嵌入式程序设计基础
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嵌入式系统设计与开发基础试卷
嵌入式系统设计与开发基础试卷（答案见尾页）一、选择题1. 嵌入式系统的核心是什么？A. 中央处理器（CPU）B. 内存（RAM）C. 输入输出设备D. 操作系统2. 嵌入式系统的开发过程通常不包括以下哪个阶段？A. 系统需求分析B. 硬件设计C. 软件开发D. 系统测试与调试3. 嵌入式系统通常用于控制哪些类型的设备？（多选）A. 家庭电器B. 汽车电子C. 医疗设备D. 个人电脑4. 在嵌入式系统开发中，硬件抽象层（HAL）的主要作用是什么？A. 提供设备驱动程序B. 实现操作系统与硬件之间的接口C. 进行系统级优化D. 管理系统资源5. 在嵌入式系统设计中，如何确保系统的可靠性和稳定性？A. 使用高质量的组件B. 提高系统时钟频率C. 增加冗余设计D. 缩短系统开发周期6. 在嵌入式系统开发过程中，为什么需要遵循良好的编程规范？A. 保证代码的可读性B. 提高代码的可维护性C. 减少开发时间D. 降低系统故障率7. 嵌入式系统的硬件通常包括哪些组件？A. CPU、内存、I/O设备B. 硬盘驱动器、键盘、显示器C. 显卡、声卡、网络接口卡D. 光驱、软驱、USB接口8. 以下哪个不是嵌入式系统的特点？A. 低功耗B. 实时性C. 可定制性D. 高性能9. 嵌入式系统的实时性是指什么？A. 系统能够在预定时间内响应外部事件B. 系统能够处理大量数据C. 系统具有高度的可扩展性D. 系统能够进行多任务处理10. 在嵌入式系统设计中，通常首先需要进行哪种类型的分析？A. 性能分析B. 功能分析C. 可靠性分析D. 体系结构分析11. 嵌入式系统的软件开发通常采用哪种方法？A. 面向过程B. 面向对象C. 事件驱动D. 瀑布模型12. 在嵌入式系统中，经常使用的编程语言有：A. CB. C++C. JavaD. Python13. 嵌入式系统中的通信协议通常用于哪些场景？A. 网络通信B. 人机交互C. 数据处理D. 图像处理14. 在嵌入式系统测试中，常用的测试方法有：A. 单元测试B. 集成测试C. 系统测试D. 性能测试15. 嵌入式系统的未来发展趋势可能包括：A. 更高的性能B. 更低的功耗C. 更强的可定制性D. 更多的联网功能16. 嵌入式系统的硬件通常包括哪几部分？A. CPU、内存、I/O设备B. CPU、内存、外部接口C. CPU、内存、操作系统D. CPU、内存、软件17. 在嵌入式系统中，通常使用哪种编程语言进行开发？A. CB. C++C. JavaD. Python18. 嵌入式系统设计中，常说的“实时性”是指什么？A. 系统能够在规定的时间内响应外部事件B. 系统能够处理大量数据C. 系统具有高度的可扩展性D. 系统具有低功耗19. 嵌入式系统中的通信方式通常有哪几种？A. 串行通信和并行通信B. 同步通信和异步通信C. 有线通信和无线通信D. 以上都是20. 在嵌入式系统的开发过程中，调试是一个重要的环节。
嵌入式系统C语言编程基础PPT课件
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小测验？
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Quiz 1
• 所有嵌入式系统的主流程最后都进入一个 死循环，怎样用C语言实现一个死循环？
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Quiz 2
• while(){….}和do{….}while()有什么区别？
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Quiz 3
• 用变量a给出下列定义：
a) 一个整型数 b) 一个指向整型数的指针 c) 一个有10个整型数的的数组 d) 一个有10个指针的数组，该指针是指向一个整型
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Quiz 10
• 请评论下面一段程序代码： void test() { char string[10]; char *str = “0123456789”; strcpy(string,str); }
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Quiz 11
• 请评论下面一段程序代码： void GetMemory(char *p){ p = (char *)malloc(0x20); } void Test(void){ char *str = NULL; GetMemory(str); strcpy(str,”Hello World!”); printf(str); }
数的
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Quiz 4
• 关键字static的作用是什么？
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Quiz 5
• 关键字const的作用是什么？
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Quiz 6
• 定义一个标准宏MIN ，这个宏输入两个参 数并返回较小的一个。
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Quiz 7
