嵌入式开发常用元器件基础知识

嵌入式系统基础了解嵌入式硬件与软件开发嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它被嵌入到了各种设备中，如家用电器、汽车、医疗设备等。

嵌入式系统既包括硬件部分也包括软件部分，是一门综合性的学科。

本文将介绍嵌入式系统的基础知识，包括嵌入式硬件和软件开发。

一、嵌入式硬件嵌入式硬件是嵌入式系统中的物理部分，它包括处理器、内存、输入输出设备、外围接口等。

下面将逐一介绍这些硬件组成部分。

1. 处理器：嵌入式系统中的处理器通常是一款低功耗、高性能的芯片，如ARM架构的处理器等。

处理器是嵌入式系统的核心，负责执行指令和控制其他硬件设备的工作。

2. 内存：嵌入式系统的内存通常包括RAM和ROM两种。

RAM是用来存储程序和数据的临时存储器，而ROM则是用来存储固化的程序和数据的只读存储器。

3. 输入输出设备：嵌入式系统的输入输出设备可以是触摸屏、键盘、麦克风、摄像头等。

这些设备可以让用户与嵌入式系统进行交互，并获取用户输入的信息。

4. 外围接口：嵌入式系统通过外围接口与外部设备进行通信，如串口、SPI接口、I2C接口等。

外围接口可以连接传感器、执行器等外部设备，实现各种功能。

二、嵌入式软件开发嵌入式软件开发是指在嵌入式硬件上运行的程序的开发过程。

嵌入式软件通常是实时系统，要求对响应时间有很高的要求。

下面将介绍嵌入式软件开发的基本流程以及常用的开发工具。

1. 基本流程：嵌入式软件开发的基本流程包括需求分析、系统设计、编码、调试和测试等步骤。

需求分析是确定系统功能和性能要求的过程，系统设计是根据需求设计软件架构和模块划分，编码是将设计的模块实现成具体的代码，调试和测试是验证软件的正确性和性能是否满足要求。

