端技术》，后续课程《物联网应用开发》。
二、课程目标本课程培养目标是从嵌入式系统基础、ARM系列的先进技术、体系结构、指令集、程序设计出发，学生能够系统学习嵌入式系统开发基础和应用。
通过本课程从软硬件开发基础两个方面学习嵌入式系统的设计方法，熟练掌握嵌入式系统开发过程以及嵌入式系统的设计与实现。
学生学习完本课程，能够胜任嵌入式应用开发、测试和维护工作，具备以下能力：知识目标：1.能根据嵌入式开发平台体系结构，熟练搭建嵌入式开发环境；2.了解ARM体系结构，常用ARM处理器内部结构，掌握ARM处理技术；3.能够熟练掌握ARM系列处理器指令集，了解汇编语言程序设计方法；4.熟练使用基于ARM的嵌入式C语言程序设计基础和调试方法；5.能根据嵌入式软件程序设计流程，实现硬件/软件划分生成独立模块设计；6.按照设计要求完成相关的功能模块设计、编码、调试等能力；7.熟练掌握嵌入式应用程序调试技巧和方法，运用仿真器进行嵌入式应用系统调试。
如何使用C语言进行嵌入式系统开发
如何使用C语言进行嵌入式系统开发第一章：引言嵌入式系统是一种专门设计用于特定应用领域的计算机系统，它通常由硬件平台和软件系统组成。
C语言作为一种高级编程语言，广泛应用于嵌入式系统开发中。
本文将介绍如何使用C语言进行嵌入式系统开发。
第二章：了解嵌入式系统在使用C语言进行嵌入式系统开发之前，我们需要了解嵌入式系统的基本概念和特点。
嵌入式系统通常运行在资源受限的环境中，因此需要对系统资源的管理和利用进行精确控制。
嵌入式系统的开发过程需要考虑实时性、可靠性、功耗等因素。
第三章：基础知识在使用C语言进行嵌入式系统开发之前，我们需要掌握一些基础知识。
首先是C语言的基本语法和特性，包括数据类型、运算符、控制语句等。
其次是嵌入式系统开发中常用的硬件知识，例如芯片架构、外设接口等。
还需要了解一些常用的嵌入式开发工具，如编译器、调试器等。
第四章：选择适合的开发平台嵌入式系统开发需要选择适合的开发平台。
常见的开发平台包括单片机、嵌入式Linux系统、实时操作系统等。
根据具体应用需求选择合适的开发平台，同时要考虑开发工具的可用性和便利性。
第五章：编写嵌入式系统应用程序使用C语言进行嵌入式系统开发的核心是编写应用程序。
在编写应用程序时，需要根据系统需求设计合适的算法和数据结构，实现功能模块。
同时要考虑资源的合理利用和性能的优化，以保证系统的稳定运行。
第六章：调试和测试嵌入式系统开发过程中，调试和测试是至关重要的环节。
通过调试和测试可以发现和解决系统中的问题，保证系统的可靠性和稳定性。
在调试和测试过程中，可以使用一些专业的嵌入式开发工具，如JTAG、Logic Analyzer等，来辅助分析和调试。
第七章：性能优化嵌入式系统通常具有资源受限的特点，因此性能优化是非常重要的。
通过代码优化、算法改进、资源管理等手段，可以提高系统的实时性、运行速度和功耗效率。
在进行性能优化时，需要仔细分析系统的瓶颈和热点，针对性地进行优化操作。
嵌入式Linux应用程序设计试题
嵌入式Linux应用程序设计（试题）1、嵌入式linux操作系统的特点（多选） ABCDEA、低廉性B、广泛性C、可移植性好D、良好的网络支持E、实时性好2、Linux的基本思想有两点：A、一切都是文件；B、每个软件都有确定的用途。
3、嵌入式Linux系统构成：嵌入式微处理器，外围硬件设备，嵌入式操作系统，用户应用程序。
4、硬盘分区一般分为：主分区，扩展分区,逻辑分区,交换分区5、主分区和扩展分区的最大的区别：CA、大小不一样B、挂载点不一样C、主分区的作用就是用来进行启动操作系统的，因此引导程序都应该存放在主分区上。
D、主分区在硬盘物理位置的最前面6、Linux分区类型默认的是：CA. vfatB. ext2/ext3C. swapD. dos7、如何从当前系统中卸载一个已装载的文件系统 AA. umount [挂载点目录]B. dismountC. mount –u [挂载点目录]D. 