嵌入式系统硬件开发流程
1.项目需求、计划阶段
开始于项目需求分析，结束于总体技术方案确定。主要进行硬件设计需求分解，包括硬件功能需求、性能指标、可靠性指标、可制造性需求、可服务性需求及可测试性等需求；对硬件需求进行量化，并对其可行性、合理性、可靠性等进行评估，硬件设计需求是硬件工程师总体技术方案设计的基础和依据。
2.原型阶段
输入为总体技术方案，直到完成硬件概要设计为止。主要对硬件单元电路、局部电路或有新技术、新器件应用的电路的设计与验证及关键工艺、结构装配等不确定技术的验证及调测，为概要设计提供设计依据和设计支持。
3.开发阶段
开始于硬件概要设计评审通过后，结束于初样成功转为试样。主要有原理图及详细设计、PCB设计、初样研制/加工及调测，每一了阶段都要进行严格、有效的技术评审，以保证“产品的正确”。
4.验证阶段
各要素进行验证、优化的阶段，为大批量投产做最后的准备，开始于初样评审通过，结束于试样成功转产。主要有试样生产及优化改进、试样样机评审、转产；验证、改进过程要及时、同步修订、受控设计文档、图纸、料单等。
5.维护阶段
维护阶段开始于产品成功转产后，结束于产品生命周期结束。
《嵌入式系统及应用》课程实验 一、实验课程的性质、目的和任务 性质：《嵌入式系统及应用》课程是自动化专业的专业基础课程，本实验课是该课程教学大纲中规定必修的实验教学内容。 目的和任务：通过实验环节来巩固和加深学生对嵌入式系统的理解，使学生掌握MCS51单片机和ARM的基本原理和应用技术。通过熟悉MCS51开发环境和ARM集成开发环境，使学生掌握嵌入式系统开发的一般规律和方法。在集成开发环境下，进行系统功能程序的编写和调试的训练，掌握嵌入式系统软硬件调试的一般方法和系统设计的能力。 二、实验内容、学时分配及基本要求
三、考核及实验报告 （一）考核 本课程实验为非独立设课，实验成绩占课程总成绩的15%，综合评定实验成绩。（二）实验报告 实验报告应包括： 实验名称 实验目的 实验内容与要求 设计思路（如：分析、程序流程图等） 实验步骤 实验代码（含必要注释） 实验结果分析 实验小结（本题调试过程中遇到的问题和解决方法、注意事项、心得体会等）注：综合型实验需写出系统功能、设计过程 实验报告的要求： 实验报告以文本形式递交，实验报告要书写规范、文字简练、语句通顺、图表清晰。 四、主要仪器设备 硬件：微型计算机；嵌入式系统开发平台。 软件：Keil C51；ADT 五、教材及参考书 教材
[1] 高锋．单片微型计算机原理与接口技术（第二版）．北京：科学出版社，2007 [2] 自编．嵌入式系统及应用 参考书 [1] 王田苗．嵌入式系统设计与实例开发．北京：清华大学出版社，2003 [2] 陈赜．ARM9 嵌入式技术及Linux高级实践教程．北京：北京航空航天大学出版社，2005 [3] 李忠民等．ARM嵌入式VxWorks实践教程．北京：北京航空航天大学出版社，2006
嵌入式硬件工程师与软件工程师的区 别 嵌入式硬件工程师与软件工程师都有哪些不同呢?具体工作都包括什么?就业前景如何?工资待遇如何?这些都是大家十分关心的问题，尤其是对于即将走向工作岗位的学生来说，这些问题直接影响到他们的择业及将来的发展方向。 下面从几个方面来解答这些问题。 什么是嵌入式硬件工程师? 随着嵌入式技术的普及，硬件工程师的性质也有所改变。嵌入式硬件工程师与我们平常所说的硬件工程师不同。嵌入式硬件工程不但要求具备硬件工程师的基本技能，还必须完成部分软件工程师的工作，例如：底层驱动的开发嵌入式操作系统的裁剪，移植；GUI、文件系统等软件的移植；基于嵌入式操作系统的底层驱动程序的设计等。 什么是嵌入式软件工程师? 嵌入式软件工程师与我们平常说的软件工程师不同。 我们平常说的软件工程师大部分指的是windows和linux操作系统下应用软件的开发人员，硬件平台是基于PC机的。而嵌入式软件工程师则是指在wince、linux等嵌入式操作系统下进行用户应用软件开发的人员，硬件平台则是基于嵌入式产品的(例如：手机、PDA等)。软件开发工具也有所区别，嵌入式软件开发一般使用的是嵌入式系统专用的开发工具，例如wince下的evc，和linux下的qt等。 嵌入式软、硬件工程师职能、工作性质的区别 嵌入式硬件工程师的主要工作包括： 方案设计 根据客户需要进行可行性分析、整体功能设计、硬件成本预算等，在完成功能的同时还必须考虑到产品的生产加工、后期维修等各方面问题。 元件的选型 选择元件时必须根据每个元件特性和电路板特性，成分考虑到性能，干扰，功耗等问题。
电路的设计 元件的位置，产品的功耗，各部分功能完整性，抗干扰等 电路板设计 要求设计出的电路板，安全可靠，美观，拆装方便。 系统集成及调试 产品样品的组装集成及硬件调试。 底层驱动程序设计 根据硬件资源进行驱动程序的设计。 操作系统的裁剪移植* 根据需要选择最优的操作系统进行裁剪和移植 GUI及文件系统等软件移植* 根据需要加入GUI及文件系统等软件。 注：*表示该工作有可能不需要。 嵌入式软件工程师的主要工作包括： 人机交互程序设计 图形用户界面(GUI)程序设计 用户应用软件设计 软件系统测试 举个简单的例子： 就拿手机的设计来说，硬件工程师需要根据要求完成以下工作： 1、根据用户的需求例如：直板还是翻盖的，尺寸多大，功能要求(MP3，GPRS，触摸屏等)，成本要求等。对整个方案进行设计。 2、选择最优的元件，例如液晶屏、CPU等 3、进行电路的设计 4、集成和调试 5、底层驱动程序设计 6、移植wince、linux或者symbian等嵌入式操作系统 软件工程师需要完成以下工作