2. 开发工具：常用的嵌入式软件开发工具有编译器、调试器和仿真器等。

编译器用来编译源代码生成可执行文件，调试器用来调试程序的运行过程，仿真器可以模拟出硬件环境，方便软件的开发和测试。

三、嵌入式系统的应用领域嵌入式系统广泛应用于各个领域，下面将介绍几个典型的应用领域。

1．章导论1.1嵌入式系统概念、ARM的特点、嵌入式软件1.3.3支持的流水等级1.5 Cortex-M处理器的内核架构STM32F103系列工作频率、供电电压范围、所支持的外设USB、ADC、ADC、GPIO2. 章Cortex-M3处理器1、Cortex-M3处理器位数、组成、支持几级流水线技术及架构2、Cortex-M3内核组成、工作模式、堆栈3、NVIC的功能、中断优先级、分组、函数初始化、所支持的IRQ中断3．章STM32最小系统设计3.1 从Cortex-M3到STM32F1031、STM32F103可驱动系统时钟（SYSCLK）的时钟源2、最小系统的组成3.2存储器与总线架构AHB 、APB1、APB2所挂外设、DMA的作用3.3中断和事件1、系统时钟（SYSCLK）、NIVC配置的优先权等级位数5.章通用和复用功能I/O5.1 GPIO功能描述1、GPIO的配置寄存器、数据寄存器、置位/复位寄存器等的个数2、GPIO端口可配置的输入、输出模式、表5-23、I/O端口寄存器被访问的方式4、复用端口初始化步骤、使能其时钟的函数6.定时器6.1 定时器的4个功能模块：时钟产生模块、时基单元、输入检测、输出比较6.2 时钟产生模块1、功能2、时钟源：AHB、APB、CK_INT之间的关系6.3 时基单元1、功能2、有关的寄存器：PSC、CNT、ARR、RCR、SR3、影子寄存器4、定时器的3钟计数模式：向上、向下、中央对齐及其特点5、定时器的设置：已知定时器时钟，设置PSC和ARR实现定时6、定时器的编程：定时器的初始化、开定时器中断、编写中断处理函数等6.4 输入捕获1、功能或基本原理2、有关寄存器：CNT、CCRx3、输入捕获与输出比较共享CCRx，不能同时使用4、输入捕获中断5、输入捕获的初始化6、改变输入捕获边沿的极性6.5 输出比较1、功能2、有关的寄存器:CNT、CCRx3、掌握输出比较模式与极性，有效电平与输出电平4、输出比较的编程：初始化：GPIO、GPIO重映射、时基单元、输出比较PWM：周期、占空比、改变占空比7、USART7.1 串行通信与并行通信的特点7.2 USART、1-wire、IIC、IIS、SPI7.3 USART数据传输和帧1、以字节为传输单位，帧为字节批量传输单位2、帧的构成7.4 流控7.5 开始位7.6 停止位7.7 奇偶校验和CRC校验7.8 分数分频器的设置/波特率7.9 发送和接收状态变化1、TDR和TXE2、RDR和RXNE3、移位寄存器和TC4、发送和接受数据5、发送和接收的函数6、中断标志读取函数7.10 USART编程1、USART的初始化1.1 GPIO口的设置1.2 USART初始化配置：波特率、硬件流控、USART模式（发送/接收）、奇偶校验、停止位长度、数据位长度（字长）1.3开USART中断8 SPI8.1 SPI接口的特点：同步串行、高位在前发送、环形总线、8/16位的数据帧、单主多从8.2 SPI接口的构成1、SCLK/SCK、SS2、MOSI3、MISO8.3 SPI移位发送数据的特点8.4 SPI的时序1、CPOL：空闲时电平2、CPHA：采样时刻8.5 SPI主模式/从模式的区别1、主模式负责提供SCK时钟2、MISO和MOSI的发送和接收9、IIC9.1 IIC总线的特点1、功能：IC间2、多主多从3、双向2线制9.2 IIC的术语1、发送器2、接收器3、主机4、从机5、多株机6、仲裁7、同步8、地址9、SCL和SDA9.3 IIC总线的传输特性1、数据有效性2、起始条件、停止条件3、重复起始信号：什么是重复起始信号？什么时候产生？4、应答和非应答：什么是应答和非应答？由谁产生5、空闲电平9.4 IIC通信1、IIC传输格式：起始信号、从机地址、数据、停止信号2、寻址字节：地址和读写方向3、仲裁和同步9.5 IIC编程1、引脚配置2、起始信号、停止信号、应答和非应答3、数据位的发送11章模拟数字模块1、模数转换的步骤、模数转换器所具有的通道个数及可测得的外部信号源个数2、模数转换器的特性3、ADC校准的方式、DAC初始化所对应的寄存器4、使能ADC的时钟函数及配置其引脚的输入模式、初始化函数5、温度传感器所连接的通道。