• 嵌入式系统中经常要对变量或寄存器进行 位操作。给定一个int型变量a，写两段代码， 第一个将a的bit 3置为1，第二个将a的bit 3 置为0。以上两个操作中，要保持其它位不 变。
第8章 嵌入式设备驱动程序设计(新)1
4、设备驱动程序加载与卸载的 工作过程
8.1.4 设备驱动程序的功能接口 函数模块
一个设备驱动程序模块包含有 5个部分的功能接口函数：
• • • • • (1)驱动程序的注册与释放； (2)设备的打开与关闭； (3)设备的读写操作； (4)设备的控件操作； (5)设备的中断或轮询处理。
1、设备驱动程序的注册与释放
4、加载驱动程序
• 使用insmod命令加载驱动程序。 # insmod demo_drv.o
5、卸载驱动程序
• 使用rmmod命令卸载驱动程序。 # rmmod demo_drv
6、编写用户测试程序
【例8-3】编写一个调用设备驱动程 序功能接口的用户程序。
• 源程序见教材， • 将其保存文件为：test_driver.c 。 • 用arm-linux-gcc对在宿主机上测试， 则用gcc编译）。 # arm-linux-gcc –o test_demo_drv test_driver.c
第8章 嵌入式设备驱动程序设计
本章要点
• 1、设备驱动程序基础知识 • 2、设备驱动程序设计
8.1嵌入式设备驱动程序基础
8.1.1
设备驱动程序概述
1、设备文件
• 设备文件分为三类：字符设备文件、 块设备文件和网络接口设备文件。
2、内核空间和用户空间
• 内核主要负责操作系统最基本的内存管理、 进程调度和文件管理以及虚拟内存、需求 加载、TCP/IP网络功能等。 • 内核空间和用户空间分别引用不同的内存 映射，也就是程序代码使用不同的地址空 间。
3、设备驱动程序和用户应用程序
• 设备驱动程序可以理解为操作系统的一部 分，它的作用就是让操作系统能正确识别 和使用设备。
嵌入式系统课程教学大纲
课程编号：“嵌入式系统设计”课程教学大纲Embeded System Design Course Outline50学时 3学分一、课程的性质、目的及任务嵌入式系统设计是计算机科学与技术专业的一门专业基础课程。
随着后PC时代的到来，以高速度、高可靠、低功耗为特征的嵌入式系统的应用日益广泛和深入，嵌入式系统设计在计算机科学与技术专业课程体系中的地位愈发重要。
通过本课程的学习，掌握嵌入式系统的组成和基本原理、ARM体系结构特点、嵌入式系统设计的一般原理及方法、以及嵌入式操作系统的基本原理及应用等。
二、适用专业——计算机科学与技术三、先修课程——计算机组成原理、微型计算机技术、汇编语言、C语言程序设计四、课程的基本要求通过本课程的学习，学生应能达到下列要求：1.掌握嵌入式系统的概念、体系结构、系统组成及设计方法；2.掌握ARM7的微处理器结构和指令系统以及嵌入式系统的分析与设计方法，了解嵌入式操作系统和嵌入式网络技术；3.掌握以S3C44B0系列嵌入式微处理器的硬件资源、指令系统，并以它为核心，能够进行实际系统的设计与分析；4.通过实例学习，重点掌握嵌入式系统的应用开发。
五、课程的教学内容(一)课堂讲授的教学内容0．绪论嵌入式系统开发基础（基本概念、组成结构、硬件组成、操作系统、应用软件开发、嵌入式系统开发流程）1．ARM体系结构及汇编指令集ARM技术概述；ARM处理模式和状态、ARM存储器组织、ARM异常中断；ARM寻址方式；ARM指令集、Thumb 指令集、ARM汇编程序规范、ARM汇编程序特点2．基于ARM的嵌入式系统程序设计基础ARM汇编语言程序设计、嵌入式C语言程序设计及技巧、C语言与汇编语言混合编程、基于ARM的软件开发环境3．基于ARM核微处理器S3C44B0X的扩展接口技术S3C44B0X微处理器及其硬件开发平台、基于S3C44B0X的嵌入式系统体系结构；存储器扩展接口、UART异步串行接口、USB设备接口、通用I/O口应用、A/D和D/A接口应用。
第5章 嵌入式C语言程序设计基础
5.1 嵌入式C语言的预处理伪指令
例5.3 在Linux系统的/include/asm-arm/archs3c2410/S3C2410.h头文件中定义了各Nand Flash控制寄 存器，其源代码如下：
#define bNAND_CTL(Nb) __REG(0x4e000000 + (Nb))
#define NFCONF #define NFCMD #define NFADDR
5.2 嵌入式C语言的基本数据类型
2. 字符串常量 字符串常量简称字符串，是用一对双引号括 起来的字符序列。 例如“China”就是一个字符串常量。 若数字被定义为字符型之后就不能参与数值 运算，如`5`和5是不同的。`5`是字符常量，不 能直接参与运算，而只能以其ASCII码值（0x35） 来参与运算。
5.1 嵌入式C语言的预处理伪指令
例5.1 标准头文件定义 # include <string.h> # include <stdio.h> string.h和stdio.h是标准头文件，按环境变量 include指定的目录顺序搜索string.h和stdio.h。 例5.2 用户自定义头文件定义 # include “s3c2410-adc.h” s3c2410-adc.h头文件是用户自定义有关三星 s3c2410的ARM处理器的A/D转换器各寄存器。
5.1 嵌入式C语言的预处理伪指令
（4）宏释放 用于释放原先定义的宏标识符。经释放后的宏标识符 可再次用于定义其他宏体。 格式如下： # undef 宏标识符 例5.6 #define SIZE 512 … buf=SIZE*blks /*宏扩展为buf=512*blks; */ … undef SIZE #define SIZE 128 … buf=SIZE*blks /*宏扩展为buf=128*blks; */