实验报告 课程名称：嵌入式系统 学院：信息工程 专业：电子信息工程 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 开课时间：学年第一学期
实验名称：IO接口（跑马灯） 实验时间：11.16 实验成绩： 一、实验目的 1.掌握 STM32F4 基本IO口的使用。 2.使用STM32F4 IO口的推挽输出功能，利用GPIO_Set函数来设置完成对 IO 口的配置。 3.控制STM32F4的IO口输出，实现控制ALIENTEK 探索者STM32F4开发板上的两个LED实现一个类似跑马灯的效果。 二、实验原理 本次实验的关键在于如何控制STM32F4的IO口输出。IO主要由：MODER、OTYPER、OSPEEDR、PUPDR、ODR、IDR、AFRH和AFRL等8个寄存器的控制，并且本次实验主要用到IO口的推挽输出功能，利用GPIO_Set函数来设置，即可完成对IO口的配置。所以可以通过了开发板上的两个LED灯来实现一个类似跑马灯的效果。 三、实验资源 实验器材: 探索者STM32F4开发板 硬件资源: 1.DS0(连接在PF9) 2.DS1(连接在PF10) 四、实验内容及步骤 1.硬件设计 2.软件设计 （1）新建TEST工程，在该工程文件夹下面新建一个 HARDWARE文件夹，用来存储以后与硬件相关的代码。然后在 HARDWARE 文件夹下新建一个LED文件夹，用来存放与LED相关的代码。 （2）打开USER文件夹下的test.uvproj工程，新建一个文件，然后保存在 LED 文件夹下面，保存为 led.c，在led.c中输入相应的代码。
（3）采用 GPIO_Set 函数实现IO配置。LED_Init 调用 GPIO_Set 函数完成对 PF9 和 PF10 ALIENTEK 探索者 STM32F407 开发板教程 119 STM32F4 开发指南(寄存器版) 的模式配置，控制 LED0 和 LED1 输出 1（LED 灭），使两个 LED 的初始化。 （4）新建一个led.h文件，保存在 LED 文件夹下，在led.h中输入相应的代码。 3.下载验证 使用 flymcu 下载（也可以通过JLINK等仿真器下载），如图 1.2所示： 图1.2 运行结果如图1.3所示：
_* 南京邮电大学通信学院 实验报告 实验名称：基于ADS开发环境的程序设计 嵌入式Linux交叉开发环境的建立 嵌入式Linux环境下的程序设计 多线程程序设计 课程名称嵌入式系统B 班级学号 姓名 开课学期2016/2017学年第2学期
实验一基于ADS开发环境的程序设计 一、实验目的 1、学习ADS开发环境的使用； 2、学习和掌握ADS环境下的汇编语言及C语言程序设计； 3、学习和掌握汇编语言及C语言的混合编程方法。 二、实验内容 1、编写和调试汇编语言程序； 2、编写和调试C语言程序； 3、编写和调试汇编语言及C语言的混合程序； 三、实验过程与结果 1、寄存器R0和R1中有两个正整数，求这两个数的最大公约数，结果保存在R3中。 代码1：使用C内嵌汇编 #include
printf("gcdnum:%d\n",a); return 0; } 代码2：使用纯汇编语言 AREA example1,CODE,readonly ENTRY MOV r0, #4 MOV r1, #9 start CMP r0, r1 SUBLT r1, r1, r0 SUBGT r0, r0, r1 BNE start MOV r3, r0 stop B stop END 2、寄存器R0 、R1和R2中有三个正整数，求出其中最大的数，并将其保存在R3中。 代码1：使用纯汇编语言 AREA examp,CODE,READONL Y ENTRY MOV R0,#10 MOV R1,#30 MOV R2,#20 Start CMP R0,R1 BLE lbl_a CMP R0,R2 MOVGT R3,R0 MOVLE R3,R2 B lbl_b lbl_a CMP R1,R2 MOVGT R3,R1 MOVLE R3,R2 lbl_b B . END 代码2：使用C内嵌汇编语言 #include
实验名称： 姓名： 学号： 装 订 线 P.1 实验报告 课程名称： 嵌入式系统设计 指导老师：马永昌 成绩：________________ 实验名称：综合实验一dht11和人体感应传感器 实验类型：验证型 同组学生姓名：孙凡原 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1.掌握字符设备驱动程序的基本结构和开发方法 2.掌握用户空间调用设备驱动的方法 3.掌握用户和内核的交互 二、实验内容和原理 1.编写温湿度传感器DHT11驱动，传输打印温湿度信息 2.编写人体感应传感器驱动，控制LED 灯亮灭 原理： 温湿度传感器DHT11： 1.引脚图 实际使用传感器没有NC 引脚 2.数据采集 a.数据总时序 用户主机发送一次开始信号后，DHT11 从低功耗模式转换到高速模式，待主机开始信号结束后，DHT11 发 专业：测控技术与仪器 姓名：颜睿 学号：3130103850 日期：2018.4.28 地点：创客空间