嵌入式开发知识点汇总
嵌入式开发是一种应用广泛的技术领域，涉及到硬件和软件的结合。

在嵌入式开发中，开发者需要掌握一系列的知识点，才能够完成项目的设计和开发工作。

嵌入式开发者需要了解硬件方面的知识。

这包括了各种微处理器、单片机和其他硬件组件的特性和功能。

开发者需要了解这些硬件的工作原理、接口和通信协议，以及如何与它们进行交互和控制。

嵌入式开发者需要熟悉软件开发的技术。

这包括了嵌入式操作系统的使用和配置，以及各种编程语言的掌握。

开发者需要了解如何编写驱动程序、应用程序和算法，并能够进行调试和优化。

嵌入式开发者还需要了解电路设计和电子原理方面的知识。

他们需要能够设计和布局电路板，并能够进行电路仿真和测试。

他们还需要了解各种传感器和执行器的原理和使用方法，以及如何集成它们到嵌入式系统中。

在嵌入式开发中，工程管理和团队合作也是非常重要的。

开发者需要学会如何进行项目管理，包括需求分析、任务分配和进度控制。

他们还需要与团队成员和其他相关方进行有效的沟通和协作，以确保项目的顺利进行。

嵌入式开发是一门综合性较强的技术，需要开发者掌握硬件和软件方面的知识，具备良好的工程管理和团队合作能力。

只有掌握了这
些知识和技能，开发者才能够设计和开发出高质量的嵌入式系统。

嵌入式学习的基础知识∙数字电路基本知识：首先需要知道的就是数字“0”和“1”所表示的电平及其实现电路。

各种逻辑符号和运算，常用的有“逻辑与”、“逻辑或”、“逻辑异或”、“逻辑非（取反）”等；∙数字电平的种类：何为TTL电平？何为CMOS电平？对于大多数MCU而言，主要有TTL电平和CMOS电平两种。

目前，大部分的MCU都采用CMOS电平；∙施密特触发器：什么是施密特触发器？其有何特点？一般来讲施密特触发器主要是用在防抖动和抗干扰输入。

∙数字IO口的类型：一般数字IO口包括：TTL输入输出、CMOS输入输出，高阻输入，三态口，漏极开路输出（Open Drain）等。

不同的输入输出口，其应用和驱动能力均不同；∙∙上拉（Pull-Up）和下拉（Pull-Down）：在MCU的开发中，Pull-Down/Pull-Up是使用频度最高的一个词，也是非常重要的一种应用；对于输入口（特别是高阻输入）来讲，在设计中必须保证其有稳定的输入状态或电平（“0”或“1”），尤其是没有被使用的过剩的输入口；对于一些MCU，其内部本身可能设计有上拉或下拉电阻，但有些MCU则必须外部增加上拉或下拉电阻以防止不必要的干扰进入MCU内部；特别是对于对功耗敏感的设计，浮空的输入口将导致系统不稳定和MCU的整体功耗急剧上升。

在实际的使用中，上拉电阻可以在100K～1M之间，具体可根据抗干扰、功耗等要求来决定；∙开关电路：数字开关电路在MCU系统中应用非常的普遍。

从某种意义上来说，所有的数字信号均是通过开关电路来实现的。

最简单的形式就是一个NPN型的三极管所构成的一个反相开关，在实际中此类应用也最为普遍；一般而言，开关电路主要用于各种触发信号的输入、控制信号的转换输出、使能输出和单个LED驱动等等；∙PWM信号：PWM（Pulse Width Modulation），即脉宽调制，在马达控制和电平调节中使用非常广泛。

PWM主要有两个参数，一个是信号的周期（T），另一个则是占空比（Duty Cycle）；对于某一种特定的应用而言，周期一般是固定的，需要调整的是Duty Cycle；当然，有些使用则可能需要对两个参数进行调节；∙信号接口：对于同等电位的信号，没有特别的要求，直接连接即可；但对于电平等级不同的信号（如+3V和+5V），必须采用电平转换来完成（有些CMOS输入口，＋3V的输出可以直接连接到+5V输入端，但反过来则不能，否则会产生电压倒灌的情况而烧毁IC）。

全面的嵌入式基础知识总结嵌入式基础知识做嵌入式系统开发，经常要接触硬件。

做嵌入式开发对数字电路和模拟电路要有一定的了解。

这样才能深入的研究下去。

下面我们简单的介绍嵌入式开发中的一些硬件相关的概念。

总线(Bus)在嵌入式系统中一定会有一块处理器芯片，此外，还有其它的芯片作为外部设备(后面简称外设)，这些芯片与处理器协作实现产品的功能。

复杂的产品往往是由大量的芯片组成的。

那么不可避免的是我们需要将所有的外设与处理器进行相连，最为简单的是将所有的外设都采用独立(注意是独立)的信号线连接至处理器，这样的好处是容易理解，但问题是：不可行。

因为处理器芯片需要引出太多的线了，从芯片的生产和产品的生产角度来看都不实际。

加之，处理器(在此我们假设处理器是单核的，而不是多核的)处理事务在微观上是串行的，也就是说在某一时刻如果要对外设进行读写操作，那只可能是对大量外设中的一个进行，即多个外设不可能在微观上被处理器同时访问。

