嵌入式系统开发教程
嵌入式技术应用项目式教程(STM32版)教学课件(共31单元)03STM32开发环境搭建
开发环境选择
• STM32F103支持多种IDE
– Keil MDK
• 优点：编程界面友好、操作方便、实用简单、资料多等 • 缺点：商用软件需付费
– STM32CubeIDE
• 优点：官方软件、界面友好、代码补全、操作简单等 • 缺点：基于eclipse，对电脑硬件要求较高
– Microsoft Visual Code & gcc-arm-none-eabi
• 优点：开源免费 • 缺点：搭建困难，需要一定的基础
– ……
开发环境选择
• 本着易用的思路，选择keil MDK作为首选开发工具。烧录 工具选择ST官方推出的ST-Link（如下右图）。
关于固件库
• 由于STM32功能强，片上资源丰富，因此必然导致配置寄 存器数量多，配置难度大。从而希望寻求一种简单的配置 寄存器的方法。
STM32开发环境搭建
什么是开发环境？
• 在做开发时需要用到的指定软、硬件，以及对应的系统以 及应用程序工具等，这个整体就是开发环境。
• 简单的说：就是用什么写程序，用什么编译程序，用什么 通过什么方式将编译好的程序烧录到微控制器。
• 随着开发软件的不断发展，将多种开发工具集成到一个软 件中的集成开发环境（Integrated Development Environment ，DE）逐渐成为开发人员的首选。
关于固件库
ARM开发教程之ARM体系的嵌入式系统BSP的程序设计
ARM开发教程之ARM体系的嵌入式系统BSP的程序设计简介：ARM公司在32位RISC的CPU开发领域不断取得突破，其结构已经从V3发展到V6。
BSP（Board Support Package）板级支持包介于主板硬件和操作系统之间，其功能与PC 机上的BIOS相类似，主要完成硬件初始化并切换到相应的操作系统。
BSP是相对于操作系统而言的，不同的操作系统对应于不同定义形式的BSP，例如VxWorks的BSP和Linux的BSP相对于某一CPU来说，尽管实现的功能一样，可是写法和接口定义是完全不同的。
另外，仔细研究所用的芯片资料也十分重要，例如尽管ARM在内核上兼容，但每家芯片都有自己的特色。
所以这就要求BSP程序员对硬件、软件和操作系统都要有一定的了解。
本文介绍基于ARM体系的嵌入式应用系统初始化部分BSP的程序设计。
本文引用的源码全部是基于HMS320C7202芯片设计，并已成功运行。
1 ARM开发教程之初始化过程尽管各种嵌入式应用系统的结构及功能差别很大，但其系统初始化部分完成的操作有很大一部分是相似的。
嵌入式系统的启动流程如图1所示。
1.1 设置入口指针启动程序首先必须定义指针，而且整个应用程序只有一个入口指针。
一般地，程序在编译链接时将异常中断向量表链接在0地址处，并且作为整个程序入口点。
入口点代码如下：ENTRY（_start）；开始1.2 ARM开发教程之设置异常中断向量表ARM要求中断向量表必须放置在从0开始、连续8×4字节的空间内。
各异常中断向量地址以及中断的算是优先级如表1：表1 各异常中断的中断向量地址以及中断的处理优先级中断向量地址异常中断类型异常中断模式优先级（6最低）0x0 复位特权模式（SVC）10x4 未定义中断未定义指令中止模式（Undef) 60x8 软件中断（SWI）特权模式（SVC）60x0c 指令预取中止中止模式50x10 数据访问中止中止模式20x14 保留未使用未使用0x18 外部中断请求（IRQ）外部中断（IRQ）模式40x1c 快速中断请求（FIQ）快速中断（FIQ）模式 3每当一个中断发生后，ARM处理器便强制把程序计数器（PC）指针置为向量表中对应中断类型的地址值。
13.1.1 SJA1000寄存器介绍[共4页]
![13.1.1 SJA1000寄存器介绍[共4页]](https://img.taocdn.com/s3/m/16eac77dd1f34693daef3ede.png)
第13章各类驱动设计和引导程序前面对Linux设备驱动程序有了一个基本的认识，本章将对嵌入式Linux下CAN总线、SD 卡及网络接口的驱动做详细讲解。
希望通过一个简单的实例介绍能对读者自己编写驱动程序有所帮助。
接下来将从Boot Loader的概念、Boot Loader的基本结构来介绍Boot Loader的结构，并介绍目前比较流行的两款引导程序vivi和U-Boot。
13.1 CAN总线和SJA1000介绍控制器局域网（Controller Area Network，CAN）是德国Bosch公司于1983年为汽车应用而开发的，它是一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络，属于现场总线（FieldBus）的范畴。
1983年11月，ISO正式颁布了控制器局域网CAN国际标准（ISO11898）。
CAN总线的通信介质可采用双绞线、同轴电缆和光导纤维。
通信距离与波特率有关，最大通信距离可达10km，最大通信波特率可达1Mbit/s。