装订线送响应信号，送出40bit 的数据，幵触发一次信采集。 b.主机发送起始信号 连接DHT11的DATA引脚的I/O口输出低电平，且低电平保持时间不能小于18ms，然后等待DHT11 作出应答信号。 c.检测从机应答信号 DHT11 的DATA 引脚检测到外部信号有低电平时，等待外部信号低电平结束，延迟后DHT11 的DATA引脚处于输出状态，输出80 微秒的低电平作为应答信号，紧接着输出80 微秒的高电平通知外设准备接收数据。 d.接收数据 （1）数据判定规则 位数据“0”的格式为：50 微秒的低电平和26-28 微秒的高电平，位数据“1”的格式为：50 微秒的低电平加70微秒的高电平。 接收数据时可以先等待低电平过去，即等待数据线拉高，再延时60us，因为60us大于28us且小于70us，再检测此时数据线是否为高，如果为高，则数据判定为1，否则为0。
嵌入式软件开发流程 一、嵌入式软件开发流程 1.1 嵌入式系统开发概述 由嵌入式系统本身的特性所影响，嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分，其总体流程图如图1.1所示。 图1.1 嵌入式系统开发流程图 在系统总体开发中，由于嵌入式系统与硬件依赖非常紧密，往往某些需求只能通过特定的硬件才能实现，因此需要进行处理器选型，以更好地满足产品的需求。另外，对于有些硬件和软件都可以实现的功能，就需要在成本和性能上做出抉择。往往通过硬件实现会增加产品的成本，但能大大提高产品的性能和可靠性。 再次，开发环境的选择对于嵌入式系统的开发也有很大的影响。这里的开发环境包括嵌入式操作系统的选择以及开发工具的选择等。比如，对开发成本和进度限制较大的产品可以选择嵌入式Linux，对实时性要求非常高的产品可以选择Vxworks等。
1.2 嵌入式软件开发概述 嵌入式软件开发总体流程为图4.15中“软件设计实现”部分所示，它同通用计算机软件开发一样，分为需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件实现和软件测试。其中嵌入式软件需求分析与硬件的需求分析合二为一，故没有分开画出。 由于在嵌入式软件开发的工具非常多，为了更好地帮助读者选择开发工具，下面首先对嵌入式软件开发过程中所使用的工具做一简单归纳。 嵌入式软件的开发工具根据不同的开发过程而划分，比如在需求分析阶段，可以选择IBM的Rational Rose等软件，而在程序开发阶段可以采用CodeWarrior（下面要介绍的ADS 的一个工具）等，在调试阶段所用的Multi-ICE等。同时，不同的嵌入式操作系统往往会有配套的开发工具，比如Vxworks有集成开发环境Tornado，WindowsCE的集成开发环境WindowsCE Platform等。此外，不同的处理器可能还有对应的开发工具，比如ARM的常用集成开发工具ADS、IAR和RealView等。在这里，大多数软件都有比较高的使用费用，但也可以大大加快产品的开发进度，用户可以根据需求自行选择。图4.16是嵌入式开发的不同阶段的常用软件。 图1.2 嵌入式开发不同阶段的常用软件 嵌入式系统的软件开发与通常软件开发的区别主要在于软件实现部分，其中又可以分为编译和调试两部分，下面分别对这两部分进行讲解。 1．交叉编译 嵌入式软件开发所采用的编译为交叉编译。所谓交叉编译就是在一个平台上生成可以在另一个平台上执行的代码。在第3章中已经提到，编译的最主要的工作就在将程序转化成运行该程序的CPU所能识别的机器代码，由于不同的体系结构有不同的指令系统。因此，不同的CPU需要有相应的编译器，而交叉编译就如同翻译一样，把相同的程序代码翻译成不同CPU的对应可执行二进制文件。要注意的是，编译器本身也是程序，也要在与之对应的某一个CPU平台上运行。嵌入式系统交叉编译环境如图4.17所示。
实验报告 课程名称： 嵌入式系统设计 指导老师：马永昌 成绩：________________ 实验名称：实验四C 语言裸机编程 实验类型：验证型 同组学生姓名：__孙凡原_______ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 ? 初步了解C 运行库 ? 初步了解gcc arm 常用编译选项 ? 了解ARM 中断处理过程 二、实验内容和原理 ? 编写C 裸机代码实现跑马灯，通过控制Timer 中断实现 ? 通过控制uart 串口进行调试打印 三、主要仪器设备 树莓派、PC 机 四、操作方法和实验步骤 1 通过定时器产生中断，控制gpio ，实现跑马灯 2 控制uart 控制器，产生调试打印。 五、实验数据记录和处理 1.主程序arm.c 注释 //包含头文件 #include
短学期实验报告 （单片机系统设计） 题目： 专业： 指导教师： 学生姓名： 学号： 完成时间： 成绩：