需要注意的是，这里提出了微观这一概念，这是为了区别于宏观。

从宏观上来讲，一个处理器中可以有多个任务同时运行，但这些任务在微观上却是一个一个运行的(后面会用串行来描述这里所说的“一个一个”)，多任务的串行运行实现是由操作系统扮演着重要的角色来实现的。

回到我们的话题，即然将每个外设采用独立的信号线连到处理器不可行，且处理器在单一时间内只会对一个外设进行访问，那我们能不能采用共享的信号线将所有的芯片连在一起呢？这就是总线概念的由来。

通俗的说，如果我们周围有十个家庭，为了让这十个家庭每两个之间都能往来，我们并不需要为每两个家庭修一条单独（注意是单独）的路（如果这样，要修45条路），而是可以修一条大路，然后，每个家都与大路相连。

对于总线，我们往往说总线是处理器的，而其它的外设是挂在总线上的。

那有一个问题，。

嵌入式开发基础知识嘿，朋友们！今天咱来聊聊嵌入式开发基础知识，这可真是个有趣又充满挑战的领域啊！你想想看，嵌入式开发就像是给各种小设备注入灵魂，让它们变得聪明又能干。

就好比一个小小的智能手表，它能告诉你时间、记录运动数据，还能跟你的手机互动，多神奇呀！这背后可都是嵌入式开发的功劳呢。

首先呢，你得了解一些硬件知识。

那些小小的芯片、电路板啥的，可都是嵌入式系统的身体呀！你得知道它们怎么工作，怎么连接在一起，就像了解人体的骨骼和经脉一样。

要是你连这个都搞不清楚，那可就像无头苍蝇一样乱撞啦！然后说说软件，这可是让嵌入式系统活起来的关键。

编程语言就像是给系统下达命令的语言，你得熟练掌握才能让它乖乖听话。

C 语言啦，C++啦，都是常用的。

就好像你跟一个外国人交流，你得会他的语言才能沟通顺畅呀！还有操作系统，这就像是给嵌入式系统安了个家。

它能帮你管理资源、调度任务，让一切都有条不紊地进行。

不同的操作系统有不同的特点和适用场景，你得选对了才能让你的系统跑得顺溜。

调试也是很重要的一环哦！有时候你的代码写得挺好，可就是运行不起来，这时候就得靠调试来找出问题啦。

就跟医生看病似的，得找到病因才能对症下药嘛。

再说说开发工具，那可是我们的得力助手啊！编译器啦、调试器啦、模拟器啦，一个都不能少。

它们能帮我们更高效地开发，少走很多弯路呢。

嵌入式开发可不是一蹴而就的事情，需要你有耐心和细心。

有时候一个小小的错误就能让整个系统崩溃，那可就得不偿失啦！所以啊，一定要认真对待每一行代码，每一个细节。

就拿我自己来说吧，我刚开始学嵌入式开发的时候，也是一头雾水。

硬件看不懂，软件也写不好，还经常出错。

但是我没放弃呀，我一点点地学，一点点地积累经验，现在不也能做出点小成果啦！总之呢，嵌入式开发是个很有挑战性但也很有成就感的领域。

只要你肯下功夫，肯钻研，就一定能在这个领域闯出一片天。

加油吧，朋友们！让我们一起在嵌入式开发的海洋里畅游，创造出更多有趣又实用的小玩意儿！。

嵌入式系统开发技术基本知识点第一章嵌入式系统概论一：定义：嵌入式系统是一种嵌入在设备（或系统）内部，为特定应用而设计开发的专用计算机系统。

国内普遍认为：嵌入式是以应用为中心，以计算机为基础，软硬件可裁剪、使用应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的功用计算机系统。

