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南京工业大学嵌入式系统设计课程概述与目标嵌入式系统基础知识嵌入式处理器与微控制器嵌入式操作系统及编程技术嵌入式系统通信与接口技术嵌入式系统设计与开发实践课程总结与展望目录Contents01课程概述与目标嵌入式系统定义及应用领域嵌入式系统定义嵌入式系统是一种以应用为中心，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。应用领域嵌入式系统广泛应用于工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、POS网络及电子商务、环境监测、机器人等领域。课程目标与要求课程目标本课程旨在培养学生掌握嵌入式系统设计的基本原理和方法，具备嵌入式系统硬件和软件设计能力，了解嵌入式系统应用领域和发展趋势。要求学生应掌握嵌入式系统的基本概念、硬件组成、软件开发环境和工具，以及嵌入式系统设计的流程和方法。同时，应具备一定的实验能力和创新能力，能够独立完成简单的嵌入式系统设计项目。教学内容与安排教学内容本课程主要包括嵌入式系统概述、嵌入式系统硬件平台、嵌入式系统软件设计、嵌入式系统开发环境与工具、嵌入式系统应用实例等内容。教学安排本课程采用理论授课与实验相结合的方式，注重理论与实践的结合。通过案例分析、项目实践等方式，提高学生的实践能力和创新能力。同时，邀请企业工程师进行授课和交流，让学生了解嵌入式系统的实际应用和发展趋势。02嵌入式系统基础知识嵌入式系统硬件组成微处理器/微控制器外设接口嵌入式系统的核心，负责执行程序和控制外设。提供与外部设备的连接，如UART、SPI、I2C等。存储器电源管理确保系统稳定供电，包括电池管理、电压调节等。用于存储程序代码和数据，包括RAM、ROM、Flash等。嵌入式系统软件结构操作系统设备驱动程序应用程序中间件负责管理硬件资源、提供API和支持多任务处理。与硬件直接交互，提供设备控制和数据传输功能。实现特定功能的软件，如远程控制、数据采集等。提供通用服务，如网络通信、数据库访问等。嵌入式系统开发流程系统设计调试测试包括硬件和软件设计，确定系统架构和模块划分。对系统进行调试和测试，确保功能正确、性能稳定。需求分析编码实现集成部署明确系统功能和性能要求。根据设计文档编写代码，实现系统功能。将系统集成到实际环境中，进行最终测试和验证。03嵌入式处理器与微控制器常见嵌入式处理器类型及特点ARM处理器MIPS处理器低功耗、高性能，广泛应用于消费电子产品和工业控制领域。高性能、低功耗，常用于网络通信和多媒体处理。PowerPC处理器DSP处理器高可靠性、高性能，适用于航空航天和汽车电子等领域。专门用于数字信号处理，如音频、视频和图像处理等。微控制器原理及应用实例微控制器基本原理微控制器是一种集成电路，包含处理器核心、内存、外设接口等，用于控制和管理嵌入式系统中的各种设备和功能。应用实例智能家居控制系统、智能仪表、医疗设备、工业控制等。处理器选型与性能评估处理器选型考虑因素性能、功耗、成本、生态系统和开发工具等。性能评估指标处理速度、内存容量、外设接口种类和数量、中断处理能力等。同时还需要考虑处理器的稳定性和可靠性等因素。针对具体应用场景进行评估和选择。04嵌入式操作系统及编程技术常见嵌入式操作系统介绍及比较μC/OSLinux实时性、可移植性强，广泛应用于各种嵌入式应用场景。开源、免费，具有强大的网络功能和丰富的软件资源，适用于复杂嵌入式系统。WindowsCEVxWorks微软推出的嵌入式操作系统，界面友好，开发便捷，但授权费用较高。高性能实时操作系统，适用于航空航天、军事等高端领域。实时操作系统原理及应用实例实时操作系统原理实时操作系统能够在限定时间内对外部事件做出响应，并控制所有实时任务协调一致运行。应用实例航空航天控制系统、工业自动化控制系统、医疗设备控制系统等。嵌入式编程技术与实践嵌入式C语言编程嵌入式软件开发实践掌握嵌入式C语言基础语法、指针、数组、结构体等，以及内存管理、中断处理等关键技术。基于实际项目需求，进行嵌入式软件需求分析、设计、编码、测试等全流程实践。嵌入式系统调试技术熟悉硬件仿真器、逻辑分析仪等调试工具，掌握系统调试、性能优化等方法。05嵌入式系统通信与接口技术串行通信接口原理及实现方法串行通信基本原理1串行通信是按位传输数据的一种通信方式，具有传输线少、成本低的特点，适用于远距离通信。串行通信接口标准2常见的串行通信接口标准有RS-232、RS-422、RS-485等，它们规定了信号的电平、传输速率、连接方式等。串行通信实现方法3串行通信的实现需要相应的硬件和软件支持，包括串口驱动程序、波特率设置、数据位和停止位设置等。并行通信接口原理及实现方法并行通信接口标准常见的并行通信接口标准有并行打印机接口、IEEE1284等，它们规定了信号的电平、数