嵌入式系统设计实例(精选)
嵌入式设计实例
ARM应用实例之路灯监控通信终端的设计引言对于城市路灯管理部门来说，防盗、节能等一直是一件非常头疼的事情，需要投入大量的人力、物力和财力，因为路灯数量众多，地理位置分散，给工作人员带来极大的困难。
GPRS 即通用分组无线业务[1]，英文全称为General Packet Radio Service，这种无线业务是在现有GSM网络上开通的一种新型的分组数据传输业务。
GPRS采用分组交换技术，它可以让多个用户共享某些固定的信道资源。
GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输，具有实时在线、按量计费、快捷登录、高速传输、自如切换等优点。
因此,利用GPRS组建的无线通信系统是一种造价低,易于维护和推广,无制约,可靠性高,稳定性好,具有一定的先进性,标准性且易于扩充的系统。
可以说,将GPRS应用于路灯监控系统的数据传输是目前最理想的选择。
本系统设计一种基于ARM7处理器以及利用GPRS技术的路灯监控通信系统的终端,实现远程无线的各路现场数据的传输。
结合上位机软件，将各路数据实时传递到集中监控中心，以实现对路灯运行情况的统一监控和分布式管理。
系统结构模型图如图1所示。
图1 GPRS路灯监控通信系统模型图1 主要芯片简介1.1 LPC2106芯片[2]LPC2106处理器是菲利普公司的ARM7TDMI-S 处理器，该芯片带有一个支持实时仿真和跟踪的ARM7TDMI-SCPU，并嵌入了128KB的高速Flash存储器。
具有ISP 和IAP 功能，128位的储存器接口和特别的允许在最高时钟周期执行32位代码的加速体系，在代码长度起关键作用的程序中，可选的16位的Thumb模式在最少的代价下能够减少了超过30%的代码，CPU 操作频率可达60MHz ；LPC2106体积很小，它有两个低功耗模式：空闲和掉电，使系统保证在低功耗使用，非常省电，在路灯监控系统中，它是非常理想的选择。
嵌入式系统设计的应用实例及其关键技术分析
嵌入式系统设计的应用实例及其关键技术分析引言嵌入式系统已经成为人们日常生活不可或缺的一部分。
从智能手机到汽车电子系统，从医疗设备到家庭电器，嵌入式系统无处不在。
本文将介绍嵌入式系统在实际应用中的案例，分析其关键技术。
分类嵌入式系统可分为通用型和专用型。
通用型嵌入式系统通常有固定的硬件和软件组合，适用于各种应用场合。
而专用型嵌入式系统则针对特定应用设计，通常有定制的硬件和软件。
通用型智能手机智能手机是一种通用型嵌入式系统。
它不仅可以拨打电话和发送短信，还可以进行互联网浏览、音乐播放、拍照和视频录制等各种功能。
智能手机的关键技术包括处理器、内存、显示屏、电池和操作系统等。
现在市场上流行的智能手机通常都采用ARM处理器和Android操作系统。
家庭路由器家庭路由器是一种通用型嵌入式系统，用于连接家庭内部的各种设备和外部互联网。
家庭路由器的关键技术包括无线网卡、路由处理器、储存器和操作系统等。
现在市场上流行的家庭路由器通常采用基于Linux内核的嵌入式系统。
专用型汽车电子系统汽车电子系统是一种专用型嵌入式系统，用于控制汽车的各种电子系统，包括发动机控制、制动系统、空调控制、音响系统和导航系统等。
汽车电子系统的关键技术包括CAN总线、传感器、执行器、嵌入式软件和实时操作系统等。
医疗设备医疗设备包括血糖仪、血压计、心电监护仪等，是一种专用型嵌入式系统，用于进行各种医学检测和治疗。
医疗设备的关键技术包括传感器、执行器、嵌入式软件、实时操作系统和电池管理器等。
关键技术分析处理器嵌入式系统的处理器通常采用低功耗芯片，因为它们需要长时间工作而且不能过热。
现在市场上常见的处理器包括ARM、Intel Atom和MIPS等。
内存内存在嵌入式系统中很重要，因为它决定了系统的速度和稳定性。
嵌入式系统的内存通常分为静态RAM和动态RAM。
动态RAM需要保持电源供应，而静态RAM可以不需要。
一些特殊的嵌入式系统可能还会采用Flash内存或者EEPROM。
嵌入式单片机开发设计实例
嵌入式单片机开发设计实例
以下是一些嵌入式单片机开发的设计实例：
1. 温度测量系统：使用单片机与温度传感器连接，实时读取环境温度并显示在液晶屏上。
可以通过按键切换温度单位（摄氏度或华氏度），并设置温度报警阈值，当温度超过阈值时触发蜂鸣器报警。
2. 智能家居系统：将单片机与各种传感器（如光照、湿度、烟雾等）和执行器（如灯泡、窗帘）连接，实现自动化控制。
可以通过手机APP或遥控器远程操控家居设备，也可以设置定时任务，如定时开关灯、定时浇水等。