基于单片机的交流电压表设计 目录 1系统的设计要求 (2) 2系统的硬件要求 (2) 2.1真有效值转换电路的分析 (2) 2.2放大电路的设计 (3) 2.3A/D转换电路的设计 (3) 2.4单片机电路的分析 (4) 2.5显示电路 (4) 3 软件设计 (5) 3.1 软件的总流程图 (5) 3.2 初始化定义与定时器初始化流程图 (5) 3.3 A/D转换流程图 (6) 3.4 数据处理流程图 (6) 3.5 数据显示流程图 (7) 4 调试 (7) 4.1 调试准备 (7) 4.2 关键点调试 (7) 4.3 测试结果 (8) 4.4 误差分析 (8) 5结束语 (8) 5.1 总结 (9) 5.2 展望 (9) 附录1 总原理图 (10) 附录2 程序 (10) 附录3 实物图 (14)
基于单片机的交流电压表设计 ****学院 ****专业 姓名 指导老师：******* 1 设计要求 （1）运用单片机实现真有效值的检测和显示。 （2）数据采集使用中断方式，显示内容为有效值与峰值交替进行。 2 硬件设计 本系统是完成一个真有效值的测量和显示，利用AD737将交流电转换成交流电压的有效值，用ADC0804实现模数转换，再通过单片机用数码管来显示。系统原理框图如图2-1所示。系统框图由真有效值转换电路、放大电路、A/D 转换电路、单片机电路、数码管显示电路五部分。 图2-1 原理框图 2.1 真有效值转换电路 真有效值转换电路主要是利用AD737芯片来实现真有效值直流变换的，即将输入的交流信号转换成直流信号的有效值，其原理图如图2-2所示。 图2-2 真有效值转换电路 由于AD737最大输入电压为200mV, 所以需要接两个二极管来限制输入电压，起到限幅的作用。如图中D1、D2，由IN4148构成，电容C6是耦合电容，电阻R1是限流电阻。 2.2 放大电路设计 放大电路主要是利用运放uA741来进行放大，电路原理图如图2-3所示。 A/D 转换 单片机 电路 显示 电路 转换 电路 交流 信号 放大 电路
嵌入式系统设计性实验报告 水温控制系统 院别：控制工程学院 专业：自动 学号：5090633 姓名：邱飒飒 指导老师：孙文义 2012年6月8日
嵌入式系统设计性实验报告 作者：邱飒飒班级：50906 学号：5090633 摘要：在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中，温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而大大的提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是工业生产中经常会遇到的控制问题.该实验设计基于飞思卡尔MC9S12DG128开发板平台，根据实验任务要求，完成了基于单片机的水温自动控制系统的设计该实验设计基于飞思卡尔MC9S12DG128开发板平台，根据实验任务要求，完成了水温自动控制系统的设计。 关键字：水温控制单片机MC9S12DG128 一、系统设计的功能 1.1 水温控制系统设计任务和要求 该系统为一实验系统，系统设计任务： 设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。 水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。同时满足以下要求： （1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。 （2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。 （3）用十进制数码管显示水的实际温度保留一位小数。 （4）采用适当的控制方法（如数字PID），当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。 （5）温度控制的静态误差≤0.2℃。 （6）从串口输出水温随时间变化的数值。 1.2 水温控制系统部分 水温控制系统是一个过程控制系统，组成框图如下所示，有控制器、执行器、被控对象及其反馈作用的测量变送组成。 图1 控制系统框图 1.3 系统总体功能分析 本系统是一个简单的单回路控制系统，为了实现温度的测量及自动控制，根据任务要求及要求，系统由单片机系统，前向通道，后向通道，及人机通话四个模块构成。总体框图如图2 所示。
岗位说明书系列 嵌入式硬件工程师岗位工 作职责 （标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-68741嵌入式硬件工程师岗位工作职责Embedded hardware engineer job responsibilities 说明：为规划化、统一化进行岗位管理，使岗位管理人员有章可循，提高工作效率与明确责任制，特此编写。 简介:嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。从应用对象上加以定义，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。国内普遍认同的嵌入式系统定义为: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。 嵌入式职位描述(模板一) 岗位职责:
1、负责智能硬件产品的底层软件开发; 2、负责智能硬件产品的生产测试软件开发; 3、负责智能硬件产品人机交互开发; 4、负责蓝牙等接口开发。 任职要求: 1、本科及以上学历; 2、具有良好的逻辑思维能力，学习能力强; 3、有良好的C语言基础，能够快速学习新的Soc的SDK，并利用其开发相关应用; 4、熟悉主流单片机系统的开发环境编程(KEIL、IAR等)，调试，烧录; 5、熟悉蓝牙、wifi等常见的无线通信协议，有做过低功耗蓝牙产品经验者优先; 6、熟悉UART、SPI、I2C、USB等接口; 7、有生产测试软件开发相关经验者优先; 8、英文阅读能力良好，能快速学习新的硬件设备的SPEC 文档; 9、能够顶住比较大的工作压力，能够跟团队成员融洽相
实验一系统认识实验 一、实验目的 学习Dais软件的操作，熟悉程序编写的操作步骤及调试方法。 二、实验设备 PC计算机一台，Dais-52PRO+或Dais-PRO163C实验系统一套。 三、实验内容 编写程序，将80h~8Fh共16 个数写入单片机内部RAM 的30h~3Fh空间。 四、实验步骤 1.运行Dais软件，进入集成开发环境，软件弹出设置通信端口对话框（如图2-1-1）， 请确保实验装置与PC正确连接，并已打开实验装置电源，使其进入在待命状态。 这里选择与实验装置实际相连的通信端口，并单击“确定”。如通信正确则进入Dais 软件主界面，否则弹出“通信出错”的信息框（如图2-1-2），请检查后重试。 图2-1-1设置通信端口对话框图2-1-2通信错误信息框 2.通信成功后，单击菜单栏“设置”→“仿真模式”项打开对话框，选择需要设置型 号、程序／数据空间。这里我们将型号设置为“MCS-51实验系统”，外部数据区 设置为“系统RAM”，用户程序区设置为“片外（EA=0）”，如图2-1-3所示，最 后单击“确定”按钮保存设置。
图2-1-3设置工作方式对话框 3.工作方式设置完毕后，单击菜单栏“文件”→“新建”项或按Ctrl+N组合键（建 议单击工具栏“”按钮）来新建一个文件，软件会出现一个空白的文件编辑窗口。 4.在新窗口中输入程序代码（A51\2_1.ASM）： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV R1,#30H ;片内RAM首地址 MOV A,#80H ;写入数据初值 MOV R7,#16 ;循环变量 LOOP1: MOV @R1,A ;写数据到片内RAM INC R1 ;地址增量 INC A ;数据+1 DJNZ R7,LOOP1 ;循环变量-1,不为0继续 SJMP $ ;结束 END 5.单击菜单栏“文件”→“保存”项（建议单击工具栏“”按钮）保存文件。若 是新建的文件尚未命名，系统会弹出文件保存对话框（如图2-1-4），提示用户选择文件保存的路径和文件名，再单击“保存”按钮。
实验六 8字数码管和点阵数码管实验....................... 错误!未定义书签。 实验目的............................................. 错误!未定义书签。 实验内容............................................. 错误!未定义书签。 预备知识............................................. 错误!未定义书签。 实验设备及工具....................................... 错误!未定义书签。 实验原理............................................. 错误!未定义书签。 、程序分析........................................... 错误!未定义书签。 实验步骤............................................. 错误!未定义书签。 八、思考题........................................... 错误!未定义书签。实验六 8字数码管和点阵数码管实验 实验目的 学习LED的相关知识 掌握74HC273芯片的工作原理 了解SPI接口的相关知识 实验内容 学习LED相关知识，了解74HC273芯片对LED点亮的工作机制，熟练阅读74HC273芯片资料，掌握对它的使用。 预备知识 有C语言基础 掌握在Linux下常用编辑器的使用 掌握Makefile 的编写和使用 掌握Linux下的程序编译与交叉编译过程 需要部分数字电路的知识
嵌入式软件的开发流程 嵌入式系统是指用于执行独立功能的专用计算机系统。它由包括微处理器、定时器、微控制器、存储器、传感器等一系列微电子芯片与器件，和嵌入在存储器中的微型操作系统、控制应用软件组成，共同实现诸如实时控制、监视、管理、移动计算、数据处理等各种自动化处理任务。嵌入式系统以应用为中心，以微电子技术、控制技术、计算机技术和通讯技术为基础，强调硬件软件的协同性与整合性，软件与硬件可剪裁，以此满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求。最简单的嵌入式系统仅有执行单一功能的控制能力，比如说单片机的应用，在唯一的ROM 中仅有实现单一功能控制程序，无微型操作系统。复杂的嵌入式系统，例如个人数字助理（PDA）、手持电脑（HPC）等，具有与PC几乎一样的功能。实质上与PC的区别仅仅是将微型操作系统与应用软件嵌入在ROM、RAM 和/或FLASH存储器中，而不是存贮于磁盘等载体中。