CAN总线仲裁采用11位标识和非破坏性位仲裁总线机构机制，可以确定数据块的优先级，保证在网络节点冲突时最高优先节点不需要冲突等待。
CAN总线采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。
CAN总线上任意节点可在任意时刻主动向网络上其他节点发送信息而不分主次，因此可在各节点之间实现自由通信。
SJA1000是一个独立的CAN控制器，它在汽车和普通的工业应用上有先进的特征。
由于硬件和软件的兼容，它将会替代PCA82C200。
它与PCA82C200相比，增加了一种新的工作模式（PeliCAN）。
这种模式支持具有很多新特性的CAN2.0B协议，因此特别适合于轿车内的电子模块、传感器、制动器的连接和通用工业应用，特别是系统优化、系统诊断和系统维护时特别重要。
13.1.1 SJA1000寄存器介绍SJA1000的寄存器主要包括控制寄存器、命令寄存器、状态寄存器、中断寄存器、发送缓冲器、接收缓冲器和验收滤波器。
嵌入式系统设计教程(第2版)简答题答案.pdf
第一章嵌入式系统概论1.嵌入式系统的定义是什么？答：以应用为中心，以计算机技术为基础，硬件、软件可裁剪，功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2.简述嵌入式系统的主要特点。
答：（1）功耗低、体积小、具有专用性（2）实时性强、系统内核小（3）创新性和高可靠性（4）高效率的设计（5）需要开发环境和调试工具3. 嵌入式系统一般可以应用到那些领域？答：嵌入式系统可以应用在工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、网络及电子商务、环境监测和机器人等方面。
4. 简述嵌入式系统的发展趋势答：（1）嵌入式应用的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持（2）连网成为必然趋势（3）精简系统内核、算法，设备实现小尺寸、微功耗和低成本（4）提供精巧的多媒体人机界面（5）嵌入式软件开发走向标准化5.嵌入式系统基本架构主要包括那几部分？答：嵌入式系统的组织架构是由嵌入式处理器、存储器等硬件、嵌入式系统软件和嵌入式应用软件组成。
嵌入式系统一般由硬件系统和软件系统两大部分组成，其中，硬件系统包括嵌入式处理器、存储器、I/O系统和配置必要的外围接口部件；软件系统包括操作系统和应用软件。
6.嵌入式操作系统按实时性分为几种类型，各自特点是什么？答：（1）具有强实时特点的嵌入式操作系统。
（2）具有弱实时特点的嵌入式操作系统。
（3）没有实时特点的嵌入式操作系统。
第二章嵌入式系统的基础知识1.嵌入式系统体系结构有哪两种基本形式？各自特点是什么？答：冯诺依曼体系和哈佛体系。
冯诺依曼体系结构的特点之一是系统内部的数据与指令都存储在同一存储器中，其二是典型指令的执行周期包含取指令TF，指令译码TD，执行指令TE，存储TS四部分，目前应用的低端嵌入式处理器。
哈佛体系结构的特点是程序存储器与数据存储器分开，提供了较大的数据存储器带宽，适用于数据信号处理及高速数据处理的计算机。
2.在嵌入式系统中采用了哪些先进技术？答：（1）流水线技术（2）超标量执行（3）总线和总线桥3.简述基于ARM架构的总线形式答：ARM架构总线具有支持32位数据传输和32位寻址的能力，通过先进微控制器总线架构AMBA支持将CPU、存储器和外围都制作在同一个系统板中。
《ARM嵌入式C编程标准教程》
第二章ADS 1.2开发环境创建与简介
2.1 ADS1.2开发环境创建
2.1.1 ADS1.2概述
ADS是个集成开发环境，主要包括编译器、链接器、调试 器、C和C++库等，是ARM公司推出的新一代ARM集成开 发工具。最新版本是ADS1.2，该版本支持包括Windows和 Linux在内的多种操作环境。ADS1.2的组成如下所述。 1. 编译器 ADS提供多种编译器，以支持ARM和Thumb指令的编译， 主要有： ·armcc：是ARM C编译器。 ·tcc：是Thumb C编译器。 ·armcpp：是ARM C++编译器。 ·tcpp：是Thumb C++编译器。 ·armasm：是ARM和Thumb的汇编语言编译器。
2.1.2 ADS1.2的安装
ADS全称为ARM Developer Suite，是ARM公司推出的新 的一代ARM集成开发工具。现在ADS的最新版本是1.2， 它取代了早期的ADS1.1和ADS1.0，该版本支持包Windows 和Linux在内的多种操作系统。安装步骤如下： 在ADS1.2的安装盘中运行setup.exe，安装ARM Developer Suite v1.2。出现图2-1对话框和图2-2对话框，同意产权协 义，选省缺安装路径(C:\Program Files\ARM\vADS1.2)和 典型安装模式(Typiflcation)，按Next进入下一步，出现选 文件夹、编程语言和当前设定对话框，均按Next，开始安 装，如图2-3示。 安装结束，安装许可文件（Install License），这一步可 按安装向导进行，单击“下一步”按钮，会出现如图2-4 和图2-5所示的对话框。
