基于ARM的图像显示系统设计优秀论文

摘要

随着社会经济的迅速发展，如今图片显示系统应用于各个领域中。LCD显示屏的技术和产业都取得了长足的发展，作为重要的现代信息发布媒体之一，LCD显示屏在证券交易、金融、交通、体育、广告等领域被广泛的应用。基于STM32的LCD显示可以更好的满足各种需求，也更便于操作和实现。图片显示系统主要由STM32芯片作为LCD彩色显示屏的主要核心控制器，通电后，初始化状态可显示本次课程设计题目及成员等基本信息，可人为操作对显示信息的汉字进行自定义大小颜色及字体等等；把要显示的图片实现拷入内存卡里，更新内存卡，即图片可进行变换；自定义定时跳转下一幅图片，也可以通过按键快速跳到下一幅图片，或返回上一张图片。本系统是利用STM32开发板配合SD卡实现将已存入SD卡中的图片循环的显示在LCD彩色显示屏上。

关键词： STM32; LCD液晶显示屏; 图片显示

目录

1 引言 .................................................................................................... 错误！未定义书签。

2 总体设计 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

2.1 图片显示的基本原理 (2)

2.2 图片显示设计分析 (2)

2.3 系统的结构框图 (3)

3 详细设计 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

3.1 硬件设计 .................................................................................... 错误！未定义书签。

3.1.1 芯片介绍 .......................................................................... 错误！未定义书签。

3.1.2 功能简介 .......................................................................... 错误！未定义书签。

3.2 软件设计 (7)

3.2.1 主函数部分 (8)

3.2.2 硬件部分程序 (9)

3.2.3 识别图片 (11)

3.2.4 FAT系统 (14)

3.2.5 程序流程图 (15)

4 实验结果及分析 (16)

4.1 硬件实验结果 (16)

4.2 结果分析 .................................................................................. 错误！未定义书签。

5 结论 (17)

参考文献 (18)

1 引言

随着嵌入式技术的迅猛发展，人机交互界面也越来越显示出它的重要性。本次课程设计主要以TFTLCD的LCD显示模块，完整的实现了图片的循环显示。TFT-LCD即薄膜晶体管液晶显示器。其英文全称为：Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display。TFT-LCD与无源TN-LCD、STN-LCD的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管（TFT），可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。

BMP是一种与硬件设备无关的图像文件格式，使用非常广。它采用位映射存储格式，除了图像深度可选以外，不采用其他任何压缩，因此，BMP 文件所占用的空间很大。而且JPEG 是一种很灵活的格式，具有调节图像质量的功能，允许用不同的压缩比例对文件进行压缩，支持多种压缩级别。

目前，显示技术和显示工业的发展迅速。显示技术是传递视觉的信息技术。液晶显示器件LCD是当今最有发展前途的一种平板显示器件，它具有很多独到的优异特性。它具有显示信息多、易于多彩化、体积小、重量轻、功耗低、寿命长、价格低、无辐射、无污染、接口控制方便等优点。

2 总体设计

2.1 图片显示的基本原理

BMP是一种与硬件设备无关的图像文件格式，使用非常广。它采用位映射存储格式，除了图像深度可选以外，不采用其他任何压缩，因此，BMP文件所占用的空间很大。BMP文件的图像深度可选lbit、4bit、8bit、16bit、24bit 及32bit。BMP 文件存储数据时，图像的扫描方式是按从左到右、从下到上的顺序。

典型的BMP 图像文件由三部分组成：位图文件头数据结构，它包含BMP 图像文件的类型、显示内容等信息；位图信息数据结构，它包含有BMP图像的宽、高、压缩方法，以及定义颜色等信息。

JPEG是最常用的图像文件格式，由一个软件开发联合会组织制定，是一种有损压缩格式，能够将图像压缩在很小的储存空间，图像中重复或不重要的资料会被丢失，因此容易造成图像数据的损伤。尤其是使用过高的压缩比例，将使最终解压缩后恢复的图像质量明显降低，如果追求高品质图像，不宜采用过高压缩比例。但是JPEG 压缩技术十分先进，它用有损压缩方式去除冗余的图像数据，在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像，换句话说，就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质。而且JPEG 是一种很灵活的格式，具有调节图像质量的功能，允许用不同的压缩比例对文件进行压缩，支持多种压缩级别，压缩比率通常在10：1 到40：1 之间，压缩比越大，品质就越低；相反地，压缩比越小，品质就越好。当然也可以在图像质量和文件尺寸之间找到平衡点。JPEG格式压缩的主要是高频信息，对色彩的信息保留较好，适合应用于互联网，可减少图像的传输时间，可以支持24bit真彩色，也普遍应用于需要连续色调的图像。

2.2 图片显示设计分析

针对要实现的功能，采用 STM32 开发板进行设计，它是一款迷你型的开发板，小巧而不小气，简约而不简单。这样，既能做到经济合理又能实现预期的功能。

在程序方面，采用分块设计的方法，这样既减小了编程难度、使程序易于理解，又能便于添加各项功能。该程序将实现浏览PICTURE 文件夹下的所有图片及其名字，配合SD卡能够实现顺序显示出每一副图片，并每隔3s左右切换一幅图片。

具体要实现的目标如下：

1.更新内存卡，即图片可进行变换；

2.定时自动跳转下一幅图片；

3.可以通过按键快速跳到下一幅图片；

4.可以通过按键返回到上一幅图片；

5.初始状态显示本次课设的基本信息；

6.可对显示信息的汉字进行自定义；

2.3 系统的结构框图

2.1 系统结构框图

3 详细设计

3.1 硬件设计

3.1.1 芯片介绍

STM32开发板主要采用STM32F103RBT6作为MCU，STM32F103的型号众多，我们选择这款的原因是看重其性价比，作为一款低端开发板，选择STM32F103RBT6是最佳的选择。128K FLASH、20K SRAM、2个SPI、3个串口、1个USB、1个CAN、2个12位的ADC、RTC、51个可用IO脚…，这样的配置无论放到哪里都是很不错的了，更重要的是其价格，不到13元的批量价，足以秒杀很多其他芯片了，所以我们选择了它作为我们的主芯片。

3.1.2 功能简介

开机的时候先检测SD 卡是否存在，然后初始化FAT 文件系统，在这之后开始查找根目录下的PICTURE 文件夹，如果找到则显示该文件夹下面的图片，循环显示，通过按KEY0 和KEY1 可以快速浏览下一张和上一张。如果未找到图片文件夹/图片，则提示错误。同样我们也是用LED0 来指示程序正在运行。

所要用到的硬件资源如下：

1）STM32。

2）外部LED0。

3）TFTLCD 液晶模块。

4）KEY0，KEY1。

5）SD 卡。

1、 STM32的简单介绍

图3.1 STM32原理图

选择STM32F103RBT6 作为MCU，原因是其性价比高，128K FLASH、20K SRAM、2 个SPI、3 个串口、1 个USB、1 个CAN、2 个12 位的ADC、RTC、51 个可用IO 脚…，所以我们选择了它作为我们的主芯片。

2、外部LED0

图3.2 外部LED0原理图

其中PWR 是系统电源指示灯，为蓝色。LED0 和LED1 分别接在PA8 和PD2 上，PA8 还可以通过TIM1 的通道1 的PWM 输出来控制DS0 的亮度。