嵌入式系统的设计流程与步骤
嵌入式系统的设计流程与步骤嵌入式系统是指集成了计算机硬件与软件的特定功能系统，广泛应用于各种领域，如家电、汽车、医疗设备等。
设计一种高效、稳定、可靠的嵌入式系统是复杂而关键的任务。
本文将介绍嵌入式系统设计的流程与步骤。
1.需求分析在设计任何系统之前，首先需要进行需求分析。
嵌入式系统设计亦不例外。
需求分析的目的是确定系统需要完成的功能和性能要求。
这一步骤需要与客户或最终用户沟通，明确系统的目标和用户的需求。
通过详细了解用户的要求，设计团队可以为系统确定关键特性并制定开发计划。
2.系统架构设计系统架构设计是嵌入式系统设计的重要一步。
在这一阶段，设计团队将确定系统应包含的模块、子系统及其间的交互方式。
系统架构设计需要考虑到硬件与软件的集成、数据流和处理逻辑等因素。
同时，设计团队还需考虑到系统的可扩展性和可维护性，以便将来对系统的升级和维护工作。
3.硬件设计硬件设计是嵌入式系统设计的核心环节之一。
在硬件设计阶段，设计团队将确定系统所需的主要部件和器件。
这些部件和器件的选择要考虑到系统性能要求、功耗、成本等因素。
设计团队还需要绘制硬件电路图和进行仿真测试，以确保硬件设计的正确性和稳定性。
4.软件设计软件设计是嵌入式系统设计的另一重要环节。
在软件设计阶段，设计团队将根据系统需求和硬件设计结果，编写嵌入式软件。
这个过程包括系统功能的编程、实时任务的调度和优化，以及与硬件进行交互的驱动程序的编写。
软件设计的目标是实现系统功能并保持系统的高效性和可靠性。
5.系统集成与调试在完成硬件和软件设计之后，设计团队需要进行系统集成与调试工作。
这个过程包括将硬件和软件集成到一个完整的系统中，并进行调试和测试。
集成工作涉及到硬件和软件的连接、接口的测试、系统的功能验证等。
通过集成与调试工作，设计团队可以确保系统的各个部分协调工作，并符合之前制定的需求和设计指标。
6.验证与验证最后，设计团队需要对设计的嵌入式系统进行验证与验证工作。
嵌入式系统 RAM程序设计
4
符号定义伪操作
伪操作
GBLA GBLL GBLS LCLA LCLL LCLS SETA SETL SETS RLIST CN CP DN/SN FN
语法格式
GBLA Variable GBLL Variable GBLS Variable LCLA Variable LCLL Variable LCLS Variable SETA Variable expr SETL Variable expr SETS Variable expr name LIST ｛ list registers｝ ｝ name CN expr name CP expr name DN/SN expr name FN expr of
{label} DCB expr｛， expr｝ 分配一段字节内存单元，并用expr初始化。 ｛ ｝ 分配一段字节内存单元，并用 初始化。 初始化 {label} DCD expr { ， expr}… ｛label｝ DCDO expr｛， ｝ ｛ expr｝… ｝ {label} DCFD ｛ U ｝ fpliteral｛，fpliteral｝… ｛ ｝ {label} DCFS ｛ U ｝ fpliteral ｛，fpliteral｝… ｝ {label} DCI expr ｛ ， expr｝… ｝ 分配一段字内存单元。 分配一段字内存单元。 分配一段字对齐的字内存单元。 分配一段字对齐的字内存单元。 为双精度的浮点数分配字对齐的内存单元。 为双精度的浮点数分配字对齐的内存单元。 为单精度的浮点数分配字对齐的内存单元。 为单精度的浮点数分配字对齐的内存单元。 代码中分配一段字对齐的内存单元; 在ARM代码中分配一段字对齐的内存单元 在Thumb代 代码中分配一段字对齐的内存单元 代 码中，分配一段半字对齐的半字内存单元。 码中，分配一段半字对齐的半字内存单元。
嵌入式系统程序设计(6章)赖晓晨
4. 共享库错误函数
函数原型: const char *dlerror(void); 功能描述：当动态链接库操作函数 （dlopen、dlsym、dlclose）执 行失败时，dlerror可以返回出错信息， 返回值为NULL时表示操作函数执行成 功。
【例6-2】
/* ch6_2 sub.h */ #ifndef SUB_H #define SUB_H int square(int); #endif /* ch6_2 sub.c */ #include <stdio.h> int square(int a) { printf("the square of the number is:"); return a*a; }
打开共享库(续)
功能描述：参数中的libname一般是库的绝对路径， 这样dlopen会直接装载该文件；如果只是指定了库名 称，在dlopen会按照下面的机制去搜寻：
根据环境变量LD_LIBRARY_PATH查找； 根据/etc/ld.so.cache查找； 依次在/lib和/usr/lib目录查找。
库分类
静态库，是在执行程序运行前就已经加入到执 行码中，在物理上成为执行程序的一部分。
共享库，是在执行程序启动时加载到执行程序 中，可以被多个执行程序共享使用。 动态链接库，其实并不是一种真正的库类型， 应该是一种库的使用技术，应用程序可以在运 行过程中随时加载和使用库。
库命名约定
所有库都以lib开头，表示一个库文件；
}