从 /etc/fstab 中删除这个文件系统项8、用户切换指令是: AA、suB、sudoC、useraddD、userdel9、查看当前系统中的进程指令 AA、psB、killC、catD、man10、下面杀死一个ID号为9号的进程的操作正确的是 CA、ps -efB、kill 9C、kill -9 9D、rm 911、使用重定向来把ls输出保存到文件test.txt中：AA、ls > test.txtB、ls < test.txtC、ls | test.txtD、ls | grep test.txt12、使用重定向来把test.txt文件中内容输出：BA、more > test.txtB、more < test.txtC、more | test.txtD、more | grep test.txt13、解压文件tar.tar.gz：CA、tar -zxvf tar.tar.gzB、tar -jxvf tar.tar.gzC、tar -cxvf tar.tar.gzD、tar -jvf tar.tar.gz14、把目录/aaa内文件及目录的压缩到文件tar.tar.gz：DA、tar -zxvf tar.tar.gz /aaaB、tar -jxvf tar.tar.gz /aaaC、tar -cxvf tar.tar.gz /aaaD、tar -cvf tar.tar.gz /aaa15、vi 有几种模式：三种模式16、vi中的操作指令：:w 保存:q 退出:q! 强行退出:wq 保存退出:w [filename] 保存到filename文件中:set nu 显示行号，设定之后，会在每一行的前面显示对应行号:set nonu 取消行号显示17、Shell是：命令语言，命令解释程序及程序设计语言的统称。
《嵌入式技术应用开发项目教程》项目2 跑马灯控制设计
GPIO_AF_SEL(DIGITAL, PB, 1, 0); //设置PB1引脚是数字通道和GPIO功能
GPIO_AF_SEL(DIGITAL, PB, 2, 0); //设置PB2引脚是数字通道和GPIO功能
GPIO_AF_SEL(DIGITAL, PB, 3, 0); //设置PB3引脚是数字通道和GPIO功能
uint16_t temp, i;
void delay(unsigned int count)
//延时函数
{
unsigned int i;
for(;count!=0;count--)
{
i=5000;
while(i--);
}
}
int main()
{
GPIO_AF_SEL(DIGITAL, PB, 0, 0); //设置PB0引脚是数字通道和GPIO功能
3.LED循环点亮控制设计与实现
实施过程：
1.移植工程模板
复制“任务3 LED闪烁控制” 文件夹，然后然后修改文件夹 名为“任务4 LED循环点亮控 制”，USER文件夹下的M0_ LED.uvprojx工程名不用修改 。
2. LED循环点亮控制程序设计
#include <SC32F5832.h>
#include <GPIO.h>
GPIO_AF_SEL(DIGITAL, PB, 7, 0); //设置PB7引脚是数字通道和GPIO功能
PB->OUTEN|=0x00ff;
//PB0~PB7引脚输出使能，既设置PB0~PB7引脚为输出引脚
PB -> OUT = 0x00ff;
//PB0~PB7输出高电平，LED1~LED8熄灭
嵌入式单片机三种应用程序架构
嵌入式单片机三种应用程序架构嵌入式单片机是一种集成了处理器、存储器、输入输出接口等功能的微型计算机系统，广泛应用于各种电子设备中。
针对不同的应用需求，嵌入式单片机可以采用不同的应用程序架构。
下面将介绍三种常见的嵌入式单片机应用程序架构，包括单任务、多任务和事件驱动架构。
一、单任务架构在单任务架构下，嵌入式单片机只能执行一项任务，也就是一次只能处理一个事件。
程序代码是按照顺序执行的，没有并行处理的能力。
在单任务架构下，主程序中通常包含一个主循环，通过循环不断地检测各种外部事件的发生并作出相应的处理。
例如，一个简单的嵌入式系统可能需要周期性地读取传感器数据并进行处理，然后将处理结果输出到显示屏上。
单任务架构的优点在于编程简单，逻辑清晰，适用于单一功能较简单的场景。
同时，由于不需要考虑并行处理的复杂性，系统资源的管理也相对简单。
然而，单任务架构的缺点在于不能同时进行多个任务处理，效率较低，且无法处理实时性要求较高的应用场景。
二、多任务架构多任务架构是一种支持多个任务并发执行的应用程序架构。
在多任务架构下，嵌入式单片机可以同时处理多个任务，提高系统的处理效率。
每个任务都有自己的代码段和数据段，并且任务之间可以实现相互通信和数据共享。
实现多任务的方法有多种，最常见的是利用操作系统的支持。
操作系统可以为每个任务分配独立的时间片，并负责任务的切换和调度。
常见的嵌入式操作系统有uc/OS、FreeRTOS等。
多任务架构的优点在于可以提高系统的并发处理能力，适用于多任务、复杂功能的应用场景。
同时，多任务架构可以实现任务间的相互独立，提高系统的可维护性和可重用性。
然而，多任务架构在设计和开发过程中需要考虑任务间的调度、通信、同步等问题，复杂度较高。