嵌入式技术与应用开发项目教程(STM32版)习题答案
嵌入式技术与应用开发项目教程（STM32版）习题答案项目一LED控制设计与实现1-1 嵌入式系统是如何定义的？嵌入式系统（Embedded system），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。
目前，国内普遍认同的嵌入式系统定义是：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。
1-2 嵌入式系统具有哪些特点？嵌入式系统具有以下几个显著特点：（1）嵌入式系统是面向特定应用；（2）软件要求固态化存储；（3）嵌入式系统的硬件和软件都必须具备高度可定制性；（4）嵌入式系统的生命周期较长；（5）嵌入式系统开发需要开发工具和环境。
1-3 ARM Cortex-M3处理器是哪几个部分组成？嵌入式系统一般是由嵌入式处理器、存储器、输入输出和软件（嵌入式设备的应用软件和操作系统是紧密结合的）等4部分组成。
1-4 简述STM32F103系列产品的命名规则。
STM32F103系列产品的命名规则，是按照“STM32F103XXYY”格式来命名的，具体含义如下：（1）产品系列：STM32是基于ARM Cortex-M3内核设计的32位微控制器；（2）产品类型：F是通用类型；（3）产品子系列：101是基本型、102是USB基本型（USB全速设备）、103是增强型、105或107是互联型；（4）引脚数目（第一个X）：T是36脚、C是48脚、R是64脚、V是100脚、Z是144脚；（5）闪存存储器容量（第二个X）：4是16K、6是32K、8是64K、B是128K、C是256K、D是384K、E是512K；（6）封装（第一个Y）：H是BGA、T是LQFP、U是VFQFPN、Y是WLCSP64；（7）温度范围（第二个Y）：6是工业级温度范围-400C~850C、7是工业级温度范围-400C~1050C。
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5章ARM指令集特点寻址方式和指令
标志
C＝1，Z＝0 C＝0，Z＝l
N＝V N!＝V Z=0，N=V Z＝1，N!=V 任何 ARMv3之前
含义
无符号数大于 无符号数小于或等于 有符号数大于或等于 有符号数小于 有符号数大于 有符号数小于或等于 无条件执行(指令默认条件) 该指令从不执行
2008年6月28日
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5 章ARM指令集特点寻址方式和指令
《嵌入式系统基础教程 》第09讲第5章ARM指 令集特点寻址方式和指
令
2023/5/9
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5 章ARM指令集特点寻址方式和指令
第5章 ARM指令集和汇编语言程序
l 本章主要介绍以下内容：
l ARM指令集的基本特点 l 与Thumb指令集的区别 l 与x86处理器的区别 l ARM指令格式
l 举例：
l SUB R1，R1，R2 ;R1－R2→R1 l MOV PC，R0 ;PC←R0，程序跳转到指定地址 l LDR R0，[R1]，－R2
;读取R1地址上的存储器单元内容并存入R0， ;且R1＝R1－R2，后索引偏移 l AND R0，R5，R2 ;R2中存放的是第2操作数 ;该数据属于寄存器方式的第2操作数
运算指令能够访问存储器
2008年6月28日
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5 章ARM指令集特点寻址方式和指令
ARM指令集的编码格式
l 参看ARM指令集编码格式PDF文件
2008年6月28日
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5 章ARM指令集特点寻址方式和指令
ARM指令集的语法
l 一条典型的ARM指令语法如下所示：
寄存器寻址
l 操作数的值在寄存器中，指令中的地址码字段指 出的是寄存器编号，指令执行时直接取出寄存器 值来操作。寄存器寻址指令举例如下：
ARM嵌入式软件开发教程
ADS默认的标准C库
ANSI C 应用程序调用的C库 函数 eg: fputc()
C Library 设备驱动层 使用semihosting SWI’s eg: _sys_write()
input/ output
error handling
stack & heap setup
other
Debug Agent
可查看在ADS Embedded example目录下的retarget.c,可看到更多的重定向例子 你可以确定有不在连接时使用semihosting SWI 的吗?…...