handle=dlopen("/lib/libmydll.so", RTLD_LAZY); if(!handle) { printf("%s\n",dlerror()); 如未找到函数，显 } 示error中的错误 fp=dlsym(handle, "square"); 信息 if((error=dlerror())!=NULL) { printf("%s\n",error); dlclose(handle); exit(1); } printf("now call the function square.\n"); result = (*fp)(n); printf(" %d\n",result); dlclose(handle); return 0;
《嵌入式系统基础》课程教学大纲
嵌入式系统基础课程教学大纲（EmbeddedMicroprocessorSystem）学时数：32其中：实验学时：0课外学时：0学分数：2适用专业：计算机科学与技术一、课程的性质、目的和任务本课程是计算机科学与技术专业本科生的一门专业选修课程。
通过本课程的学习，使学生掌握嵌入式系统的基础知识，熟悉典型的嵌入式微处理器及嵌入式操作系统，掌握嵌入式系统的一般设计方法与开发过程，具备初步的嵌入式系统的软硬件设计开发能力，为嵌入式系统的实际应用打下基础。
二、课程教学的基本要求（一）掌握嵌入式系统的基本概念、基本组成及发展、嵌入式处理器及嵌入式操作系统分类（二）掌握ARM嵌入式微处理器体系结构、ARM指令系统及ARM汇编语言（H）掌握嵌入式1inUX 操作系统内核结构及文件系统（四）掌握嵌入式系统的一般设计流程、典型开发环境及开发工具（五）掌握基于ARM嵌入式微处理器的典型接口设计（六）初步掌握基于嵌入式1inUX操作系统的软件设计三、课程的教学内容、重点和难点第一章嵌入式系统基础知识一、嵌入式系统简介二、嵌入式处理器第二章嵌入式系统一般设计方法一、嵌入式系统的层次结构二、嵌入式系统的设计流程第三章ARM处理器体系结构及指令系统一、ARM微处理器的体系结构二、指令系统三、基于ARM体系的汇编语言程序设计第四章基于ARM处理器的硬件平台设计一、基于微处理器的嵌入式系统的硬件设计二、存储系统的分析与设计三、通用I/O接口的设计第五章嵌入式1inux操作系统一、1i1IUX及其应用二、嵌入式1inux内核三、嵌入式1inUX文件系统第六章嵌入式1inux系统的Boot1oader设计一、Boot1oader的基本概念二、Boot1oader的具体实现重点：Boot1oader的基本概念难点：BOOt1Oader的具体实现第七章嵌入式1inux程序设计基础一、嵌入式1inUX开发基础二、1inUX的常用工具三、嵌入式1inUX操作系统的开发工具四、交叉开发环境重点：嵌入式1inUX操作系统的开发工具、难点：交叉开发环境第八章嵌入式1inux系统的驱动开发一、1inUX下的设备驱动程序简介二、设备驱动程序的开发过程三、典型设备驱动程序设计分析第九章嵌入式网络程序设计一、嵌入式以太网基础知识二、以太网接口设计三、1in1IX网络编程实现重点：以太网接口设计、1inUX网络编程实现难点：1inUX网络编程实现第十章嵌入式1inux图形用户界面编程一、1inux图形开发基础二、嵌入式1inIIX图形用户界面简介四、课程各教学环节要求（一）作业根据课程学习需要，安排适当课外作业。
电子工程中的嵌入式系统设计资料
电子工程中的嵌入式系统设计资料嵌入式系统是指集成在不同应用领域中的特定设备中，用于执行特定的任务的计算机系统。
在电子工程领域中，嵌入式系统设计起着重要的作用。
本文将介绍电子工程中嵌入式系统设计的一些基本资料和流程。
一、硬件设计资料在嵌入式系统设计中，硬件设计是不可或缺的环节。
以下是一些常用的硬件设计资料：1. 数据手册和规格说明书：这些资料描述了所使用的各种硬件组件的特性、功能和规格。
包括处理器、存储器、传感器等各种外设。
设计工程师需要详细了解这些资料，以确保系统的正确运作。
2. 电路图和原理图：这些图纸是硬件设计的基础。
它们展示了电路元件之间的连接方式和工作原理。
对于大型嵌入式系统设计，通常需要使用CAD工具进行电路图的设计和仿真，确保电路的正确性和稳定性。
3. PCB（印刷电路板）设计文件：嵌入式系统的硬件设计需要在实际电路板上布局和布线。
设计师需要使用PCB设计软件完成电路板的设计，并生成相关的Gerber文件用于生产。
二、软件设计资料除了硬件设计，嵌入式系统的软件设计也是至关重要的部分。
以下是一些常用的软件设计资料：1. 软件需求规格说明书（SRS）：这份文档描述了嵌入式系统的功能需求、非功能需求和系统约束。
它定义了系统需要实现的功能和性能要求，作为软件设计的基础。
2. 系统架构设计：软件的架构设计是嵌入式系统设计的核心。
它描述了系统的组成部分、模块之间的交互关系以及数据流程。
通常使用UML（统一建模语言）来表示系统的结构和行为。
3. 源代码和编程手册：在软件实现阶段，设计师需要编写代码来实现系统的功能。
源代码和编程手册提供了详细的编程指南和API（应用程序接口）文档，使得设计师能够按照规范进行开发。
4. 测试文档和调试工具：为了验证嵌入式系统的正确性和稳定性，设计师需要编写测试文档并使用相应的测试工具进行测试。
这些文档描述了测试过程和测试用例，并提供了相应的调试工具和技巧。
三、设计流程在进行嵌入式系统设计时，设计流程的规范性和合理性对于项目的成功实施非常重要。
基于STM32的嵌入式软件开发基础-实验指导书（经典）
