嵌入式技术基础与实践(第2版)第01章

第1章概述V2.02010.2主要内容1.1嵌入式系统定义、由来及特点1.2嵌入式系统的知识体系、学习误区及建议1.3嵌入式系统常用术语1.4嵌入式系统常用的C语言基本语法概要1.1嵌入式定义由来及特点1.1.1嵌入式系统的定义一种计算机硬件和软件的组合，也许还有机械装置，用于实现一个特定功能。在某些特定情况下，嵌入式系统是一个大系统或产品的一部分。生活中一些嵌入式的例子：微波炉、手持电话、计算器、数字手表、录像机、巡航导弹、GPS接收机、数码相机、传真机、跑步机、遥控器和谷物分析仪等。1.1.2嵌入式系统的由来及其与微控制器的关系MCU（微控制器）的基本含义MCU（微控制器）：在一块芯片上集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM/ROM等）、定时器/计数器及多种输入输出（I/O）接口的比较完整的数字处理系统。下面是一个典型的单片机内部结构框图MCU内部总线（控制总线、数据总线、地址总线）CPURAMFlash存储器A/D转换接口工作支撑模块定时器接口串行通信接口其他I/O模块……嵌入式系统的由来计算机产生：因科学家需要一个高速的计算工具而产生。计算机应用领域的发展：数字计算→逻辑运算与推理→信息处理→通信→工业控制→家用电器……嵌入式系统与MCU的关系MCU的特点：体积小、价格低、稳定可靠大部分嵌入式系统以MCU为核心进行设计1.1.3嵌入式系统的特点嵌入式系统属于计算机系统，但不单独以通用计算机的面目出现嵌入式系统开发需要专用工具和特殊方法使用MCU设计嵌入式系统，数据与程序空间采用不同存储介质开发嵌入式系统涉及软件、硬件及应用领域的知识嵌入式系统的其他特点1.2嵌入式系统的知识体系、学习误区及学习建议1.2.1嵌入式的知识体系硬件最小系统（包括电源、晶振、复位、写入调试接口）通用I/O（开关量输入/输出，涉及各种二值量检测与控制）模数转换A/D（各种传感器信号的采集与处理，如红外、温度、光敏、超声波、方向等）数模转换D/A（对模拟量设备利用数字进行控制）通信（串行通信接口SCI、串行外设接口SPI、集成电路互联总线I2C，CAN、USB、嵌入式以太网、ZigBee技术等）显示（LED、LCD等）控制（控制各种设备，包括PWM等控制技术）数据处理（图形、图像、语音、视频等处理或识别）各种具体应用1.2.2嵌入式系统的学习误区操作系统的困惑硬件与软件的困惑片面认识嵌入式系统入门芯片选择的困惑1.2.3基础阶段的学习建议打好软件硬件基础选择一个芯片及硬件评估板深入理解MCU的硬件最小系统不要一开始就学嵌入式实时操作系统RTOS避免片面认识嵌入式系统注重实验与实践入门芯片选择不要太复杂关于汇编与C语言的取舍明确学习目的，注意学习方法1.3嵌入式系统中常用的术语1.3.1与硬件相关的术语封装(Package)印刷电路板(PCB，Printedcircuitboard)动态可读写随机存储器(DRAM，DynamicRandomAccessMemory)静态可读写随机存储器(SRAM，StaticRandomAccessMemory)只读存储器(ROM，ReadOnlyMemory)闪速存储器(FlashMemory)模拟量开关量1.3.2与通信相关的术语并行通信串行通信串行外设接口SPI集成电路互连总线I2C通用串行总线USB控制器局域网CAN背景调试模式BDM边界扫描测试协议JTAG1.3.3与功能模块及软件相关的术语通用输入/输出GPIOA/D与D/A脉冲宽度调制器PWM看门狗液晶显示LCD发光二极管LED键盘实时操作系统RTOS1.4嵌入式系统常用的C语言基本语法概要1.数据类型数据类型基本类型构造类型字节型整型实型数组结构联合枚举指针空类型数据类型简明含义位数字节数signedchar有符号字节型81unsignedchar无符号字节型81signedshort有符号短整型162unsignedshort无符号短整型162signedint有符号短整型162unsignedint无符号短整型162signedlong有符号长整型324unsignedlong无符号长整型324float浮点型324double双精度型648字节型整型实型基本类型2.运算符算术运算：+-*/^%逻辑运算：||&&!关系运算：====!=位运算：～&^|增量和减量运算：++--复合赋值运算：+=-=*=/=%=等指针和地址运算：*&输出格式转换3.流程控制顺序结构选择结构•if结构•switch结构循环结构•for循环•while循环•do...while循4.函数函数参数、类型函数返回值类型Return语句格式：return表达式5.指针指针是指向变量的地址，实质上指针就是存储单元的地址。6.结构体定义结构体类型，类型名称为student：structstudent{charname[8];//成员变量nameintage;//成员变量agecharsex[2];//成员变量sex};声明和使用结构体变量和指针：structstudents1;structstudent*Pstudent;s1.age=20;Pstudent=(structstudent*)malloc(sizeof(structstudent));Pstudent-age=18;7.位域定义位域类型，类型名称为bs，同时定义该类型变量b1：structbs{inta:8;intb:2;intc:6;}b1;使用方法：b1.a=1;//将b1的第0位置1b1.b=7;//将b1的第3～5位置11cba8.编译预处理宏定义#define宏名表达式条件编译：格式1:#if表达式#else表达式#endif格式2:#ifdef宏名格式3:#ifndef宏名“文件包含”处理#include“文件名”9.用typedef定义类型示例：typedefunsignedcharINT8U;用法说明：用typedef可以定义各种类型名，但不能用来定义变量。用typedef只是对已经存在的类型增加一个类型名，而没有创造新的类型。typedef与#define有相似之处，常用typedef定义一些数据类型，并把它们单独存放在一个文件中，而后在需要用到它们的文件中用#include命令把它们包含进来。使用typedef有利于程序的通用与移植。第1章练习题1.嵌入式系统的基本含义是什么？为什么说单片机是典型的嵌入式系统？2.简述嵌入式系统的特点以及应用领域。3.比较MCU与CPU的区别与联系。4.举例说明嵌入式系统在日常生活中的应用。5.C语言的那些特性使得它成为嵌入式系统中使用频率最高的高级语言。6.阅读光盘中【第01章(概述)阅读资料】中的“嵌入式C语言工程简明规范”，用一页纸给出嵌入式C语言工程简明规范的要点。