3、 TFTLCD 液晶模块

图3.3 TFTLCD 液晶显示原理图

TFT_LCD 是一个通用的液晶模块接口。OLED 是一个给OLED 显示模块供电的接口，它和TFT_LCD 拼接在一起。当使用2.4’/2.8’的LCD 时，我们接到TFT_LCD 上就可以了，而当我们使用ALIENTEK的OLED 模块时，则接OLED 排阵做电源，同时会连接到TFT_LCD 上的部分管脚，从而实现OLED 与MCU 的连接。

4、按键

图3.4 按键输入原理图

KEY0 和KEY1 用作普通按键输入，分别连接在PA13 和PA15 上，他们都连接在了JTAG相关的引脚上（KEY0 还连接在SWDIO 上），KEY0 和KEY1 还和PS/2 的DAT 和CLK 线共用，他们都通过JTAG 的上拉电阻来提供上拉。

WK_UP 按键连接到PA0(STM32 的WKUP 引脚)，它除了可以用作普通输入按键外，还可以用作STM32 的唤醒输入。这个按键是高电平触发的。

5、 SD 卡

图3.5 SD卡部分原理图

插入SD 卡可以外扩大容量存储设备，可以用来记录数据。

SD 卡我们使用的是SPI 模式通信，SD 卡的SPI 接口连接到STM32 的SPI1 上，SD_CS 接在PA3 上。

3.2 软件设计

图片显示系统需要有STM32开发板配合SD卡使用，因此其程序需要分为以下几个文件夹，硬件组成文件HARDWARE系统文，可以用来显示汉字的TEXT文件，用来识别图片的JPEG文件用来读取SD 卡上的图片文件的FAT文件以及存放主程序文件USER文件件，和STM32的系统文件SYSFILE。

解码是通过AI_LoadPicFile 函数来实现的，在该函数里面，会先判断文件的类型，来调用不同的解码函数，解码JPEG由Decode实现，而解码BMP 则由Bmp Decode 函数实现。AI_LoadPicFile 函数会将图片以合适的大小显示在液晶上（总是不会超过你给定的区域），对比输入尺寸大的图片，会自动压缩。解码图片完成后返回解码是否成

功的信息。保存jpegdecode.c，并在工程中新建一个JPEG 的组，把jpegdecode.c加入该组下。SysInfoGet函数用于查找各种系统文件/文件夹以及自定义的文件/文件夹等。

3.2.1 主函数部分

int main(void)

{

u8 i; u8 key;

FileInfoStruct *FileInfo;

u16 pic_cnt=0; u16 index=0; u16 time=0;

Stm32_Clock_Init(9);

delay_init(72); uart_init(72,9600);

LCD_Init(); KEY_Init(); LED_Init();

SPI_Flash_Init();

if(Font_Init())

{ POINT_COLOR=RED;

LCD_ShowString(60,50,"Mini STM32");

LCD_ShowString(60,70,"Font ERROR");

while(1); }

POINT_COLOR=BLACK;

Show_Str(60,50," 嵌入式课程设计",16,0);

Show_Str(50,70," 张政张焱刘佳萍",16,0);

Show_Str(60,90," 图片显示系统",16,0);

Show_Str(60,110," 2015年7月9日",16,0);

SD_Initialize();

while(FAT_Init())

{ Show_Str(60,130,"文件系统错误!",16,0);

i= SD_Initialize();

if(i)Show_Str(60,150,"SD卡错误!",16,0);

delay_ms(500);

LCD_Fill(60,130,240,170,WHITE);

delay_ms(500);

LED0=!LED0; }

while(SysInfoGet(1))

{ Show_Str(60,130,"图片文件夹未找到!",16,0);

delay_ms(500);

FAT_Init();

SD_Initialize();

LED0=!LED0;

LCD_Fill(60,130,240,170,WHITE);

delay_ms(500); }

Show_Str(60,130,"开始显示...",16,0);

delay_ms(1000);

Cur_Dir_Cluster=PICCLUSTER;

while(1)

{ pic_cnt=0;

Get_File_Info (Cur_Dir_Cluster,FileInfo,T_JPEG|T_JPG|T_BMP,&pic_cnt);

if(pic_cnt==0)

{ LCD_Clear(WHITE);

while(1)

{ if(time%2==0)Show_Str(32,150,"没有图片请先COPY图片到SD卡的

PICTURE文件夹，然后重启!",16,0);

else LCD_Clear(WHITE);

time++; delay_ms(300); } }

FileInfo=&F_Info[0]; index=1;

while(1)

{ Get_File_Info(Cur_Dir_Cluster,FileInfo,T_JPEG|T_JPG|T_BMP,&index);

LCD_Clear(WHITE);

AI_LoadPicFile(FileInfo,0,0,240,320);

POINT_COLOR=RED;

Show_Str(0,0,FileInfo->F_Name,16,1);

while(1)

{ key=KEY_Scan(); if(key==1)break;

else if(key==2)

{ if(index>1)index-=2;

else index=pic_cnt-1;

break; }

delay_ms(1); time++;

if(time%100==0) LED0=!LED0;

if(time>3000)

{ time=0; break; } }

index++;

if(index>pic_cnt)index=1; } } }

3.2.2 硬件部分程序

void KEY_Init(void) // 键盘相应程序

{ RCC->APB2ENR|=1<<2;

GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0;

GPIOA->CRL|=0X00000008;

GPIOA->CRH&=0X0F0FFFFF;

GPIOA->CRH|=0X80800000;

GPIOA->ODR|=1<<13;

GPIOA->ODR|=1<<15; }

u8 KEY_Scan(void)

{ static u8 key_up=1;

JTAG_Set(JTAG_SWD_DISABLE);

if (key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||KEY2==1))

{ delay_ms(10); key_up=0;

if(KEY0==0)

{ JTAG_Set(SWD_ENABLE); return 1; }

else if(KEY1==0)

{ JTAG_Set(SWD_ENABLE); return 2; }

else if(KEY2==1)

{ JTAG_Set(SWD_ENABLE); return 3; } }

else if(KEY0==1&&KEY1==1&&KEY2==0) key_up=1;

JTAG_Set(SWD_ENABLE); return 0;}

void LED_Init(void) // led相应程序

{ RCC->APB2ENR|=1<<2;

RCC->APB2ENR|=1<<5;

GPIOA->CRH&=0XFFFFFFF0;

GPIOA->CRH|=0X00000003;

GPIOA->ODR|=1<<8;

GPIOD->CRL&=0XFFFFF0FF;

GPIOD->CRL|=0X00000300;

GPIOD->ODR|=1<<2; }

void SPIx_Init(void) //SD卡驱动程序

{ RCC->APB2ENR|=1<<2;

RCC->APB2ENR|=1<<12;

GPIOA->CRL&=0X000FFFFF;

GPIOA->CRL|=0XBBB00000;

GPIOA->ODR|=0X7<<5;

SPI1->CR1|=0<<10; SPI1->CR1|=1<<9;

SPI1->CR1|=1<<8; SPI1->CR1|=1<<2;

SPI1->CR1|=0<<11; SPI1->CR1|=1<<1;

SPI1->CR1|=1<<0; SPI1->CR1|=7<<3;

SPI1->CR1|=0<<7; SPI1->CR1|=1<<6;

SPIx_ReadWriteByte(0xff); }

void SPIx_SetSpeed(u8 SpeedSet)

{ SPI1->CR1& = 0XFFC7;

switch(SpeedSet)