基于STM32的嵌⼊式软件开发基础-实验指导书（经典）实验⼀基于STM32的嵌⼊式软件开发基础实验⼀、实验⽬的1 、掌握嵌⼊式软件开发流程2 、学会使⽤嵌⼊式软件开发⼯具3 、学会使⽤⽆限循环架构开发简单的嵌⼊式应⽤程序4 、学会使⽤单步⁄全速运⾏、设置断点和观察变量⁄寄存器等⽅法调试嵌⼊式应⽤程序5 、掌握通⽤数字输⼊输出（GPIO）和系统定时器（SysTick）的软件开发⽅法6 、理解发光⼆极管（LED）和按键（Push Button）的驱动原理7 、掌握常⽤的延时（Delay）实现技巧⼆、实验环境1 、硬件：ALIENTEK STM32F103嵌⼊式开发板2 、软件：REALVIEW MDK或IAR EWARM三、实验内容1 、LED点亮实验：使⽤GPIO的相关知识，设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序，点亮开发板上绿⾊LED和红⾊LED；2 、流⽔灯实验⼀：使⽤GPIO和延时循环，设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序，使开发板上的绿⾊LED和红⾊LED先后轮流闪烁；3 、按键控制LED实验：使⽤GPIO的相关知识，设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序，实现以下功能：1 ）当按下WK_UP按键时，开发板上的绿⾊LED点亮；当释放WK_UP按键时，开发板上的绿⾊LED熄灭；2 ）当按下KEY1按键时，开发板上的红⾊LED点亮；当释放KEY1按键时，开发板上的红⾊LED熄灭；3 ）当同时按下WK_UP和KEY1按键时，开发板上的红⾊LED和黄⾊LED同时点亮；当同时释放WK_UP和KEY1按键时，开发板上的红⾊LED和黄⾊LED同时熄灭；4 、流⽔灯实验⼆：使⽤GPIO和SysTick的相关知识，设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序，使开发板上的绿⾊LED和红⾊LED先后轮流闪烁，每个LED点亮和熄灭的时间各为1s，并在程序中定义⼀个8位⽆符号变量来记录红⾊LED闪烁的次数；调试程序，在REALVIEW MDK或IAR EWARM的调试界⾯中，通过在程序中设置断点，并打开变量观察窗⼝，加⼊对应的变量，全速运⾏，随着红⾊LED的闪烁，跟踪⽤来记录红⾊LED闪烁次数的8位⽆符号变量的变化情况；四、硬件设计1 、发光⼆极管（LED ）与嵌⼊式微控制器（STM32F103）的接⼝电路2 、按键与嵌⼊式微控制器（STM32F103）的接⼝电路五、软件设计1 、LED 点亮实验程序：程序（略）2 、流⽔灯实验⼀程序：程序（略）3 、按键控制LED 实验程序：程序（略）4 、流⽔灯实验⼆程序：程序（略）六、实验结果1 、LED 点亮实验结果：⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果2 、流⽔灯实验⼀结果：⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果3 、按键控制LED 实验结果：⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果4 、流⽔灯实验⼆结果：⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果（调试界⾯中断点设置和变量观察窗⼝的截图） PA8 PD2PA15 PA13实验⼆基于STM32的嵌⼊式软件开发⾼级实验⼀、实验⽬的1 、了解中断控制器（NVIC）的内部结构和⼯作原理2 、深⼊理解中断机制，学会编写中断服务函数3 、学会使⽤中断服务函数开发基于前后台架构的较复杂的嵌⼊式应⽤程序4 、掌握串⾏通信的原理，掌握通⽤同步串⾏收发器（USART）的软件开发⽅法5 、熟悉模数转换的过程和性能指标，掌握模数转换器（ADC）的软件开发⽅法⼆、实验环境1 、硬件：ALIENTEK STM32F103嵌⼊式开发板2 、软件：REALVIEW MDK或IAR EWARM三、实验内容1 、LED闪烁实验：使⽤NVIC（含SYSTICK）和GPIO的相关知识，编写中断服务函数，并开发基于前后台架构的嵌⼊式应⽤程序，使开发板上绿⾊LED每1s闪烁⼀次；2 、串⼝输出实验：使⽤USART的相关知识，设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序，通过USART1向PC 的串⼝发送“Hello World!”，其中USART1和串⼝的波特率设置为115200bps，数据格式设置为8位数据位、⽆奇偶校验位、1位停⽌位和⽆数据流控制；在PC上运⾏串⼝调试助⼿，找到对应的COM⼝并作设置波特率和数据格式后打开，再运⾏开发板上的程序，观察串⼝调试助⼿中接收区的数据，验证程序的运⾏结果；3 、MCU温度检测实验：使⽤NVIC（含SYSTICK）、USART和ADC的相关知识编写程序，编写中断服务函数，并开发基于前后台架构的嵌⼊式应⽤程序，每隔1s通过⽚内温度传感器和模数转换器（ADC）检测MCU的温度并通过USART1将其输出到PC的串⼝上；在PC上运⾏串⼝调试助⼿，找到对应的COM⼝并作相应设置后打开，再运⾏开发板上的程序，观察PC上串⼝调试助⼿中接收区的数据变化情况，验证程序的运⾏结果；四、硬件设计1 、发光⼆极管（LED）与嵌⼊式微控制器（STM32F103）的接⼝电路PA8PD22 、按键与嵌⼊式微控制器（STM32F103）的接⼝电路3 、嵌⼊式微控制器（STM32F103）的温度传感器和ADC 的模块图五、软件设计1 、LED 闪烁实验：程序（包括主函数源⽂件和中断服务函数源⽂件）2 、串⼝输出实验：程序（略）3 、MCU 温度检测实验：程序（包括主函数源⽂件和中断服务函数源⽂件）六、实验结果 1 、LED 闪烁实验：⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果2 、串⼝输出实验：⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果（程序运⾏中PC 上串⼝调试助⼿的截图） 3 、MCU 温度检测实验：⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果（程序运⾏中PC 上串⼝调试助⼿的截图）PA15。