2特点①专用性②隐蔽性③资源受限④高可靠性⑤实时性⑥软件固化。

3嵌入式系统是由硬件和软件两部分组成的。

硬件的主体是中央处理器和存储器，它们通过输入/输出（I/O）接口和输入/输出设备与外部世界联系。

二:处理器能够按照指令的要求高速度完成二进制数据和逻辑运算的部件。

组成：由运算器、控制器、寄存器、高速缓冲存储器（Cache）等部件组成。

三：①中央处理器（CPU）：负责运行系统软件和应用软件的主处理器②其余的都是协处理器：如数字信号处理器（DSP）、通信处理器、图形处理器。

四：地位：CPU是任何计算机不可或缺的核心部件。

CPU的字长有4位、8、16位（最多）、32位（技术发展的主流）、64位之分。

字长指的是CPU中通用寄存器和定点运算器的宽度。

CPU的性能主要表现为程序（指令）执行速度放入快慢。

影响执行速度的因素①主频（CPU时钟频率）②指令系统③高速缓冲存储器的容量和结构④逻辑结构。

五：存储器的任务是存储程序和数据。

它分为内置存储器和扩充存储器两部分。

内置又分为片内存储器和片外存储器两部分。

扩充存储器通常做成插拔形式，需要时才插入宿主设备使用。

存储器大多数是由半导体集成电路组成。

按照其存取特性，分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）,其中RAM又可分为动态随机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器（SRAM）.动态随机存取存储器（DRAM）：电路简单，集成度高，功耗小，成本低，但速度稍慢。

静态随机存取存储器（SRAM）：电路较复杂，集成度低，功耗较大，成本高，但工作速度快（适合用作指令和数据的高速缓冲存储器）无论是DRAM，SRAM当关机或断电时，其中的信息都将随着丢失，属于易失性存储器。

嵌入式系统开发入门嵌入式系统开发是计算机科学与工程领域中的一个重要分支，它主要涉及硬件和软件的结合来设计和开发嵌入式系统。

嵌入式系统是一种专门设计用来执行特定任务的计算机系统，通常被嵌入到其他设备中，如家用电器、医疗设备、汽车等。

本文将介绍嵌入式系统开发的基本概念、工具和技术，帮助读者快速入门。

一、嵌入式系统开发概述嵌入式系统开发需要掌握硬件和软件两方面的知识。

硬件部分包括单片机、传感器、执行器等电子元件；软件部分则涉及实时操作系统、编程语言和算法等。

嵌入式系统的设计和开发过程包括需求分析、硬件设计、软件开发、系统集成和测试等环节。

二、硬件开发工具硬件开发是嵌入式系统开发的基础。

常用的硬件开发工具包括：1. 单片机开发板：单片机开发板是嵌入式系统开发的核心工具，它集成了常用的电子元件和接口，方便开发人员进行硬件连接和调试。

市面上常见的单片机开发板有Arduino、Raspberry Pi等。

2. 传感器与执行器：传感器用于感知环境信息，执行器用于控制外部设备。

根据具体应用需求，选择合适的传感器和执行器进行硬件设计。

3. 电路设计软件：使用电路设计软件如Altium Designer、Eagle等进行电路原理图和PCB布局设计。

三、软件开发工具嵌入式系统的软件开发工具包括：1. 集成开发环境（IDE）：IDE是嵌入式系统软件开发的主要工具，提供代码编辑、编译、调试和固件烧录等功能。

常见的IDE有Keil、IAR Embedded Workbench等。

2. 编程语言：嵌入式系统开发中常用的编程语言包括C、C++和Python。

C语言是嵌入式系统开发的主流语言，因其高效性和低级别控制能力而得到广泛应用。

3. 实时操作系统（RTOS）：RTOS是用于嵌入式系统的实时任务调度和管理的操作系统。

常用的RTOS有FreeRTOS、uC/OS等，它们提供了任务管理、内存管理、驱动程序接口等功能。

四、嵌入式系统开发流程嵌入式系统开发主要分为以下几个步骤：1. 需求分析：根据具体应用需求，明确系统功能和性能要求，并制定相应的开发计划。