{ case SPI_SPEED_2: SPI1->CR1|=0<<3; break;

case SPI_SPEED_4: SPI1->CR1|=1<<3; break;

case SPI_SPEED_8: SPI1->CR1|=2<<3; break;

case SPI_SPEED_16: SPI1->CR1|=3<<3; break;

case SPI_SPEED_256: SPI1->CR1|=7<<3; break; } SPI1->CR1|=1<<6; }

u8 SPIx_ReadWriteByte (u8 TxData)

{ u8 retry=0;

while((SPI1->SR&1<<1)==0)

{ retry++; if(retry>200) return 0; }

SPI1->DR=TxData; retry=0;

while((SPI1->SR&1<<0)==0)

{ retry++;

if(retry>200) return 0; }

return SPI1->DR; }

3.2.3 识别图片

FileInfoStruct *CurFile; //当前解码/操作的文件

void AI_Drow_Init(void)

{ float temp,temp1;

temp = (float)PICINFO.S_Width/PICINFO.ImgWidth;

temp1 = (float)PICINFO.S_Height/PICINFO.ImgHeight;

if(temp

if(temp1>1)temp1=1; //使图片处于所给区域的中间

PICINFO.S_XOFF+=(PICINFO.S_Width-temp1*PICINFO.ImgWidth)/2;

PICINFO.S_YOFF+=(PICINFO.S_Height-temp1*PICINFO.ImgHeight)/2;

temp1*=10000; //扩大10000倍

PICINFO.Div_Fac=temp1;

PICINFO.staticx=500;

PICINFO.staticy=500; //放到一个不可能的值上面

} //初始化量化表，全部清零

void InitTable(void)

{ short i,j; sizei=sizej=0;

PICINFO.ImgWidth=PICINFO.ImgHeight=0;

rrun=vvalue=0; BitPos=0; CurByte=0;

IntervalFlag=FALSE; restart=0;

for(i=0;i<3;i++) //量化表

for(j=0;j<64;j++) qt_table[i][j]=0;

comp_num=0; HufTabIndex=0; }

//将解出的字按RGB 形式存储

void StoreBuffer(void)

{ short i=0,j=0;

unsigned char R,G,B;

int y,u,v,rr,gg,bb;

u16 color; u16 realx=sizej; u16 realy=0;

for(i=0;i

{ if((sizei+i)

{ realy=PICINFO.Div_Fac*(sizei+i)/10000;

if (!IsElementOk(realx,realy,0)) continue;

for (j=0;j

{ if((sizej+j)

{ realx=PICINFO.Div_Fac*(sizej+j)/10000;

if (!IsElementOk(realx,realy,1)) continue;

y=Y[i*8*SampRate_Y_H+j];

u=U[(i/V_YtoU)*8*SampRate_Y_H+j/H_YtoU];

v=V[(i/V_YtoV)*8*SampRate_Y_H+j/H_YtoV];

rr=((y<<8)+18*u+367*v)>>8;

gg=((y<<8)-159*u-220*v)>>8;

bb=((y<<8)+411*u-29*v)>>8;

R=(unsigned char)rr;

G=(unsigned char)gg;

B=(unsigned char)bb;

if (rr&0xffffff00) if (rr>255) R=255; else if (rr<0) R=0;

if (gg&0xffffff00) if (gg>255) G=255; else if (gg<0) G=0;

if (bb&0xffffff00) if (bb>255) B=255; else if (bb<0) B=0;

color=R>>3; color=color<<6; color |=(G>>2);

color=color<<5; color |=(B>>3);

POINT_COLOR=color;

LCD_DrawPoint(realx+PICINFO.S_XOFF,realy+PICINFO.S_YOFF); }

else break; } }

else break; } }

void IQtIZzMCUComponent(short flag)

{ short H,VV; short i,j;

short *pQtZzMCUBuffer; short *pMCUBuffer;

switch(flag){

case 0: H=SampRate_Y_H;

VV=SampRate_Y_V;

pMCUBuffer=MCUBuffer;

pQtZzMCUBuffer=QtZzMCUBuffer; break;

case 1: H=SampRate_U_H;

VV=SampRate_U_V;

pMCUBuffer=MCUBuffer+Y_in_MCU*64;

pQtZzMCUBuffer=QtZzMCUBuffer+Y_in_MCU*64; break;

case 2: H=SampRate_V_H;

VV=SampRate_V_V;

pMCUBuffer = MCUBuffer + (Y_in_MCU+U_in_MCU)*64;

pQtZzMCUBuffer = QtZzMCUBuffer + (Y_in_MCU+U_in_MCU)*64;

break; }

for (i=0;i

for (j=0;j

IQtIZzBlock(pMCUBuffer+(i*H+j)*64,

pQtZzMCUBuffer+(i*H+j)*64,flag); }

3.2.4 FAT系统

DWORD FirstDirClust; DWORD FirstDataSector;

WORD BytesPerSector; DWORD FATsectors;

WORD SectorsPerClust; DWORD FirstFATSector;

DWORD FirstDirSector; fat32

DWORD RootDirSectors;

DWORD RootDirCount;

BYTE FAT32_Enable;

DWORD Cur_Dir_Cluster;

FAT_TABLE FAT_TAB;

FileInfoStruct F_Info[3];

u8 fat_buffer[512];

u8 LongNameBuffer[MAX_LONG_NAME_SIZE];BOOL LongNameFlag = 0;

const unsigned char *filetype[23]=

{ "MP1","MP2","MP3","MP4","M4A","3GP","3G2","OGG","ACC","WMA","WAV", "MID","FLA", "LRC","TXT","C ","H "," ","FON","SYS","BMP","JPG","JPE" };

3.2.5 程序流程图

图3.6 程序流程图

4 实验结果及分析

4.1 硬件实验结果

图4.1 初始化显示屏图4.2 显示图片

4.2 结果分析

接通电源后，正确的读取SD卡信息后，LCD液晶显示屏上显示实验题目及制作成员等基本信息。随后自动跳转到图片显示模式。不对实验板进行操作时，每3秒会跳转到下一张图片，显示图片及相应的图片信息，由于图片的大小及像素不同，刷新显示的速度也有所不同，图片显示完毕后会伴随LED小灯闪烁。当按下WK_UP键，可显示上一张图片；按下key1键，显示下一张图片。按下key0可对SD卡进行更新。图片设定为循环演示。若SD卡没插入或内容不识别，屏幕上会有无法读取的提示。按复位键可重新演示。

5 结论

本次基于ARM的汉字显示系统耗时很久，最后做出的来的功能也是经过反复多次调试才全部达标，是一次很有意义的学习和动手经历。从懵懂嵌入式到在STM开发板上成功编写出相应的程序，下载程序，调试成功的那一刻我们的喜悦，是无法用任何语言来加以形容的！

本次课程设计很好的锻炼了我们的动手能力以及团队合作能力，使我加深了对嵌入式的认识，并且熟悉了嵌入式系统的设计流程，收获丰硕。让我们开阔了视野，同时也增长了见识，在课余时间发挥想象和积极思考，锻炼了自己的思维能力。在修改程序等设计上我们大胆创新，敢于尝试，并且积极搜查资料，认真分析，选择出最优的程序组合，使整个系统能够按照设计要求稳定运行。

通过本次课程设计我们的感受到看再多的课本可能效果也不如实际编程的学习效率高。调试程序比编程本身枯燥的多，但是在某种意义上更加重要。但是实际结果能不能达到还要看调试，要考虑算法逻辑、语法、内存地址等诸多方面。这一点在对硬件编程上体现的尤为明显。本实验最后完成了图片显示的诸多功能，但并没有向其他领域拓展的功能，是比较遗憾的地方。希望在以后能得到很好的弥补！

参考文献

[1] 徐英慧.ARM9嵌入式系统设计.第二版.北京航空航天大学出版社, 2014：238-245.