三、事件驱动架构事件驱动架构是一种基于事件触发的应用程序架构。
在事件驱动架构下，嵌入式单片机依据外部事件的发生而作出相应的响应，而非简单的按序执行代码。
事件可以是外部信号（如按键输入、传感器数据等）、定时器中断、通信中断等。
嵌入式linux串口应用程序编写流程
嵌入式linux串口应用程序编写流程嵌入式Linux系统提供了丰富的串口接口，可以通过串口与其他设备进行通信，这为开发嵌入式系统提供了很多可能性。
下面是编写嵌入式Linux串口应用程序的流程：1. 确定串口设备：首先要确定要使用的串口设备，可以使用命令`ls /dev/tty*`来查看系统中可用的串口设备列表。
根据需要选择合适的串口设备。
2. 打开串口设备：在Linux系统中，使用文件的方式来操作串口设备。
可以使用C语言中的open函数来打开串口设备文件，并返回串口设备的文件描述符。
例如：`int serial_fd = open("/dev/ttyUSB0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);`。
其中，`O_RDWR`表示以读写模式打开串口设备，`O_NOCTTY`表示打开设备后不会成为该进程的控制终端，`O_NDELAY`表示非阻塞模式。
3. 配置串口参数：打开串口设备后，需要配置串口参数，包括波特率、数据位、停止位、校验位等。
可以使用C语言中的termios库来进行串口参数的配置。
例如：```cstruct termios serial_config;tcgetattr(serial_fd, &serial_config);cfsetispeed(&serial_config, B115200);cfsetospeed(&serial_config, B115200);serial_config.c_cflag |= CS8;serial_config.c_cflag &= ~PARENB;serial_config.c_cflag &= ~CSTOPB;tcsetattr(serial_fd, TCSANOW, &serial_config);```上述代码将波特率设置为115200，数据位设置为8位，无校验位，一个停止位。
如何在Docker中运行嵌入式应用
如何在Docker中运行嵌入式应用一、什么是Docker？Docker是一种容器化平台，能够帮助开发者将应用程序及其依赖项打包为轻量级、可移植的容器。
嵌入式应用开发者也可以借助Docker提供的强大功能将嵌入式应用程序运行在容器环境中，从而简化开发和部署流程。
本文将介绍如何在Docker中运行嵌入式应用的步骤与注意事项。
二、在Docker中运行嵌入式应用的步骤下面是在Docker中运行嵌入式应用的步骤：1. 安装Docker：首先，需要在目标计算机上安装Docker。
Docker提供了不同平台的安装程序，可以根据操作系统类型选择适合的安装程序进行安装。
2. 创建Docker镜像：接下来，需要为嵌入式应用程序创建一个Docker镜像。
Docker镜像是用于构建Docker容器的模板，包含了应用程序及其依赖项的所有内容。
可以使用Dockerfile来定义镜像的构建过程，包括基础映像、安装依赖项和设置应用程序。
3. 构建Docker镜像：使用Docker命令构建Docker镜像。
在命令行中进入到Dockerfile所在的目录，运行以下命令构建镜像：```docker build -t <image_name> .```这将使用当前目录下的Dockerfile构建一个名为<image_name>的Docker镜像。
4. 运行Docker容器：运行Docker镜像以创建一个Docker容器。
可以使用以下命令在Docker中运行嵌入式应用：```docker run -it <image_name>```其中<image_name>是之前构建的Docker镜像的名称。
三、在Docker中运行嵌入式应用的注意事项在Docker中运行嵌入式应用时需要注意以下事项：1. 确保Docker镜像中包含了嵌入式应用程序的所有依赖项。
Docker容器是隔离的环境，必须将应用程序及其所需的库和工具打包到镜像中，以确保应用程序能够在容器中正常运行。
嵌入式系统应用程序方案之一——基于事件驱动的应用程序框架
列，以启动相应的处理。
数据流程
技术支持：028-85136173
2
嵌入式系统应用程序方案之一
各个任务模块的主要功能之一就是对各级应用数据进行必要的加工，并形成新的数据。 典型的数据加工可以是：