很多复杂的嵌入式系统又是由若干个小型嵌入式系统组成的。 近些年来，随着以计算机技术，通讯技术为主的信息技术的快速发展和Internet 的广泛应用，传统的控制学科正在发生变革，出现了许多新的生长点。伴随而来的一个现象是控制专业的相当多的学生在毕业后进入了计算机，通讯行业，以致有人说学控制没有用，自动化专业可以取消了。这些情况的出现使我们控制教育工作者反复思考，传统的控制应如何拓宽它的领域？控制专业应该教什么才使学生感到有用？流行的嵌入式操作系统可以分为两类：一类是从运行在个人电脑上的操作系统向下移植到嵌入式系统中，形成的嵌入式操作系统，如微软公司的Windows CE及其新版本，SUN公司的Java操作系统，朗讯科技公司的Inferno，嵌入式Linux等。这类系统经过个人电脑或高性能计算机等产品的长期运行考验，技术日趋成熟，其相关的标准和软件开发方式已被用户普遍接受，同时积累了丰富的开发工具和应用软件资源。 另一类是实时操作系统，如WindRiver 公司的VxWorks，ISI 的pSOS，QNX系统软件公司的QNX，ATI 的Nucleus，中国科学院凯思集团的Hopen嵌入式操作系统等，这类产品在操作系统的结构和实现上都针对所面向的应用领域，对实时性高可靠性等进行了精巧的设计，而且提供了独立而完备的系统开发和测试工具，较多地应用在军用产品和工业控制等领域中。Linux 是90年代以来逐渐成熟的一个开放源代码的操作系统。PC机上的Linux 版本在全球数以百万计爱好者的合力开发下，得到了非常迅速的发展。90 年代末uClinux，RTLinux 等相继推出，在嵌入式领域得到了广泛的关注，它拥有大批的程序员和现成的应用程序，是研究开发工作的宝贵资源。 一、嵌入式软件开发流程 1.1 嵌入式系统开发概述 由嵌入式系统本身的特性所影响，嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分，其总体流程图如图1.1所示。
西安邮电大学 嵌入式系统设计实验报告 专业 班级 学号 学生姓名 指导教师 学期2013-2014学年第2学期 完成日期2014-06-25
基于lpc2131的模拟电梯控制实验 一、实验目的 1、熟悉ARM & ADS V1.2 的环境 2、理解LPC2131芯片引脚功能的选择 3、理解GPIO的使用设置、输入驱动方法 4、理解SPI全双工同步串行通信原理，学习ARM SPI资源的驱动编程 5、学习在LPC2131上移植ucosⅡ系统 二、实验内容及要求 1、通过键盘输入楼层，输入之后数码管从当前位置向上或向下运行，流水灯表示运动方向。 2、流水灯在运行中显示电梯正在运行的方向，并且在电梯到达时在该楼层闪烁3次。 3、电梯运行到对应楼层，数码管显示楼层号。 4、流水灯表示电梯运行楼层。 5、系统可同时满足多用户需求。达到该系统与现实电梯系统的一致性。 三、系统总体设计（总体方案及系统框图） 主要是创建了四个任务，分别为电梯总任务、按键检测任务、电梯方向改变任务及电梯向上或向下运行任务，然后启动多任务环境，通过事件标志组发送和接收消息，进而实现电梯的一些基本的功能。
四、系统详细设计（模块详细设计及流程图）
五、系统测试（数据测试结果及分析） 通过键盘按键输入楼层数，发送到开发板，数码管和LED灯初始化时会停留在电梯的第一层。接受到数据后数码管会自动变化到该楼层，并且LED灯在数码管变化的同时会显示电梯当前的运动状态，上或者下。在程序运行的任何期间都可以从键盘输入电梯的楼层数。而且程序会自动判断要满足的用户的优先级。 此次试验达到的效果基本与现实中电梯的运行模式达到了一致。六、总结 在整个课程设计中，我们组员一起认真地查找相关资料，然后又对书中的相关内容仔细翻阅，通过虚心请教和不懈的努力，最终完成了整个设计，心中的喜悦实在无以言表。此刻，我非常感谢我们组长的鼓励和帮助，感谢同学们诸多的帮助！本次设计不仅让我收获了许多，也让我对以前所学习的ARM知识有了进一步的深化与巩固，最关键的是，它给了我一份自信。但我很明白，作品中还存在着比较多的不足，这些都需要进一步的改善，我会不骄傲，不气馁，用着自信与执着尽最大努力将其完善。 七、附录（代码+注释） #include "config.h" #include "stdlib.h" #define KEY1 1 << 16 // P0.16连接KEY1 #define KEY2 1 << 17 // P0.17连接KEY2 #define KEY3 1 << 18 // P0.18连接KEY3 #define KEY4 1 << 19 // P0.19连接KEY4 #define KEY5 1 << 20 // P0.20连接KEY5 #define KEY6 1 << 21 // P0.21连接KEY6
嵌入式软件开发流程