3. 电子秤：使用单片机控制称重传感器，实时测量物品的重量，并显示在液晶屏上。
可以设置称重范围和精度，当超过范围或精度不足时触发蜂鸣器报警。
4. 智能车辆控制系统：将单片机与各种传感器（如光电传感器、红外线传感器、超声波传感器等）和执行器（如电机、舵机）连接，实现对车辆的控制。
可以通过遥控器或手势识别等方式控制车辆的前进、后退、转向等操作。
5. RFID门禁系统：使用单片机与RFID读写器连接，实现对门禁的管理。
当合法的RFID卡片靠近读写器时，门自动打开，同时记录进出时间和人员信息。
可以通过管理软件对人员的出入进行管理和统计。
这些设计实例只是嵌入式单片机开发的一小部分，实际应用非常广泛，可以根据需求进行扩展和定制。
嵌入式系统-应用实例资料
显示部分是采用192*64 LCD字符型显示器。
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实物图片
便携式盘点设备外观
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硬件平台的设计
嵌入式设备的硬件架构一般都是以嵌入式微处理器 为核心，通过处理器接口扩展以及系统硬件的支持， 把众多的外设单元集成到整个系统中，并通过CPLD 等逻辑转换器件和其它硬件电路完成对外设模块进行 读写和控制操作。
（3）如果设置为调试状态，NBoot将EBoot区数据装入 SDRAM，执行EBoot，EBoot程序按照用户的指令通 过以太网下载Windows CE镜像文件，并将镜像文件写 入Windows CE区段；
（4）NBoot或者EBoot将Windows CE区段数据装入 SDRAM，引导Windows CE操作系统。
USB
Audio
以太网网卡 CS8900
S3C2410
SDRAM NAND FLASH
CF Card
LCD显示器
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键盘
系统板的组成
系统板起两方面的作用，一方面对核心板提供支持。 如为核心板供电，提供外设到核心板的连接，另一方面 为各种外设提供了接口。
系统板主要集成有RJ-45网络接口、USB 主／从设备 接口、串行接口、LCD显示器接口、CF卡接口、键盘等 接口电路。同时，还有包含有一些相应的控制转换电路 （如可编程器件CPLD）和电源管理部分。
（4） EVENT_KEYBOARD事件被触发后，在底层驱 动模块中读取串口键盘代码，填充键盘码和按键状态所 需的数据，提交给上一级模块；
（5） 键盘管理模块中修改扫描码到虚键码的转换表， 完成扫描码到虚键码的转换。
嵌入式系统设计实例
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四、详细设计阶段
1、硬件系统的设计
（4）RS485电路的考虑 因为实验箱上有相应的电路，可以直接使用。考虑到远程
传输，最好使用隔离的485电路，因此，要加光电隔离器。 有三个信号要隔离：RXD，TXD，RTS
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三、总体设计阶段
3、远程温度监控系统的软件系统设计方案
（3）通讯任务：制定相应的通信协议，完成与微机的通讯。建 议参考Modbus协议。
（4）按键与显示任务：当有按键时，显示设定值并进行加减操 作，在5秒内没有按键，则恢复显示当前温度值。 以上各任务间需要进行一定的通讯，以便传递数据。如温度 设定值与任务2、3、4有关。请自行分析任务间的通讯。
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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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二、系统定义阶段
2、可行性分析示例：远程温度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
四、详细设计阶段
1、硬件系统的设计
（5）按键与LED数码管电路的考虑 可以使用GPIO接口。GPF口实比较简单的8位数字量I/O口，
嵌入式硬件项目开发实例
嵌入式硬件项目开发实例
以下是一些常见的嵌入式硬件项目开发实例：
1. 智能家居系统: 开发一个可以控制家庭设备（如灯光、温度、安全系统等）的嵌入式系统，通过无线通信方式让用户可以通过手机或其他设备远程控制家庭设备。