对串口来的数据进行帧格式分析，提取相关数据，即通常的通讯规约分析； 对 AD 采集的原始数据进行某种统计处理，提取特征数据； 读取数字输入状态，进行必要处理； 读取网络报文，进行必要的应用层规约解析 应用数据存文件，文件数据处理等等 由于每个任务的执行机会具有一定的不确定性，因此需要对数据开设一定的缓冲区，对 一般的应用来说，数据处理通常都是顺序进行的，所以数据缓冲区的结构通常采用 FIFO 数 据结构，缓冲区的数据单元即可是简单的字节、字，也可以是复合的数据结构。在英创提供 的程序中，串口的数据缓冲区就是采用的 FIFO 数据结构，数据单元为一个字节，FIFO 结 构的数据缓冲区也称为环型 buffer。 可以由一个任务作数据处理，另一个任务作数据传送，对多任务共享的单一数据单元， 可通过设置信号灯的方法来确保数据单元的完整性，对多个数据单元，同样可考虑采用 FIFO 数据结构。对数据响应时间有严格要求的应用，也可以用一个任务实现数据采集处理和网络 通讯全过程。 以下具体介绍实现上述方案的主要代码。建议用户在阅读本文之前，已对英创嵌入式模 块的功能测试程序有了基本了解。
// 可以根据应用定义更多的命令
#define #define
MaxCmdStack 400
PARLEN
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// 定义系统任务队列的长度 // 每个命令所带参数的长度
class TaskQueue
{
static unsigned int PutIdx;
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嵌入式系统设计实例 ---远程监控系统的设计
青岛科技大学 马兴录
1
本章提要
1 嵌入式系统的开发过程 2 系统定义阶段 3 4 5 总体设计阶段 构建设计阶段 系统集成阶段
2
一、嵌入式系统的开发过程
①
系 统 定 义 设计要求 可行性分析 需求分析 规格说明
②
系 总体设计方案的确定 统 软硬件功能划分 总 体 硬件体系架构设计 设 计 软件系统总体设计
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三、总体设计阶段
1、总体设计思路
操作系统选择 开发环境选择选择 软件体系结构设计 元器件选择 线路板设计与制做 线路板测试 引导与操作系统移植 驱动程序设计 应用程序设计与调试
3
③
系 统 详 细 设 计
硬件详细设计
软件详细设计
系统集成与测试
④
二、系统定义阶段
系统定义阶段需要确定系统开发最终实现的目标、实现目标 的可行性、实现目标应采用的策略、估计完成系统开发所需的资 源和成本、制定工程进度安排计划。这一阶段的工作主要包括： 系统定义 可行性分析 需求分析和规格说明
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二、系统定义阶段
3、需求分析示例：远程监控系统
（3）远程通讯： 通信方式及距离：以太网络/串口？ 远程控制与本地控制如何协调？ 有几个远程控制终端？
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二、系统定义阶段
3、需求分析示例：远程监控系统
（4）远程数据传输： 传输什么数据：仪器采集到的谱图数据。具体为电压值： -2500mV至2500mV之间。采集精度要求为20位以上。 数据采集周期：最快为100ms采集一次。 采集方式：在分析过程进行采集，其他过程不采集。
3、需求分析示例：远程监控系统
本阶段完成的标志是：形成《需求规格说明书》，由用 户确认。 参见需求规格说明书的文本格式。(一起分析)
总结：横向---功能分析；纵向---性能分析
其它设计实例参考：《风机消防设备要求》
作业：针对《离子色谱仪远程监控系统》的设计要求，进行详细的需求分析， 形成《需求规格说明书》。也可以针对其他的设计要求。
建议采用UML建立模型，进行准确描述。
8
二、系统定义阶段
3、需求分析示例：远程监控系统
（1）触摸屏： 采用哪种类型的，电阻、电容触摸屏？ 屏的尺寸需要多大？ 色彩分辨率等的要求。
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二、系统定义阶段
3、需求分析示例：远程温度监控系统
（2）本地操作界面： 可以画草图与用户沟通，如：
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关键要搞清楚界面各控件的功能、作用： （1）显示框：显示的数字范围、精度？刷新 周期？ （2）档位选择之后，内部如何操作？自动档 位是如何实现的？ （3）各信号来源的采集精度？输入通道 （4）。。。？