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嵌入式软件开发流程 一、嵌入式软件开发流程 1.1 嵌入式系统开发概述 由嵌入式系统本身的特性所影响，嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分，其总体流程图如图1.1所示。 图1.1 嵌入式系统开发流程图 在系统总体开发中，由于嵌入式系统与硬件依赖非常紧密，往往某些需求只能通过特定的硬件才能实现，因此需要进行处理器选型，以更好地满足产品的需求。另外，对于有些硬件和软件都可以实现的功能，就需要在成本和性能上做出抉择。往往通过硬件实现会增加产品的成本，但能大大提高产品的性能和可靠性。 再次，开发环境的选择对于嵌入式系统的开发也有很大的影响。这里的开发环境包括嵌入式操作系统的选择以及开发工具的选择等。比如，对开发成本和进度限制较大的产品可以选择嵌入式Linux，对实时性要求非常高的产品可以选择Vxworks等。
1.2 嵌入式软件开发概述 嵌入式软件开发总体流程为图4.15中“软件设计实现”部分所示，它同通用计算机软件开发一样，分为需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件实现和软件测试。其中嵌入式软件需求分析与硬件的需求分析合二为一，故没有分开画出。 由于在嵌入式软件开发的工具非常多，为了更好地帮助读者选择开发工具，下面首先对嵌入式软件开发过程中所使用的工具做一简单归纳。 嵌入式软件的开发工具根据不同的开发过程而划分，比如在需求分析阶段，可以选择IBM的Rational Rose等软件，而在程序开发阶段可以采用CodeWarrior（下面要介绍的ADS 的一个工具）等，在调试阶段所用的Multi-ICE等。同时，不同的嵌入式操作系统往往会有配套的开发工具，比如Vxworks有集成开发环境Tornado，WindowsCE的集成开发环境WindowsCE Platform等。此外，不同的处理器可能还有对应的开发工具，比如ARM的常用集成开发工具ADS、IAR和RealView等。在这里，大多数软件都有比较高的使用费用，但也可以大大加快产品的开发进度，用户可以根据需求自行选择。图4.16是嵌入式开发的不同阶段的常用软件。 图1.2 嵌入式开发不同阶段的常用软件 嵌入式系统的软件开发与通常软件开发的区别主要在于软件实现部分，其中又可以分为编译和调试两部分，下面分别对这两部分进行讲解。 1．交叉编译 嵌入式软件开发所采用的编译为交叉编译。所谓交叉编译就是在一个平台上生成可以在另一个平台上执行的代码。在第3章中已经提到，编译的最主要的工作就在将程序转化成运行该程序的CPU所能识别的机器代码，由于不同的体系结构有不同的指令系统。因此，不同的CPU需要有相应的编译器，而交叉编译就如同翻译一样，把相同的程序代码翻译成不同CPU的对应可执行二进制文件。要注意的是，编译器本身也是程序，也要在与之对应的某一个CPU平台上运行。嵌入式系统交叉编译环境如图4.17所示。
文献检索综合报告 基于ARM 的嵌入式系统程序开发 系、专业：信息工程系、电子信息工程 学生姓名： 学号： 完成时间：2014年11月2日
目录 1．课题分析 (1) 2．检索策略 (2) 2.1 选择检索工具………………………………………………… 3 2.2 选择检索词…………………………………………………… 4 2.3 拟定检索式 (5) 3. 检索步骤及检索结果 (6) 3.1 百度学术文库搜索 (7) 3.2中文科技期刊数据库 (8) 3.3中国期刊全文数据库（CNKI） (9) 3.4国家知识产权局专利数据库 (9) 4．文献综述 (9)
1.课题分析 1.1 ARM－Advanced RISC Machines ARM（Advanced RISC Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。 1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，采用ARM技术知识产权（IP）核的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75％以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。 ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，*转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。 1.2 ARM微处理器的应用领域及特点 1.2.1 ARM微处理器的应用领域 到目前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域： 1、工业控制领域：作为32的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展，ARM微控制器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。