[2] 马忠梅.基于STM32的显示系统设计.第三版.电子工业出版社, 2013：128-134.

[3] 龚跃玲,汪玲彦.基于STM32 的图片显示的实现.第3版. 北京航空航天大学出版社,

2011:32-34.

[4] 王磊.STM32不完全手册V2.3.第二版.机械工业出版社, 2014：382-418.

[5] 韦东山.Linux应用开发完全手册.第二版.北京时代华都印刷有限公司, 2010:197

—221.

嵌入式系统设计与应用

嵌入式系统设计与应用第五章程序设计与分析（1） 西安交通大学电信学院 任鹏举

本章主要内容 Software Design Cycle ●嵌入式软件中的组件(状态机 、循环缓存器、队列) ●编程模型，如数据流和控制图●编译方法介绍 ●根据性能、大小和功耗来分析 和优化程序 ●如何测试程序以验证其正确性

1 嵌入式程序组件 ●状态机（State machine） 用变量来表示内部的状态，根据输入完成状态的转移交通灯控制、CPU design controller ●循环缓冲区（Circular buffer） I/O input buffer ●队列（Queue）

状态机（1） ● 反应系统（reactive system ）：响应外部事件的系统。 ●外部输入是间歇到达● 适合使用状态机描述 ● 有限状态机是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型。 ●Moore 机：● Mealy 机：输出只由当前状态确定 输出依赖于当前状态和输入

状态机（2） 例子：一个简单的座位安全带控制器 idle buzzer seated belted 未入座/-入座/定时器启动 未系安全带且定时器未超时/- 未系安全带/定时器启动系好安全带/-系好安全带/蜂鸣器关闭 定时器超时/蜂鸣器启动 未入座/-未入座/蜂鸣器关闭输入/输出-= 无动作

状态机（3） #define IDLE 0#define SEATED 1#define BELTED 2#define BUZZER 3switch (state) { case IDLE: if (seat) { state = SEATED; timer_on = TRUE; } break; case SEATED: if (belt) state = BELTED; else if (timer) state = BUZZER; break; case BELTED: if (!seat) state = IDLE; else if (!belt) state = SEATED; break; case BUZZER: if (belt) state = BELTED; else if (!seat) state = IDLE; break; } Inputs ：seat, belt, timer Outputs: buzzer

(完整word版)嵌入式系统设计与应用

嵌入式系统设计与应用 本文由kenneth67贡献 ppt文档可能在W AP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 课程名称：课程名称：嵌入式系统设计与应用 总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12 36学时12学时总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12学时教材：嵌入式系统设计教程》教材：《嵌入式系统设计教程》电子工业出版社马洪连参考书：参考书：1、《嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 2、《ARM体系结构与编程》清华大学出版社杜春雷编著ARM体系结构与编程体系结构与编程》嵌入式系统设计与实例开发—ARM ARM与C/OS3、《嵌入式系统设计与实例开发ARM与μC/OS-Ⅱ》清华大学出版社王田苗、魏洪兴编著清华大学出版社王田苗、ARM嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构》4、《ARM嵌入式微处理器体系结构》北航出版社、马忠梅等著. 北航出版社、马忠梅等著. 张石．ARM嵌入式系统教程嵌入式系统教程》5、张石．《ARM嵌入式系统教程》．机械工业出版2008年社．2008年9月 1 课程内容 绪论：绪论： 1）学习嵌入式系统的意义2）高校人才嵌入式培养情况嵌入式系统设计（实验课）3）嵌入式系统设计（实验课）内容安排 第1章嵌入式系统概况 1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的应用领域及发展趋势1.3 嵌入式系统组成简介 第2章嵌入式系统的基本知识 2.1 2.2 2.3 嵌入式系统的硬件基础嵌入式系统的软件基础ARM微处理器的指令系统和程序设计ARM微处理器的指令系统和程序设计 2 第3章 3.1 3.2 3.3 基于ARM架构的嵌入式微处理器基于ARM架构的嵌入式微处理器ARM 概述嵌入式微处理器的组成常用的三种ARM ARM微处理器介绍常用的三种ARM 微处理器介绍 第4章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 嵌入式系统设计 概述嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统接口设计嵌入式系统人机交互设备接口嵌入式系统的总线接口和网络接口设计嵌入式系统中常用的无线通信技术 3 第5章嵌入式系统开发环境与相关开发技术 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6.1 6.2 6.3 6.4 概述嵌入式系统的开发工具嵌入式系统调试技术嵌入式系统开发经验嵌入式系统的Bootloader Bootloader技术嵌入式系统的Bootloader技术μC/OS-II操作系统概述C/OS-II操作系统概述ADS开发环境ARM ADS开发环境C/OS-II操作系统在ARM系统中的移植操作系统在ARM μC/OS-II操作系统在ARM系统

《嵌入式系统开发技术》设计报告

嵌入式系统开发技术 设计报告 组长： 成员： 中国石油大学（华东）计算机与通信工程学院计算机科学系 二0 年12 月

一、引言 OpenCV的全称是：Open Source Computer Vision Library。OpenCV是一个基于（开源）发行的跨平台计算机视觉库，可以运行在Linux、Windows和Mac OS操作系统上。它轻量级而且高效——由一系列C 函数和少量C++ 类构成，同时提供了Python、Ruby、MATLAB等语言的接口，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。它的应用领域非常广泛，包括人机互动、物体识别、图像分割、人脸识别、机器视觉、汽车安全驾驶等。随着手机性能的不断提高，OpenCV往安卓上移植已经成为可能，安卓设备移植上OpenCV之后将能够进行复杂的图像处理和视频分析工作，人们不必拘泥于使用固定的设备进行图像以及视频的处理，从而增加了处理的灵活性。 本课程设计实现的就是OpenCV到安卓的移植以及在安卓上实现一个简单的图像处理应用。Android应用程序是通过Android SDK（Software Development Kit）利用Java编程语言进行开发，同时也可以通过JNI调用C动态库，不过这种开发方式存在技术障碍，伴随着Android NDK(Native Development Kit)的问世，使得“JA V A+C”的开发方式走向成熟。 二、总体设计 1、功能描述 本课程设计分为以下四个模块，各模块功能介绍如下： Android-OpenCV项目： OpenCV中大部分重要API在该项目中已经封装成了JA V A接口，为安卓上的OpenCV开发提供C、C++函数支持。 Android NDK： 它包括从C / C++生成原生代码库所需要的工具和build files，能够将一致的原生库嵌入可以在Android设备上部署的应用程序包文件（application packages files ，即.apk文件）中，支持所有未来Android平台的一些列原生系统头文件和库。在本课程设计中担任重要角色，包括交叉编译OpenCV源代码、编译测试程序等。 Cygwin: Windows下模拟Linux操作环境，在其中执行NDK编译。 Eclipse： Android开发环境，开发android程序，生成可执行的.apk文件,连接真机或虚拟机进行调试。 2、设计特色 本课程设计的特色在于成功的将android-opencv移植到eclipse开发环境中去，实现了在android设备开发图像处理、视频分析应用，提高了android设备的使用价值。编译环境采用Android NDK+Cygwin，方便开发者在windows环境下开发“java+c”程序。 3、体系结构