嵌入式系统程序设计注意事项
嵌入式系统程序设计注意事项嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它被设计用于控制特定设备或执行特定任务。
而嵌入式系统程序设计则是为这些系统开发软件的过程。
在这篇文章中，我们将讨论嵌入式系统程序设计的一些注意事项，以帮助开发人员更好地设计和实现高质量的嵌入式系统。
1. 硬件平台了解在进行嵌入式系统程序设计之前，开发人员应该对目标硬件平台有充分的了解。
这包括了解处理器体系结构、内存配置、输入输出接口和相关的硬件特性。
理解硬件平台的架构和限制，将有助于开发人员更好地优化程序的性能和资源利用。
2. 考虑资源限制嵌入式系统通常有严格的资源限制，如有限的内存、处理能力和存储空间。
因此，在程序设计过程中，开发人员必须始终牢记这些资源限制。
他们需要优化代码以减少内存占用、提高效率，并尽量利用硬件资源。
例如，使用适当的数据类型和算法可以减少内存占用，在设计界面时要注意节约处理器开销。
3. 可靠性和安全性嵌入式系统通常用于执行关键任务，如自动驾驶、航空航天和医疗设备。
因此，确保程序的可靠性和安全性是至关重要的。
开发人员需要进行全面的测试和验证，包括边界情况和异常情况的处理。
同时，考虑到数据安全和系统稳定性，限制和验证外部输入是非常重要的。
4. 实时性要求许多嵌入式系统都有实时性要求，即需要在严格的时间限制内响应和执行任务。
因此，在程序设计过程中，开发人员必须优化代码以提高响应速度并减少延迟。
使用合适的实时调度算法、优先级设置和任务划分策略，可以确保系统按时执行任务。
5. 软件工程原则嵌入式系统程序设计也需要遵循软件工程的原则。
这包括良好的模块化设计、代码重用、文档编写和版本控制。
合理的模块划分和接口设计可以提高代码的可维护性和重用性。
同时，详细的文档和版本控制系统可以帮助开发人员更好地管理和协调开发过程。
6. 优化和调试工具的使用为了提高程序的性能和调试效率，开发人员应该熟练使用相应的优化和调试工具。
这些工具可以帮助开发人员检测和解决代码中的性能问题、调试错误并进行程序分析。
《程序设计基础》课程标准
《程序设计基础》课程标准课程编号：030501ZB适用专业：计算机、电子、电气课程类型：专业基础课课程性质：必修课课程学时：60 课程学分：4一、课程定位本课程是计算机、嵌入式、电子以及电气专业的一门专业基础课程，也是其它相关专业研究计算机控制以及嵌入式、物联网技术等的一门基础和工具课程。
本课程的主要任务是使学生掌握模块化、结构化编程的基本思想，学会使用C语言编制简单的应用程序，解决一般性应用问题，并有一定的上机操作及调试程序能力。
本课程的先导课程为计算机信息基础，后续课程为android、软件工程、单片机、嵌入式开发技术。
通过掌握C语言的各种语法、数组、函数、位运算等知识，为后续课程奠定语言基础。
二、课程目标1. 能力目标（1）能用C语言进行结构化的程序设计；（2）能用C语言解决一维数据的存储；（3）能用C语言解决库函数及自定义函数的调用；（4）能用C语言解决二进制数据的位运算。
2. 知识目标（1）理解模块化、结构化程序设计思想；（2）掌握C语言的数据类型、语句格式、程序设计结构等基本内容；（3）掌握C语言的数组、函数、位运算等基本内容；（4）熟悉C语言的环境和常规调试方法。
3.素质目标（1）初步具备复用性设计、模块化思维能力；（2）具有热爱科学，团队意识、创新意识和创新精神；（3）具有规范化的代码编写和文档书写习惯；（4）加强职业道德意识；三、课程内容与学时分配四、教学设计1.整体教学设计以结构化程序设计为框架，首先，以顺序结构、选择结构、循环结构为核心，突出程序设计的基本理念及技能，其次，采用项目牵引的方法，让学生理解和学习数组、函数和位运算等知识，最终的目的是使学生能应用C语言程序解决实际问题。
教学过程中，通过分组讨论、知识问答、单元测试等教学活动，课外，通过第二课堂、兴趣小组、技能培训等多种途径，并且充分开发学习资源，包括PPT、动画、在线课程等，给学生提供丰富的学习机会。
教学方法主要采用知识讲授法、引导启发法、案例教学等方法，每章配有实验课，让学生消化吸收理论知识，进一步提高编程水平。
嵌入式基础简答题
嵌入式基础简答题一、基础知识1、什么是代码的临界区？答：代码的监界区是指处理时不可分割的代码，运行这些代码不允许被打断。
一旦这部分代码开始执行，则不允许任何中断打入。
2、什么是嵌入式系统？答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积及功耗严格要求的专用计算机系统，具有完成复杂功能的硬件和软件且紧密耦合在一起的计算机系统。
3、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？答：运用在嵌入式系统上的实时操作系统，具有事件驱动和任务调度功能，且在有限时隙内能完成事件的响应和进程的切换，能可靠、实时、灵活地管理嵌入式系统上的各种资源和任务。
使用嵌入式操作系统，能方便实时应用软件的开发和有机地整合，能有效地管理和协调各项工作，因此是开发和运行非常重要的环境。
4、ARM状态与Thumb状态的互换以什么条件来判断？似举出状态从ARM到Thumb或从Thumb到ARM切换的例子。
