嵌入式应用程序

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）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。

基于QTouch的嵌入式设备应用程序设计与实现摘要随着对装备检测设备的实时性、人机交互界面的要求越来越高。

嵌入式技术在现代装备检测领域的应用已成为一种必然趋势。

本文在OMAPL138 +linux系统的嵌入式结构基础上，应用QTouch组态软件进行设备人机交互界面的开发，并设计完成数据交换机制，实现了应用程序与FPGA模块的信息通信。

并设计实验进行数据交互验证，经实验验证该设计满足实时检测的人机交互需求。

关键词QTouch;人机交互;嵌入式引言随着高技术装备的发展，对于装备检测设备的需求也日益紧迫，同时对检测设备的要求更智能化、数字化。

1 人机交互程序与FPGA硬件的数据交换机制与实验验证1.1 Hamming码的使用要研究数据交换的机制，首先需要确定数据类型。

当FPGA收到设定的时间参数。

不直接对时间设置，因为数据接收端接收的数据类型不是十进制，它是不可能设置的时间信号直接发送到数据接收端，需要对数据进行编码[1]。

当使用的汉用码进行数据编码。

FPGA设备接收时间参数后，根据汉明编码矩阵将原来的十进制编码成一个二进制数字。

时间重新编码参数发送到数据接收端口通过以电信号的形式的FPGA港。

在接收到时间参数后，需要对数据接收端口进行解码。

该过程是由数据接收终端独立完成的。

1.2 数据交换机制应用程序需要对底层硬件进行操作不可避免的需要涉及数据交换问题，在应用程序设计中这是一个核心的问题，它决定了应用程序能否操作底层硬件，以及怎样操作底层硬件的问题。

为了实现数据的交换，主要从以下几个方面考虑：（1）硬件设备、操作系统和人机界面的关系嵌入式设备和普通接触的单片机设备不同，在硬件设备中移植好操作系统后，就可以实现任务的选择和参数的设定。

（2）设备驱动设备驱动是Linux内核中最重要的部分，如果说Linux操作系统是关联人机界面和底层硬件的桥梁，那么设备驱动就是关联操作系统和人机交互界面的桥梁。

对于每一个系统调用，驱动程序中都有一个与之对应的函数，这些函数集合在一个file_operations类型的数据结构体中，file_operations结构体在Linux内核的include/linux/fs.h中定义，其定义形式如下：struct file_operations {struct module *owner;ssize_t （*read）（struct file *，char __user *，suze_t，loff_t *）;ssize_t （*write）（struct file *，const char __user *，suze_t，loff_t *）;int （*open）（struct inode *，struct file *）;在使用file_operations结构定义数据结构时，程序代码如下：static struct file_operations arm_fpga_fops = {.owner = THIS_MODULE，.open = arm_fpga_open，.write = arm_fpga_write，.read = arm_fpga_read，.ioctl = arm_fpga_ioctl};当人机交互程序需要操作FPGA外设时，首先会运行open函数打开相应的设备文件，但是操作系统中硬件设备众多，设备驱动也有很多，为了能让这个open函数准确找到FPGA外设，需要将FPGA字符设备和arm_fpga_fops结构体进行关联。

使用中断的嵌入式应用层程序设计方法1. 嘿，你知道吗，中断在嵌入式应用层程序设计中可太重要啦！就像你走路突然被人叫住告诉你一件紧急的事情一样。

比如说，你正在让小车按既定路线跑，突然传感器检测到有障碍物，这时候中断就发挥作用啦，它赶紧让程序暂停去处理这个紧急情况呀。

2. 哇塞，中断真的是嵌入式应用层程序设计的一把利器啊！可以想象成在一场紧张的比赛中，突然发生了意外状况，中断就是那个能立刻吹响哨子让比赛暂停的人。

比如在智能家居系统中，发生火灾警报，中断就会马上让系统去应对火灾情况。

3. 哎呀呀，中断在这个领域简直不可或缺呀！就好比你正在愉快地玩游戏，突然电话响了，你是不是得马上停下游戏去接电话呀，这中断就类似这种及时的打断。

像在医疗设备中，病人出现异常指标，中断就促使程序赶紧去响应和处理。

4. 嘿呀，中断对于嵌入式应用层程序设计来说那可不是一般的重要哟！这就好像你走着走着遇到了一个超级大惊喜一样。

就拿工业自动化来说吧，机器运行中出现故障，中断就迅速介入让程序去解决。

5. 哇哦，中断可是嵌入式应用层程序设计的神奇之处啊！可以类比成你正安静地看书，突然有人喊你有重要事情，你还不得马上回应。

例如在智能安防系统中，有人非法闯入，中断就让程序立马行动起来。

6. 嘿嘿，中断真的是让嵌入式应用层程序设计变得超厉害啊！如同你本来在悠闲地散步，突然下雨了，你就得赶紧躲雨呀。

在航空航天领域里，出现紧急信号，中断就指挥程序去紧急应对。

7. 哎呀，中断绝对是嵌入式应用层程序设计的关键呀！想想看，就像你正做着美梦，突然被闹钟吵醒，你肯定得先去管闹钟的事呀。

在交通信号灯系统中，出现特殊情况，中断就让程序快速进行调整。

我的观点结论就是：中断在嵌入式应用层程序设计中是非常关键的，能让程序更灵活快速地应对各种突发状况，一定要好好利用它呀！。