嵌入式软件开发流程图

嵌入式软件开发流程 一、嵌入式软件开发流程 1.1 嵌入式系统开发概述 由嵌入式系统本身的特性所影响，嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分，其总体流程图如图1.1所示。 图1.1 嵌入式系统开发流程图 在系统总体开发中，由于嵌入式系统与硬件依赖非常紧密，往往某些需求只能通过特定的硬件才能实现，因此需要进行处理器选型，以更好地满足产品的需求。另外，对于有些硬件和软件都可以实现的功能，就需要在成本和性能上做出抉择。往往通过硬件实现会增加产品的成本，但能大大提高产品的性能和可靠性。 再次，开发环境的选择对于嵌入式系统的开发也有很大的影响。这里的开发环境包括嵌入式操作系统的选择以及开发工具的选择等。比如，对开发成本和进度限制较大的产品可以选择嵌入式Linux，对实时性要求非常高的产品可以选择Vxworks等。

1.2 嵌入式软件开发概述 嵌入式软件开发总体流程为图4.15中“软件设计实现”部分所示，它同通用计算机软件开发一样，分为需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件实现和软件测试。其中嵌入式软件需求分析与硬件的需求分析合二为一，故没有分开画出。 由于在嵌入式软件开发的工具非常多，为了更好地帮助读者选择开发工具，下面首先对嵌入式软件开发过程中所使用的工具做一简单归纳。 嵌入式软件的开发工具根据不同的开发过程而划分，比如在需求分析阶段，可以选择IBM的Rational Rose等软件，而在程序开发阶段可以采用CodeWarrior（下面要介绍的ADS 的一个工具）等，在调试阶段所用的Multi-ICE等。同时，不同的嵌入式操作系统往往会有配套的开发工具，比如Vxworks有集成开发环境Tornado，WindowsCE的集成开发环境WindowsCE Platform等。此外，不同的处理器可能还有对应的开发工具，比如ARM的常用集成开发工具ADS、IAR和RealView等。在这里，大多数软件都有比较高的使用费用，但也可以大大加快产品的开发进度，用户可以根据需求自行选择。图4.16是嵌入式开发的不同阶段的常用软件。 图1.2 嵌入式开发不同阶段的常用软件 嵌入式系统的软件开发与通常软件开发的区别主要在于软件实现部分，其中又可以分为编译和调试两部分，下面分别对这两部分进行讲解。 1．交叉编译 嵌入式软件开发所采用的编译为交叉编译。所谓交叉编译就是在一个平台上生成可以在另一个平台上执行的代码。在第3章中已经提到，编译的最主要的工作就在将程序转化成运行该程序的CPU所能识别的机器代码，由于不同的体系结构有不同的指令系统。因此，不同的CPU需要有相应的编译器，而交叉编译就如同翻译一样，把相同的程序代码翻译成不同CPU的对应可执行二进制文件。要注意的是，编译器本身也是程序，也要在与之对应的某一个CPU平台上运行。嵌入式系统交叉编译环境如图4.17所示。

嵌入式系统课程设计

《嵌入式系统设计与应用》课程设计 题目嵌入式系统的实践教学探讨 1．嵌入式系统设计与应用课程的内容概述 1.1 内容概述 本课程适用于计算机类专业，是一门重要的专业课程。它的任务是掌握嵌入式系统的基本概念；掌握嵌入式处理器 ARM 体系结构，包括ARM总体结构、存储器组织、系统控制模块和I/O外围控制模块；掌握ARM指令集和Thumb指令集；掌握ARM汇编语言和C语言编程方法；了解基于ARM 的开发调试方法。它的目的是了解和掌握嵌入式处理器的原理及其应用方法。 1）介绍嵌入式系统开发的基础知识，从嵌入式计算机的历史由来、嵌入式系统的定义、嵌入式系统的基本特点、嵌入式系统的分类及应 用、嵌入式系统软硬件各部分组成、嵌入式系统的开发流程、嵌入 式技术的发展趋势等方面进行了介绍，涉及到嵌入式系统开发的基 本内容，使学生系统地建立起的嵌入式系统整体概念。 2）对ARM技术进行全面论述，使学生对ARM技术有个全面的了解和掌握，建立起以ARM技术为基础的嵌入式系统应用和以ARM核为基础 的嵌入式芯片设计的技术基础。 3）ARM指令系统特点，ARM 指令系统，Thumb 指令系统，ARM 宏汇编，ARM 汇编语言程序设计，嵌入式 C 语言程序设计。 1.2实践教学探讨 在IEEE 计算机协会2004年6月发布的Computing Curricula Computer Engineering Report， Ironman Draf t 报告中把嵌入式系统课程列为计算机工程学科的领域之一，把软硬件协同设计列为高层次的选修课程。美国科罗拉多州立大学“嵌入式系统认证”课程目录包括实时嵌入式系统导论、嵌入式系统设计和嵌入式系统工程训练课程。美国华盛顿大学嵌入式系统课程名称是嵌入式系统

嵌入式系统设计与应用复习资料.docx

嵌入式系统设计与应用复习资料 （一）?单项选择题： 1. 下面哪个系统属于嵌入式系统。 （ 八、“天河一号”计算机系统 C 、联想S10±网木 D ） B 、联想T400笔记本计算机 D 、联想OPhone 手机 2. 软硕件协同设计方法与传统设计方法的最大不同Z 处在于（B ）。 A 、软硬件分开描述 C 、协同测试 3. 卜?面关于哈佛结构描述正确的是（A A 、程序存储空间与数据存储空间分离 C 、程序存储空间与数据存储空间合并 4. 下面哪一种工作模式不属于ARM 特权模式 A 、用户模式 B 、系统模式 C 、 5. ARM7TDM1的工作状态包括（D ）。 A 、测试状态和运行状态 C 、就绪状态和运行状态 6. USB 接口移动硬盘最合适的传输类型为（ A 、控制传输 B 、批量传输 C 、 7. 下而哪一种功能单元不属于I/O 接口电路。（D ） A 、USB 控制器 B 、UART 控制器 C 、以太网控制器 &下面哪个操作系统是恢入式操作系统。（B ） As Red-hat Linux B 、 PCLinux C 、 Ubuntu Linux D 、 SUSE Linux 9. 使用Host-Target 联合开发嵌入式应用，（B ）不是必须的。 A 、宿主机 B 、银河麒麟操作系统 C 、目标机 D 、交叉编译器 10. 下面哪个系统不属于嵌入式系统（D ）。 A 、MP3播放器 B 、GPS 接收机 C 、“银河玉衡”核心路由器 D 、“犬河一号”计算机系统 11. 在嵌入式系统设计中，嵌入式处理器选型是在进行（C ）吋完成。 A 、需求分析 B 、系统集成 C 、体系结构设计 D 、软便件设计 12. 下面哪一类嵌入式处理器最适合于用于工业控制（B ）。 A 、嵌入式微处理器 B 、微控制器 C 、DSP D 、以上都不合适 13. 关于ARM 了程序和Thumb 了程序互相调用描述正确的是（B ）。 A 、 系统初始化Z 后，ARM 处理器只能工作在一种状态，不存在互相调用。 B 、 只要遵循一定调用的规则，Thumb 子程序和ARM 子程序就可以互相调用。 C 、 只要遵循一定调用的规则，仅能Thumb 子程序调用ARM 子程序。 D 、 只耍遵循一定调用的规则，仅能ARM 子程序调用Thumb 子程序。 14. 关于ARM 处理器的异常的描述不正确的是（C ）。 A 、复位属于异常 B 、除数为零会引起异常 B 、软硬件统一描述 D 、协同验证 B 、存储空间与10空间分离 D 、存储空间与10空间合并 （A ）0 软中断模式 D 、FTQ 模式 B 、挂起状态和就绪状态 D 、ARM 状态和Thumb 状态 B ）0 中断传输 D 、等时传输 D 、LED