要点：化整为零，逐层细化
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三、总体设计阶段
1、远程监控系统的总体设计思路
-RJ45 嵌入式系统 * * -RJ45 远程计算机
接口2 <<接口>>模拟信号调理板 模拟信号
*
-RS232
* 电导检测器
-RS232
对象1 : 泵
系统总体结构图
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三、总体设计阶段
1、总体设计思路
（1）首先要明确系统中的各实体及其关系： 嵌入式系统；电导检测器及模拟电路；泵；远程计算机 <1>嵌入式系统与电导检测器及模拟电路之间的关系分 析：信号检测与控制。 待检测的信号有：档位电压、电导率、电流、调零输出 及温度； 控制的信号有：档位选择、电流输出、输出调零 由此明确嵌入式系统针对该部分要实现的功能。
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二、系统定义阶段
3、需求分析示例：远程监控系统
（5）其他要求： 如存储要求：在用户的设计要求中，没有明确提出存 储要求。但从使用角度考虑，用户设定档位、电流等信息 应该记忆，便于下次使用。 仪器的分析数据是否需要保存？ 电源方面的考虑： 运行环境：温度、湿度等 机械尺寸方面：
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二、系统定义阶段
4
二、系统定义阶段
1、系统定义示例：离子色谱仪远程监控系统的设计 要求
（注：设计要求一般由用户提出，形成文档。这是项目的来源。设计要求 尽可能详细，尽量不要有歧义。）
有一复杂分析仪器，采用按键、旋钮等进行手工操作。 现要求将操作控制方式改为触摸屏，并允许远程控制。总 体功能要求如下： （1）本机配备彩色触摸屏； （2）允许本地操作控制； （3）允许远程操作控制； （4）仪器采集的数据可远程传输； 原来仪器的控制面板如下：
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三、总体设计阶段
总体设计是设计的第一步，其目的是描述系统如何 实现由系统定义规定的那些功能。它需要解决嵌入式系
统的总体构架，从功能实现上对软硬件进行划分；在此
基础上，选定处理器和基本接口器件；根据系统的复杂
程度确定是否使用操作系统，以及选择哪种操作系统；
此外，还需要选择系统的开发环境、软件系统的总体架 构设计等。
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ห้องสมุดไป่ตู้
二、系统定义阶段
2、可行性分析示例：远程监控系统的可行性分析
1. 引言 1.1 编写目的 1.2 背景 1.3 定义 1.4 参考资料 2. 可行性研究的前提 2.1 要求 2.2 目标 2.3 条件、假定和限制 2.4 进行可行性研究的方法 2.5 评价方法与尺度 3. 对现有系统的分析 3.1 处理流程和数据流程 3.2 所需的人员 3.3 设备 3.4 局限性
4. 所建议的系统 4.1 对所建议系统的说明 4.2 处理流程和数据流程 4.3 改进之处 4.4 影响 4.5 技术条件方面的可能性 5. 可选择的其他系统方案 6. 投资及效益分析 6.1 项目经费预算 6.2 收益分析 7. 社会因素方面的可能性 8. 结论
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二、系统定义阶段
3、需求分析示例：远程监控系统 需求分析是针对设计要求进行分析，以确定各 项要求的可行性，以及相应的实现方法。通过需求 分析，可以确定要实现哪种功能、实现到什么程度、 技术指标等。 需求可分为功能部分和非功能部分。非功能性 需求包括了性能、价格、物理尺寸和重量、功耗等 方面的因素。
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三、总体设计阶段
1、总体设计思路
（1）首先要明确系统中的各实体及其关系： 嵌入式系统；电导检测器及模拟电路；泵；远程计算机 <2>嵌入式系统与泵之间的关系分析： 通过串行通讯实现泵的检测与控制。 检测的信号有：泵压力； 控制的信号有：泵的启停、工作参数的设定 由此明确嵌入式系统针对该部分要实现的功能。