答：其互换条件是执行BX 指令时，判断的最低一位b0是否为0或为1来确定的，当b0为0时，则执行的程序是ARM状态的32位指令程序，当b0为1时，则执行的程序是Thumb状态的16位指令程序。
如下例：；从ARM状态转变为Thumb状态LDR R0，Lable+1BX R0；从Thumb状态转变为ARM状态LDR R0, LableBX R05、ARM体系结构支持多少种处理器模式，分别是什么？答：ARM体系结构支持7种处理器模式，分别是用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。
6、子程序利用R14（LR），获得返回到主程序的下条指令，通常有直接输入法和堆栈方法，试填写下面两种方法的代码：MOV PC，LR或STMFD SP！，{, LR }LDMFD SP!, {, PC }7、什么是小端存储？什么是大端存储？答：小端存储就是其存储格式为保存的字最低地址的字节看作是最低位字节，最高地址字节被看作是最高位字节。
第4章 嵌入式Linux程序设计基础
3、按位异或运算
• 当两对应的二进位相异时，结果为1。 • 例如 9^5 ：
例如
• • • • OBJS = main.o mytool1.o mytool2.o CC = gcc main: $(OBJS) $(CC) $^ -o $@
2. 模式规则
• 模式规则规定，在目标文件的定义时需要 用“%”字符。“%”的意思是表示一个或多 个任意字符，与文件名匹配。 • 例如：“%.c”表示以“.c”结尾的文件名 （文件名的长度至少为3），而“s.%.c”则 表示以“s.”开头，“.c”结尾的文件名（文 件名的长度至少为5个字符）。
（3）主程序ex_sum.c：
• • • • • • • • • • • 1. /* ex_sum.c */ 2. #include <stdio.h> 3. #include "mysum.h" 4. int main() 5. { 6. int x=100; 7. int s=0; 8. s=mysum(x); 9. printf("sum=%d\n",s); 10. return 0; 11. }
• 注意：上述程序中的第2行语句 • int mysum(int n); • 是必不可少的。由于mysum(int n)函数的 定义是从第11行语句开始，而调用 mysum(int n)函数的语句在第7行。因此， 要在调用之前声明这个函数。
下面进一步将程序中具有独立功 能的mysum()函数分割出来。 该程序可分割为下列3个程序： mysum.h、mysum.c和 ex_sum.c。
• 注意， “gcc ex_sum.c mysum.c -o sum”前面不是空格，而是按下“tab”键的 符号位。 • 我们将其保存为：makefile，文件名没有 后缀。然后，在Linux环境下执行make， 其运行结果如下： • # make gcc -c ex_sum.c gcc -c mysum.c gcc ex_sum.o mysum.o -o sum • 将ex_sum.c和 mysum.c编译成在Linux环 境下的可执行文件sum。
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GBLL伪指令用于声明一个全局的逻辑变量，并初始化为F（假）；
GBLS伪指令用于声明一个全局的字符串变量，并初始化为空；对于全局变量 来说，变量名在源程序中必须是唯一的。
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4.1.1 通用伪指令
指令示例： GBLA DATE1
；声明一个全局数字变量DATE1 GBLL DATE1
；声明一个全局逻辑变量DATE2 GBLS DATA3
；声明一个全局的字符串变量DATE3 DATE3 SETS“Testing”
；将该变量赋值为“Testing”
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4.1.1 通用伪指令
（2）LCLA、LCLL和LCLS 语法格式：
LCLA（LCLL或LCLS） 局部变量名 LCLA、LCLL和LCLS伪指令是声明局部变量伪指令， 用于定义一个ARM程序中的局部变量，并将其初始化。
4.1.1 通用伪指令
指令示例： DATA1 DCW 1, 2, 3 ；分配一片连续的半字存储单元并初始化为1，2，3。 DATA2 DCWU 45, 0x2a*0x2a ；分配一片非半字对准存储单元并初始化。
第四章 嵌入式程序设计基础
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第4章 嵌入式程序设计基础
基于ARM的编译器一般都支持汇编语言的程序设计、 C/C++语言的程序设计及两者的混合编程。
本章介绍ARM的嵌入式程序的基础知识 伪指令 汇编语言的语句格式 汇编语言程序 汇编语言与C/C++语言的混合编程
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本章提要
1 伪指令 2 汇编语言的语句格式 3 汇编程序应用 4 汇编语言与C/C++语言的混合编程
其中： SETA用于给一个数学变量赋值； SETL用于给一个逻辑变量赋值； SETS用于给一个字符串变量赋值；
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4.1.1 通用伪指令
指令示例： GBLA EXAMP1