三级嵌入式系统开发技术-5 (1)

三级嵌入式系统开发技术-5 (总分：100.00，做题时间：90分钟) 一、填空题(总题数：44，分数：100.00) 1.当前，智能手机之类的高端嵌入式系统应用，其主要特征是硬件采用 1位的CPU，软件配置了功能丰富的操作系统和图形用户界面。 （分数：4.00） 解析：32 2.SoC芯片是一种超大规模集成电路，它的开发过程极其复杂，其中大部分工作都是借助于EDA工具完成的，EDA的中文名称是 1。 （分数：4.00） 解析：电子设计自动化 3.在IC行业，已完成并经过验证的IC电路具有固定的不可再分解的功能特性，人们称之为“核”，它们属于知识产权保护的范畴，所以也称为知识产权核或 1核。 （分数：4.00） 解析：IP 4.某人使用电子书阅读器阅读一部中文长篇小说，其电子文本的格式为.txt，文件的实际大小为236KB，该小说包含的汉字大约有 1万字。 （分数：4.00） 解析：11.8 5.数字视频的数据量非常大，存储和传输时必须进行数据压缩。目前在VCD、DVD、数字有线电视、卫星电视等应用领域中广泛采用的压缩编码标准是国际标准化组织(ISO)制订的，其名称为 1。 （分数：4.00） 解析：MPEG 6.通过无线局域网(WLAN)接入Internet是目前无线上网的途径之一。WLAN技术采用IEEE 802.11协议，技术日益成熟，性能不断提高，目前普遍使用的IEEE 802.11n协议可以支持的数据传输速率已经达到 1，甚至更高。 （分数：4.00） 解析：108Mb/s 7.ARM公司把它的系列处理器划分为五个大的系列，分别是以ARM7/9/11为代表的经典ARM处理器、以Cortex-M等为代表的 1处理器、以Cortex-R等为代表的 2处理器、以Cortex-A5/A8/A9/A15为代表的应用Cortex处理器以及以SecureCore为代表的 3处理器。 （分数：2.00） 解析：ARM Codex嵌入式 ARM Codex实时嵌入式专家 8.在ARM处理器中，通用寄存器有R0～R15，其中无论何种模式、无论什么状态下都可以作为通用寄存器使用的寄存器是1，作为堆栈指针SP使用的寄存器是R13，作为程序链接寄存器LR的是R14，作为程序计数器PC的是R15。 （分数：2.00） 解析：R0～R7寄存器 9.经典ARM处理器复位后自动进入的地址为 1，外部快速中断的向量地址为0x0000001C。

嵌入式Linux应用软件开发流程

从软件工程的角度来说，嵌入式应用软件也有一定的生命周期，如要进行需求分析、系统设计、代码编写、调试和维护等工作，软件工程的许多理论对它也是适用的。 但和其他通用软件相比，它的开发有许多独特之处： ·在需求分析时，必须考虑硬件性能的影响，具体功能必须考虑由何种硬件实现。 ·在系统设计阶段，重点考虑的是任务的划分及其接口，而不是模块的划分。模块划分则放在了任务的设计阶段。 ·在调试时采用交叉调试方式。 ·软件调试完毕固化到嵌入式系统中后，它的后期维护工作较少。 下面主要介绍分析和设计阶段的步骤与原则： 1、需求分析 对需求加以分析产生需求说明，需求说明过程给出系统功能需求，它包括：·系统所有实现的功能 ·系统的输入、输出 ·系统的外部接口需求（如用户界面） ·它的性能以及诸如文件/数据库安全等其他要求 在实时系统中，常用状态变迁图来描述系统。在设计状态图时，应对系统运行过程进行详细考虑，尽量在状态图中列出所有系统状态，包括许多用户无需知道的内部状态，对许多异常也应有相应处理。 此外，应清楚地说明人机接口，即操作员与系统间地相互作用。对于比较复杂地系统，形成一本操作手册是必要的，为用户提供使用该系统的操作步骤。为使系统说明更清楚，可以将状态变迁图与操作手册脚本结合起来。

在对需求进行分析，了解系统所要实现的功能的基础上，系统开发选用何种硬件、软件平台就可以确定了。 对于硬件平台，要考虑的是微处理器的处理速度、内存空间的大小、外部扩展设备是否满足功能要求等。如微处理器对外部事件的响应速度是否满足系统的实时性要求，它的稳定性如何，内存空间是否满足操作系统及应用软件的运行要求，对于要求网络功能的系统，是否扩展有以太网接口等。 对于软件平台而言，操作系统是否支持实时性及支持的程度、对多任务的管理能力是否支持前面选中的微处理器、网络功能是否满足系统要求以及开发环境是否完善等都是必须考虑的。 当然，不管选用何种软硬件平台，成本因素都是要考虑的，嵌入式Linux 正是在这方面具有突出的优势。 2、任务和模块划分 在进行需求分析和明确系统功能后，就可以对系统进行任务划分。任务是代码运行的一个映象，是无限循环的一段代码。从系统的角度来看，任务是嵌入式系统中竞争系统资源的最小运行单元，任务可以使用或等待CPU、I/O设备和内存空间等系统资源。 在设计一个较为复杂的多任务应用系统时，进行合理的任务划分对系统的运行效率、实时性和吞吐量影响都极大。任务分解过细会不断地在各任务之间切换，而任务之间的通信量也会很大，这样将会大大地增加系统的开销，影响系统的效率。而任务分解过粗、不够彻底又会造成原本可以并行的操作只能按顺序串行执行，从而影响系统的吞吐量。为了达到系统效率和吞吐量之间的平衡折中，在划分任务时应在数据流图的基础上，遵循下列步骤和原则：

江苏科技大学通信专业嵌入式系统设计及应用_复习大纲

嵌入式系统设计复习 题型： 1、填空，15分左右 2、选择，30分左右 3、简答题40分左右 4、综述15分左右 第一章嵌入式系统概述 提纲： 1、掌握嵌入式系统的定义 2、了解嵌入式系统的一般组成 嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序 （嵌入式系统一般由嵌入式计算机和执行部件组成。其中嵌入式计算机是整个嵌入式系统的核心，主要包括硬件层、中间层、系统软件层以及应用软件层） 知识点： 1、嵌入式系统的定义与特点 定义：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、功耗严格要求的专用计算机系统 特点：软件硬件可裁剪 ①专用性：嵌入式系统具有特定的功能,用于特定的任务； ②低成本：嵌入式系统极其关注成本； ③低功耗：嵌入式系统大都有功耗的要求； ④高实时性OS； ⑤嵌入式系统的运行环境广泛； ⑥嵌入式系统的软件通常要求固态化存储； ⑦嵌入式系统的软件、硬件可靠性要求更高； 2.RISC指令系统的特点 答：指令系统：RISC设计者把上要精力放在那些经常使用的指令上，尽量使它们具有简单高效的特色。对不常用的功能，常通过组合指令来实现。因此，在RISC机器上实现特殊功能时，效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。 存储器操作：RISC对存储器操作有限制，使控制简单化 程序：RISC汇编语言程序一般需要较大的内存空间，实现特殊功能时程序复杂，不易设计 中断：RISC机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断 CPU：由于RISC CPU包含少的单元电路，因而面积小、功耗低 设计周期：RISC微处理器结构简单，布局紧凑，设计周期短，且易于采用最新技术易用性：RISC微处理器结构简单，指令规整，性能容易把握，易学易用 应用范围：由于RISC指令系统的确定与特定的应用领域有关，所以RISC机器更适合于嵌入式应用 3、嵌入式系统由硬件与软件组成，其中软件的组成 答：由实时多任务操作系统、文件系统、图形用户界面接口、网络系统及通用组件模块组成 4、嵌入式系统的运行可靠性指标