2. 智能监控系统: 开发一个基于图像识别技术的嵌入式系统，可以实时监控并识别人脸、车辆等，配合报警系统可以实现安全监控。
3. 自动驾驶汽车: 开发一个基于嵌入式硬件的自动驾驶汽车系统，通过传感器获取车辆周围的信息并处理，实现自动驾驶功能。
4.智能健康监测设备: 开发一个可以监测人体各项生理指标（如心率、血压、体温等）的嵌入式设备，可以通过无线方式与手机或电脑连接并显示数据。
5. 物联网系统: 开发一个嵌入式系统，可以连接并控制多个物联网设备，实现智能家居、智能城市等功能。
6. 工业自动化控制系统: 开发一个嵌入式硬件系统，可以控制和监测工业生产过程中的各种设备，实现自动化生产。
以上是一些常见的嵌入式硬件项目开发实例，可以根据实际的需求和技术要求进行定制和改进。
嵌入式系统的例子(一)
嵌入式系统的例子(一)嵌入式系统什么是嵌入式系统嵌入式系统（Embedded System）是集成了计算机硬件和软件，专门用来控制特定功能的计算机系统。
它通常被嵌入到一些特定的物理设备或系统中，不像常见的通用计算机系统那样具备多样化的功能。
嵌入式系统在现代科技中起着重要的作用，应用广泛，包括但不限于：- 汽车 - 手机 - 家电 - 医疗设备 - 无人机 - 工业控制设备等。
嵌入式系统的重要性嵌入式系统之所以如此重要，主要有以下几个原因：1. 特定功能由于嵌入式系统被设计用来控制特定功能，它们可以通过集成硬件和软件满足特定需求。
例如，汽车中的嵌入式系统可以控制车辆的引擎、导航系统和娱乐系统等。
这种特定功能使得嵌入式系统能够在各种复杂的设备中发挥作用。
2. 节省成本和空间相比于传统的计算机系统，嵌入式系统通常更简化、更紧凑。
它们通常集成在设备中的电路板上，不需要额外的外部连接。
这样可以节省空间，并减少设备的成本。
此外，嵌入式系统大多数时候不需要高速处理器和大容量存储器，这也降低了成本。
3. 实时性要求很多嵌入式系统需要实时响应，以满足特定应用的需求。
例如，在工业自动化中，嵌入式系统需要及时地接收和处理传感器数据，从而控制设备的运行。
这种实时性要求使得嵌入式系统能够在高压力、高并发的环境下稳定运行。
嵌入式系统的例子嵌入式系统有非常多的应用场景，下面列举几个常见的例子：1. 智能手机智能手机是目前最常见的嵌入式系统之一。
它们集成了处理器、操作系统、存储器、传感器和通信模块等组件，可以实现通话、上网、拍照和娱乐等功能。
智能手机的嵌入式系统需要满足性能稳定、省电和安全性等要求。
2. 家电现代家电产品如电视、空调、冰箱等，都配备了嵌入式系统。
这些嵌入式系统可以通过用户界面和传感器来实现智能控制和自动化。
例如，智能冰箱中的嵌入式系统可以监测食物的存储情况并提醒用户补货。
3. 无人机无人机也是一种广泛应用嵌入式系统的设备。
嵌入式系统实验 引例
嵌入式系统实验引例嵌入式系统实验是指通过实际操作和实践，深入了解嵌入式系统的原理、结构、功能和应用，提高学生的实际动手能力和解决问题的能力。
本文将以一个具体的嵌入式系统实验为例进行介绍。
引例：在一次嵌入式系统实验中，我们需要设计一个简单的电子秤。
电子秤可以通过称重传感器测量物体的质量，并将数据显示在LCD屏幕上。
具体步骤如下：1.硬件设计首先，我们需要选择合适的硬件平台来搭建电子秤。
一般来说，我们可以选择使用单片机作为核心控制器，并配合称重传感器、LCD屏幕等外设进行连接和控制。
在这个实验中，我们选择使用STM32F103C8T6单片机作为控制器，并配合HX711称重传感器和16x2字符型LCD屏幕进行连接。
2.软件编程接下来，我们需要对硬件进行编程控制，以达到测量物体质量并显示结果的目的。
具体步骤如下：（1）初始化各个外设：包括GPIO口、USART串口、HX711传感器等。
（2）读取HX711传感器数据：通过串口通信协议读取HX711传感器的数据，然后进行数据处理和校准，得到物体的质量值。
（3）显示结果：将质量值通过串口通信协议发送到LCD屏幕上进行显示。
3.实验验证最后，我们需要对设计的电子秤进行实验验证。
具体步骤如下：（1）搭建实验平台：将STM32F103C8T6单片机、HX711传感器和LCD屏幕等硬件组装在一起，并连接电源和串口线。
（2）测试测量精度：使用不同重量的物体进行测试，比较测量结果与实际值之间的误差大小。
（3）优化设计方案：根据测试结果反馈，对电子秤的硬件和软件进行调整和优化，以提高测量精度和稳定性。
通过以上步骤，我们可以成功地设计并制作出一个简单的电子秤，并通过实验验证其测量精度和稳定性。