；先声明一个全局数字变量EXAMP1 EXAMP1 SETA 0xaa
；将变量EXAMP1赋值为0xaa LCLL EXAMP2
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4.1 伪指令
在ARM的汇编程序中，我们把伪指令分为三部分介绍: 通用伪指令 与ARM指令相关的伪指令 与Thumb指令相关的伪指令
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4.1.1 通用伪指令
通用伪指令包括: 符号定义伪指令 数据定义伪指令 汇编控制伪指令 及其他一些常用伪指令等。
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4.1.1 通用伪指令
1.符号定义伪指令 符号定义伪指令用于声明ARM汇编程序中的变量、对变量
指令示例： String DCB “This is a test！”
；分配一片连续的字节存储单元并初始化。 DATA2 DCB 15, 25, 62, 00
；为数字常量15，25，62，00分片内存单元
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4.1.1 通用伪指令
（2）DCW（或DCWU） 语法格式：
标号 DCW（或DCWU）表达式 DCW（或DCWU）伪指令是为半字分配内存单元，其中， 表达式可以为程序标号或数字表达式。 伪指令DCW用于为半字分配一段半字对准的内存单元， 并用指定的数据初始化；伪指令DCWU用于为半字分配一 段可以非半字对准的内存单元，并用指定的数据初始化。
名称 RLIST {寄存器列表} RLIST伪指令是定义通用寄存列表伪指令，通用寄存器列 表定义主要应用在堆栈操作或多寄存器传送中，即使用该伪 指令定义的名称可在ARM指令LDM/STM中使用。 在LDM/STM指令中，列表中的寄存器访问次序为根据寄 存器的编号由低到高，而与列表中的寄存器排列次序无关。
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4.1 伪指令
在ARM汇编语言程序里，有一些特殊指令助记符，这些助 记符与指令系统的助记符不同，没有相对应的操作码，通 常称这些特殊指令助记符为伪指令，他们所完成的操作称 为伪操作。
伪指令在源程序中的作用是既要把正常的程序用指令表达 给计算机以外，又要把程序设计者的意图表达给编译器。 例如：要告诉编译器程序段的开始和结束，需要定义数 据等。
赋值以及定义寄存器的名称等操作。 常见的符号定义伪指令有如下几种： （1）GBLA、GBLL和GBLS
语法格式：
GBLA（GBLL或GBLS）
全局变量名
GBLA、GBLL和GBLS伪指令是声明全局变量的伪指令，用于定义一 个ARM程序中的全局变量，并将其初始化。
其中：
GBLA用于声明一个全局的数字变量，并初始化为0；
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4.1.1 通用伪指令
指令示例： RegList RLIST {R0-R5，R8 } ；定义寄存器列表为RegList 在程序中使用： STMFD SP!, RegList ；存储列表到堆栈 LDMIA R5, RegList ；加载列表
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4.1.1 通用伪指令
2. 数据定义伪指令 数据定义伪指令一般用于为特定的数据分配存储单元，
；声明一个局部的逻辑变量EXAMP2 EXAMP1 SETL {TRUE}
；将变量EXAMP1赋值为TRUE GBLA EXAMP3
；先声明一个全局字符串变量EXAMP3 EXAMP3 SETS “string”
；将变量EXAMP3赋值为string
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4.1.1 通用伪指令
（4）RLIST 语法格式：
同时可完成已分配存储单元的初始化。常见的数据定义伪 指令有如下几种： （1）DCB 语法格式：
标号 DCB 表达式 DCB伪指令是字节分配内存单元伪指令，用来分配一片 连续的字节存储单元并用伪指令中指定的数值或字符初始 化。其中，数值范围为0～255，DCB也可用“=”代替。
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4.1.1 通用伪指令
其中： LCLA用于声明一个局部的数字变量，并初始化为0； LCLL用于声明一个局部的逻辑变量，并初始化为F（假）； LCLS用于声明一个局部的字符串变量，并初始化为空。对于局部变量
来说，变量名在使用的范围内必须是唯一的，范围限制在定义这个变量 的宏指令程序段内。
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4.1.1 通用伪指令
指令示例： LCLA DATE4
；声明一个局部数字变量DATE4 LCLL DATE5
；声明一个局部的逻辑变量DATE5 DATA4 SETL 0x10
；为变量DATE4赋值为0x10 LCLS DATA6
；声明一个局部的字符串变量DATA6
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4.1.1 通用伪指令
（3）SETA、SETL和SETS 语法格式：
变量名 SETA（SETL或SETS）表达式 SETA、SETL、SETS是变量赋值伪指令，用于给一个 已经定义的全局变量或局部变量赋值。