嵌入式系统设计与应用-西安交通大学教师个人主页

嵌入式系统设计与应用第六章进程和操作系统（3）西安交通大学电信学院孙宏滨 i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

● 我们该如何评估调度策略？● 能满足所有截止时限 ● CPU 利用率---CPU 执行有用工作所占的时间比例● 调度开销---做调度决策所需的时间 i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

● 分配优先级主要有两种方法：● 静态优先级：在整个执行过程中优先级始终不变● 动态优先级：在执行过程中优先级发生变化 i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

● 单调速率调度（Rate-Monotonic Scheduling, RMS ）：首先为实时操作系统开发的调度策略之一，直至现在仍然被广泛使用。● RMS 属于静态调度策略。事实证明，固定优 先级的做法在许多情况下都足以有效地调度进程。● RMS 的理论基础是单调速率分析（Rate Monotonic Analysis, RMA ）。i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

2020年嵌入式系统设计师考试大纲内容

2020年嵌入式系统设计师考试大纲内容 一、考试说明 1、考试目标 通过本考试的合格人员能根据项目管理和工程技术的实际要求，按照系统总体设计规格进行软、硬件实际，编写系统开发规格说明书等相应的文档；组织和指导嵌入式系统靠法实施人员实施硬件电路、编写和调试程序，并对嵌入式系统硬件设备和程序进行优化和集成测试，开发出符合系统总体设计要求的高质量嵌入式系统；具有工程师的实际工作能力和业务水平。 2、考试要求： （1）掌握科学基础知识； （2）掌握嵌入式系统的硬件、软件知识； （3）掌握嵌入式系统分析的方法； （4）掌握嵌入式系统设计与开发的方法及步骤； （5）掌握嵌入式系统实施的方法； （6）掌握嵌入式系统运行维护知识； （7）了解信息化基础知识、信息技术引用的基础知识； （8）了解信息技术标准、安全，以及有关法律的基本知识；（9）了解嵌入式技术发展趋势； （10）正确阅读和理解计算机及嵌入式领域的英文资料。

3、考试科目 （1）嵌入式系统基础知识，考试时间为150分钟，笔试，选择题；（2）嵌入式系统应用技术（案例分析），考试时间为150分钟，笔试，问答题。 二、考试范围 考试科目1：嵌入式系统基础知识 1.计算机科学基础 1.1数制及转换 ·二进制、八进制、十进制和十六进制等常用数制及其相互转换 1.2数据的表示 ·数的机内表示（原码、反码、补码、移码，定点和浮点，精度和溢出） ·字符、汉字、声音、图像的编码方式 ·校验方法和校验码（奇偶验码、海明校验码、循环校验码） 1.3算术和逻辑运算 ·计算机中的二进制数运算方法 ·逻辑代数的基本运算和逻辑表达式的化简 1.4计算机系统结构和重要部件的基本工作原理 ·CPU和存储器的组成、性能、基本工作原理 ·常用I/O设备、通信设备的性能，以及基本工作原理 ·I/O接口的功能、类型和特点 ·虚拟存储存储基本工作原理，多级存储体系

《嵌入式系统》设计方案

移动打印终端终嵌入式系统设计方案 阅读目录 一项目概述 (2) 二系统总体架构 (2) 2.1.1 各功能部件作用 (3) 2．2．1 手持式扫描仪 (3) 2．2．2 嵌入式开发板 (4) 2．2．3 微型打印机的选型 (5) 2．2．4．远程服务器 (5) 三软/硬件设计 (5) 3．2 硬件设计 (7) 3．2．1 嵌入式开发板和扫描仪的连接 (7) 3．2．2嵌入式开发板和远程服务器的连接 (7) 3．2．3 嵌入式开发板和微型打印机的连接 (7) 四各驱动程序的设计（软件设计） (7) 4．1 打印机驱动的设计 (7) 4．1．1定义设备号和设备名 (7) 4.1.2 设备驱动初始化函数和清除函数 (8) 4．编译扫描仪制备驱动 (12) 5.加载设备 (12) 4.1.3 扫描仪驱动设计 (13) 4.1.4 网络通信模块及服务器的开发 (14) 4.1.5系统应用程序设计 (15) 五系统调试 (16)

一 项目概述 1．1 系统设计的必要性与PC 终端的比较 在信息社会中，打印终端应用非常广泛，比如超市的收银系统、图书管的借还书系统、移动营业厅的话费打印系统等场合，我们都可以看到打印终端的身影。传统打印终端通常都是由PC 加上一个微型打印机构成，这种架构的打印终端价格比较昂贵，体积庞大，移动笨拙，使用十分不方便。 随着嵌入式技术的发展，许多原来基于PC 的应用都纷纷转向基于嵌入式技术来实现。基于嵌入式技术的产品具有非常明显的优势，如价格便宜、功耗低、体积小及移动方便等。 具体到打印终端这个产品上来说，可以从下表看出基于PC 的打印终端和基于嵌入式的打印 1．2 系统的主要功能 本项目实例中拟开发的嵌入式移动打印终端是解决从数据输入、数据处理和数据输出的一体化系统，它提供下列几个功能 ● 数据录入功能：支持从扫描仪端录入数据； ● 通过网络到数据库查询； ● 数据打印功能 二 系统总体架构 嵌入式移动终端是一套完整的嵌入式应用系统，包括和硬件和软件两部分，这一节先说一下硬件方面的设计。 2．1 系统硬件组成的部件 ● 数据输入部件（手持扫描仪）—完成数据输入功能； ● 数据处理部件（嵌入式开发板和远程服务器）—完成数据处理任务 ● 数据输出部件（微型打印机）—完成数据打印功能； 各个部件之间的关系如图

嵌入式系统开发技术

XX邮电大学研究生堂下考试答卷 考试科目嵌入式系统开发技术 一、【实验题目】 实验题目：QT程序设计之数码管 二、【实验目的】 实验目的： 1、学会开发板的挂载； 2、掌握数码管驱动程序的编写方法； 3、熟练并掌握QT程序设计的控制界面设计方法； 4、学会对QT应用程序进行条件编译和下载； 5、通过QT应用程序，可操控数码管进行加1计数或者 减1计数。 三、【实验步骤】 1、先进行开发板的挂载： ①安装交叉编译器：将压缩包cross-4.2.2-eabi.tar.bz2解压 到/usr/local/arm目录下即可。 ②编译UBOOT：将压缩包uboot1.1.6_FORLINX_6410.tgz