TM
9
9
火龙果 整理
消除C库函数中的semi hosting
为了确保在连接时没有函数使用了semi hosting SWIs ，你可以在程序中加入 下面的句子：
TM
13
13
火龙果 整理
Scatter 描述文件
LOAD_ROM 0x0000 0x4000 { EXEC_ROM 0x0000 0x4000 { * (+RO) } RAM 0x10000 0x8000 { * (+RW,+ZI) } } Execute View
0x18000
火龙果 整理
嵌入式软件开发
TM
1
火龙果 整理
嵌入式开发过程
hello world
“PC软件”
独立的嵌入式应用
当程序员开始开发一个基于ARM应用的时候，你可以使用ARM的ADS编写类似于 “HELLO WORLD”的程序，使用ARMulator或者在评估板上来调试，但当你把他 移植到独立的嵌入式应用设备中时，下面这些问题就成为我们首要考虑的：
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嵌入式系统开发教程
嵌入式系统是一种集成了硬件和软件的专用计算机系统，被嵌入到某个特定的
设备或系统中。
在现代科技进步的推动下，嵌入式系统已经广泛应用于汽车、家电、医疗设备等领域。
本篇文章将介绍嵌入式系统开发的基本概念、流程和关键技术，帮助读者了解嵌入式系统开发并入门。
一、嵌入式系统开发概述
嵌入式系统开发是一项复杂且多学科交叉的工程。
它融合了硬件设计、软件开发、信号处理、电路设计等领域的知识。
嵌入式系统开发的目标是根据特定设备或系统的需求，设计并实现一个高效、可靠的嵌入式系统。
二、嵌入式系统开发流程
1.需求分析：在开始嵌入式系统的开发之前，需要明确该系统的功能、性能、
硬件平台以及软件需求等方面的要求。
这一阶段需要与相关的领域专家、系统用户进行充分的讨论和沟通，确保需求的准确性和完整性。
2.架构设计：在需求分析的基础上，进行嵌入式系统的软硬件架构设计。
其中，硬件架构设计关注的是嵌入式系统中各种硬件模块之间的连接和交互，软件架构设计则是指嵌入式系统中各个软件组件的分工、通信和协作。
3.硬件开发：根据架构设计的需求，进行硬件电路的设计和制造。
这包括选择
合适的处理器核心、外围器件和传感器，并进行电路图设计和PCB布局。
4.软件开发：基于硬件开发的基础上，进行嵌入式系统的软件开发。
这包括编
写底层驱动程序、应用程序，并进行软件的调试和测试。
5.系统集成：在软硬件开发完成后，进行整个嵌入式系统的集成和测试。
这一
阶段需要确保硬件和软件之间的正确连接和通信，并验证系统的功能和性能。
6.系统验证和优化：在系统集成和测试之后，需要对整个嵌入式系统进行验证
和分析。
通过对系统的性能、能耗、稳定性等方面进行评估，进一步优化系统的设计和实现。
三、嵌入式系统开发关键技术
1.嵌入式系统硬件设计技术：硬件设计是嵌入式系统开发的基础，涉及到电路
设计、硬件布局等方面的技术。
掌握硬件设计技术对于嵌入式系统的可靠性和性能是至关重要的。
2.嵌入式系统软件开发技术：嵌入式系统软件开发与传统的桌面软件开发有所
不同，需要关注实时性、节约资源和优化算法等方面的技术。
熟练掌握嵌入式系统软件开发技术可提高开发效率和系统的稳定性。
3.嵌入式系统通信技术：嵌入式系统通常需要与外部设备或网络进行通信。
了
解和掌握各种通信协议和技术，如UART、SPI、I2C、Ethernet等，是嵌入式系统
开发的关键。
4.嵌入式系统调试和优化技术：在系统集成和测试阶段，嵌入式系统的调试和
优化是必不可少的。
掌握调试工具的使用和方法，能够快速解决问题和提高系统性能。
四、嵌入式系统开发的挑战和前景
嵌入式系统开发需要面对一些挑战，如硬件和软件集成、系统稳定性、资源受
限等。
然而，随着物联网的快速发展，嵌入式系统的应用前景广阔。
从智能家居到智能交通，从工业自动化到智能医疗，嵌入式系统将持续发挥着重要的作用。
总结：
本文简要介绍了嵌入式系统开发的基本概念、流程和关键技术。
嵌入式系统作
为一种集成了硬件和软件的专用计算机系统，在现代科技应用中扮演着重要的角色。
通过深入了解嵌入式系统开发的流程和技术，读者可以更好地理解嵌入式系统的工
作原理，并为开展相关研究和开发提供基础知识。
在未来的发展中，嵌入式系统将继续为我们的生活带来更多便利和创新。