嵌入式硬件开发工程师 职业概述： 嵌入式硬件开发工程师主要编写嵌入式系统硬件总体方案和详细方案，要求理解嵌入式系统架构，有一定的C语言基础，熟悉ARM、PROTEL设计软件，有四层板开发经验。 工作内容： 编写嵌入式系统硬件总体方案和详细方案，进行硬件选型（单片机、DSP或者其他处理器）及系统分析； 负责硬件详细设计及实现，包含原理设计、PCB layout、硬件调试； 参与系统移植以及驱动的开发调试； 编写产品技术说明书； 负责对客户的技术支持。 职业要求： 电子、自动化、通讯或相关专业本科以上学历。 熟悉硬件开发流程；良好的电子电路分析能力；熟练掌握Protel、OrCAD、PADS 等原理图与PCB设计工具；良好的沟通和团队协作能力。 薪资行情： 一般月薪范围在3000—8000元。嵌入式硬件开发工程师的月薪范围一般在2000—10000元之间。从工作经验的角度看，刚刚毕业工作的学生和具有1-2年工作经验的嵌入式硬件开发工程师的月薪通常在两三千左右，具有3-5年工作经验者的月薪通常在3000-7000元之间，拥有5年以上工作经验者则一般可拿到8000元甚至更高的月薪，通常经理级的嵌入式硬件开发人员的月薪都可拿到1 万-1.5万之间；从学历角度看，一般具有本科或硕士学历者的月薪在3000-10000元之间，大专以上学历者一般在2000-4000元之间。 职业发展路径： 成为优秀的嵌入式硬件开发工程师需具备以下技能：由需求分析至总体方案、详细设计的规划能力；熟练运用设计工具、设计原理图、PCB板的能力；熟练运用单片机、DSP、PLD、FPGA等进行软硬件开发调试的能力；熟练运用仿真工具、示波器、信号发生器、逻辑分析仪等调测硬件的能力；掌握常用的标准电路的设计能力，如复位电路、常用滤波器电路、功放电路、高速信号传输线的匹配电路等；故障定位、解决问题的能力；设计文档的组织编写技能。 → 产品研发经理 技术经理 嵌入式系统开发工程师 嵌入式系统测试工程师 IT项目经理
嵌入式系统应用技术课程设计实验指导书 1、课程设计背景和任务 1.1 课程设计背景 在电力检修、抢险救灾等户外工作领域，常常需要移动电源为现场电气设备提供电能。本课程设计即来源于这样的需求背景，以设计一个具有基本功能的移动电源系统为基本目标。 图一所示的是一套功能完善的移动电源系统。以该系统为例， 下对其组成和各模块所涉及的技术要点进行阐述。 该移动电源系统以锂电池为储能核心，分为充电部分和放电部分。 充电部分由光伏控制器和市电充电器构成，分别用以解决太阳能电池和市电两种形式的电源对锂电池的充电问题。光伏控制器涉及到充电时机检测、过充保护及太阳能电池最大功率跟踪等技术。市电充电器涉及到交直流变换、充电保护、快速充电策略等技术。 放电部分由逆变器、直流变换器和SOC 显示器构成，分别用以解决对交流设备供电、直流设备供电和锂电池电量显示的问题。逆变器和直流变换器都涉及到利用电力电子技术，实现高效率的、低成本的、高质量的电能变换技术。SOC 显示器涉及到对锂电池荷电状态的检测和估计等技术。 此外，该移动电源系统还涉及到控制面板、散热器件和保护装置等模块的设计和实现。
2.2 课程设计任务 本课程设计参考图一所示的移动电源系统，以完成一个简化的系统为基本要求。 该简化系统由图一中灰色的部分组成，即市电充电器、锂电池和逆变器。其工作原理是：市电充电器从市电获取交流电能，采用合适的充电策略对锂电池充电；逆变器从锂电池获取直流电能，将其转变为220V 工频交流电。 在完成基本目标的基础上，可以再对其他部分进一步地学习、研究和实践。本课程设计要求学生对电能变换理论、仿真技术、硬件设计与制作、控制理论和单片机实践等方面进行学习和实践，对其在电源类电子设计的综合能力提升有实际的意义。 2、市电充电器 2.1 锂电池的类别及其化学原理 锂电池主要分为两类，一次锂电池和可充电锂电池，一次锂电池只是用于某些特殊场合，这里不作特别介绍，可充电锂电池又分为锂离子电池（Li-ion ）和锂聚合物电池（Li-polymer ）。这里我们以锂离子电池为例，对可充电锂电池的组成及化学原理作一些介绍。 锂（Li ）是元素周期表中原子量最小、电化学当量最小、电极电势最负的金属。用锂作为负极的锂电池具有开路电压高、比功率高、放电电压平稳、适用范围大和使用寿命长等优点。早期的锂电池直接在负极中使用金属锂，容易在充电过程中产生锂沉淀和锂结晶，并产生腐蚀现象，大大缩短了电池的循环次数及使用寿命，严重时可造成电池断路甚至爆炸。 为了解决这一问题，人们开发出了锂离子电池。所谓锂离子电池，是在正极和负极中采用可容纳锂离子的活性材料，使锂离子随着充放电从正极（电池阳极）转移到负极（电池阴极）或者从负极转移到正极。 一般锂离子电池的负极由碳（C ）材料组成，正极由锂金属氧化物（2LiMO ）构成，主要的化学反应如下： 负极反应式：66LiC C e Li ?++-+ 正极反应式：- +-++?xe xLi MO Li LiMO x 2)1(2 总反应式：62)1(26xLiC MO Li xC LiMO x +?+- 对于锂电池，使用不同的活性材料，包括电池的正极材料、负极材料和电解质，电池的性能特性也会有区别。 负极材料中，目前常见的有焦碳和石墨。锂离子电池的额定电压是3.6V （有的公司的产品是3.7V ）。电池充满电时的电压（成为终止充电电压）与电池的负极材料有关。当负极材料为石墨时，终止充电电压为4.2V ；当负极材料为焦碳时，终止充电电压为4.1V 。另外，由于焦碳与石墨的内阻不同（焦碳阳极的略大），故其放电曲线也略有差别。正极材料中，主要以锂金属氧化物为主，目前常用的有锂钴氧化物（2LiCoO ），锂镍氧化物（2LiNiO ）、锂锰氧化物（42O LiMn ）以及纳米锰氧化物。锂电池中的电解质材料，通常为锂盐的有机溶液。目前使用的锂盐主要有4LiClO 、6LiAsF 、6LiPF 等。