这个实验不仅可以提高学生的动手能力和解决问题能力，还可以让他们深入了解嵌入式系统原理、结构、功能和应用。
一个典型的嵌入式系统设计和实现[五篇模版]
一个典型的嵌入式系统设计和实现[五篇模版]第一篇：一个典型的嵌入式系统设计和实现关键字：嵌入式系统设计ARM FPGA 多功能车辆总线Multifunction Vehicle Bus在计算机、互联网和通信技术高速发展的同时，嵌入式系统开发技术也取得迅速发展，嵌入式技术应用范围的急剧扩大。
本文介绍了一种基于ARM和FPGA，从软件到硬件完全自主开发多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus)MVB??B嵌入式系统的设计和实现。
系统设计和实现通常来说，一个嵌入式系统的开发过程如下：1. 确定嵌入式系统的需求；2. 设计系统的体系结构：选择处理器和相关外部设备，操作系统，开发平台以及软硬件的分割和总体系统集成；3. 详细的软硬件设计和RTL代码、软件代码开发；4. 软硬件的联调和集成；5. 系统的测试。
一、步骤1：确定系统的需求：嵌入式系统的典型特征是面向用户、面向产品、面向应用的，市场应用是嵌入式系统开发的导向和前提。
一个嵌入式系统的设计取决于系统的需求。
1、MVB总线简介列车通信网（Train Communication Network,简称TCN）是一个集整列列车内部测控任务和信息处理任务于一体的列车数据通讯的IEC国际标准（IEC－61375-1）, 它包括两种总线类型绞线式列车总线(WTB)和多功能车厢总线(MVB)。
TCN在列车控制系统中的地位相当与CAN总线在汽车电子中的地位。
多功能车辆总线MVB是用于在列车上设备之间传送和交换数据的标准通信介质。
附加在总线上的设备可能在功能、大小、性能上互不相同，但是它们都和 MVB总线相连，通过MVB总线来交换信息，形成一个完整的通信网络。
在MVB系统中，根据IEC－61375－1列车通信网标准，MVB总线有如下的一些特点：拓扑结构：MVB总线的结构遵循OSI模式，吸取了ISO的标准。
支持最多4095个设备，由一个中心总线管理器控制。
嵌入式系统应用开发实例(52)
另外，系统建立了输入的抽象层，屏蔽了不同输入设备。
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1.2.3 GSM/GPRS Server多工通信服务器软件
GSM/GPRS Server多工通信服务器软件是电话、短信及 数据业务的守护进程，负责响应应用程序转发的用户操作事 件及从串口的获得的无线通信模块事件，是整个智能手机系 统的核心。在这部分的工作中要实现多链路的数据通信、事件 优先级判别，并在执行数据通信时，保证电话、短信的接入。 具体程序设备结构如下图所示。
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电话控制程序状态切换关系图
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电话控制程序状态切换
电话控制程序设计分为三个运行态：PowerOn State(上电 态)、Idle State(空闲态)、Execution State(执行态)。上图表
示了三个状态之间的关系和进入各个状态的条件。
电话控制程序在智能手机系统上电复位、GSM/GPRS
设计对动态库中封装的函数进行了分层。其中直接针对 Framebuffer进行输出的函数位于系统最低层，其上是设备上 下文。因每次对一个窗口输出的时都要首先建立设备上下文， 所以设备上下文总可以引用窗体结构，自然也可以引用到窗口 剪切域，在剪切域范围内才可以进行输出。
图形设备接口建立在设备上下文之上，主要包括点、线、面、 文本等。如上文所述，输出之前，首先建立设备上下文，即其 输出的目标是设备上下文，而不是窗口。
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智能手机的主要参数
串口：RS-232口； LED: 红(在充电指示)、绿(软件运行或电池故障指示) 电源管理:Full featured-Sipports Run,Idle and Sleep modes 复位：设置复位开关； 电池：3.7V锂离子电池 物理尺寸：主板尺寸为65x53x5.5mm 电源适配器：5V直流； 外部连接器:Possible integration、CF卡、Sensor、 Bluetooth、SIM Card、其他