解压到/forlinux目录下，并用make smdk6410_config进行配置,然后用make编译。 ③编译Linux-2.6.28: 将压缩包 linux2.6.28_FORLINX_6410.tgz解压到/forlinux录下，用make menuconfig命令，依次进入Device Drivers->Graphics support->Support for frame buffer drivers->Select LED Type目录下，选择液晶屏类型，分辨率为640×480。按Esc推出并保存。然后用make zImage命令编译内核。 ④在电脑上查看设备端口号，并用超级终端建立连接。在ubuntu上配置IP地址为172.24.58.11并重启开发板，在超级终端界面中快速按下空格键，输入setenv bootargs"root=/dev/nfsnfsroot=172.24.58.11:/forlinux/root ip= 172.24.58.22:172.24.58.11:172.24.58.1:255.255.255.0::eth 0:console=ttySAC0,115200"后按下回车，并输入saveenv 保存配置。 ⑤重启开发板，超级终端界面显示如下即挂载成功

嵌入式系统设计与应用复习资料

嵌入式系统设计与应用复习资料 （一）.单项选择题： 1.下面哪个系统属于嵌入式系统。（ D ） A、“天河一号”计算机系统 B、联想T400笔记本计算机 C、联想S10上网本 D、联想OPhone手机 2.软硬件协同设计方法与传统设计方法的最大不同之处在于（ B ）。 A、软硬件分开描述 B、软硬件统一描述 C、协同测试 D、协同验证 3.下面关于哈佛结构描述正确的是（ A ）。 A、程序存储空间与数据存储空间分离 B、存储空间与IO空间分离 C、程序存储空间与数据存储空间合并 D、存储空间与IO空间合并 4.下面哪一种工作模式不属于ARM特权模式（ A ）。 A、用户模式 B、系统模式 C、软中断模式 D、FIQ模式 5.ARM7TDMI的工作状态包括（ D ）。 A、测试状态和运行状态 B、挂起状态和就绪状态 C、就绪状态和运行状态 D、ARM状态和Thumb状态 https://www.sodocs.net/doc/a511194246.html,B接口移动硬盘最合适的传输类型为（ B ）。 A、控制传输 B、批量传输 C、中断传输 D、等时传输 7.下面哪一种功能单元不属于I/O接口电路。（ D ） A、USB控制器 B、UART控制器 C、以太网控制器 D、LED 8.下面哪个操作系统是嵌入式操作系统。（ B ） A、Red-hat Linux B、μCLinux C、Ubuntu Linux D、SUSE Linux 9.使用Host-Target联合开发嵌入式应用，（ B ）不是必须的。 A、宿主机 B、银河麒麟操作系统 C、目标机 D、交叉编译器 10.下面哪个系统不属于嵌入式系统（ D ）。 A、MP3播放器 B、GPS接收机 C、“银河玉衡”核心路由器 D、“天河一号”计算机系统 11.在嵌入式系统设计中，嵌入式处理器选型是在进行（ C ）时完成。 A、需求分析 B、系统集成 C、体系结构设计 D、软硬件设计 12.下面哪一类嵌入式处理器最适合于用于工业控制（ B ）。 A、嵌入式微处理器 B、微控制器 C、DSP D、以上都不合适 13.关于ARM子程序和Thumb子程序互相调用描述正确的是（ B ）。 A、系统初始化之后，ARM处理器只能工作在一种状态，不存在互相调用。 B、只要遵循一定调用的规则，Thumb子程序和ARM子程序就可以互相调用。 C、只要遵循一定调用的规则，仅能Thumb子程序调用ARM子程序。 D、只要遵循一定调用的规则，仅能ARM子程序调用Thumb子程序。 14.关于ARM处理器的异常的描述不正确的是（ C ）。 A、复位属于异常 B、除数为零会引起异常 C、所有异常都要返回 D、外部中断会引起异常

三级嵌入式系统开发技术-4 (1)

三级嵌入式系统开发技术-4 (总分：100.00，做题时间：90分钟) 一、选择题(总题数：50，分数：100.00) 1.与通用计算机(如PC)相比，嵌入式系统具有许多不同之处。下面不属于嵌入式系统特点的是______。（分数： 2.00） A.嵌入式系统与具体应用紧密结合，具有很强的专用性 B.嵌入式系统大多面向控制应用，可靠性十分重要 C.应用于过程控制、数据采集、通信传输等领域的嵌入式系统对实时性有一定要求 D.用户可以方便地对嵌入式系统的软件进行修改、升级和扩充√ 解析： 2.下面是关于嵌入式系统CPU的叙述，其中错误的是______。 （分数：2.00） A.嵌入式系统中目前仍大量使用8位和16位的CPU B.使用32位CPU是嵌入式系统技术发展的主流 C.数字信号处理器不能用作嵌入式系统的CPU √ D.嵌入式系统CPU大多能支持实时处理并具有低功耗特性 解析： 3.微控制器是嵌入式处理芯片的一个重要品种，下面有关叙述中正确的是______。 （分数：2.00） A.微控制器将CPU、存储器、I/O控制电路等全部集成在一块IC芯片中 B.微控制器的品种多，应用面广，是嵌入式处理芯片中历史最长的一个品种 C.4位和8位的MCU目前已很少使用，接近淘汰√ D.当前大多数32位MCU产品中都使用ARM处理器内核 解析： 4.片上系统也称为系统级芯片，它是嵌入式处理芯片的一个重要品种，下列叙述中错误的是______。 （分数：2.00） A.片上系统的英文原文是System On Chip，其缩写为SOC或SoC B.它是集成电路加工工艺进入到深亚微米时代的产物 C.片上系统实现了使用单个芯片进行数据的采集、转换、存储、处理和I/O等多种功能 D.片上系统能把除了模拟电路之外的各种电路都集成在单个芯片上√ 解析： 5.下列有关汉字编码标准的叙述中，错误的是______。 （分数：2.00） A.GB2312国标字符集仅包含6000多个汉字，许多情况下已不够使用 B.GB18030编码标准与Unicode编码标准完全兼容√ C.Unicode字符集包含的汉字超过2万个，既包括简体汉字，也包括繁体汉字 D.GB18030汉字编码标准与GB2312保持向下兼容 解析： 6.一幅1024×768的彩色图像，其数据量在2.25MB左右，若图像数据没有经过压缩处理，则图像中每像素是使用______二进制位表示的。 （分数：2.00） A.8位 B.16位 C.24位√ D.32位 解析：

2019嵌入式课程设计-嵌入式系统设计与应用(第2版)-王剑-清华大学出版社

嵌入式系统课程设计计划 具体内容、进度安排及要求 （附课表，包含指导、答疑、上机的时间、地点，指导教师，学生班级，分组情况等）一、内容及要求： 通过本次课设，使学生了解嵌入式系统的特点，进一步理解和巩固课堂所学的嵌入式系统的基本理论和知识。掌握嵌入式系统的基本设计与分析方法，从而达到理论与实际相结合，并为今后从事嵌入式系统设计及其相关领域的各项工作打下坚实的基础。具体要求如下： 1、掌握嵌入式系统的硬件设计原理。 2、掌握嵌入式linux操作系统下的C语言应用程序设计技术 3、掌握嵌入式linux操作系统驱动程序设计技术 4、掌握嵌入式linux操作系统的移植技术 5、掌握嵌入式linux操作系统的交叉编译与动态调试技术 具体内容如下： （1）熟悉嵌入式硬件系统基础知识及基于Linux的应用开发环境的建立和程序设计方法 熟悉嵌入式硬件系统基础知识，熟悉嵌入式操作系统Linux的特点，了解Linux的主要模块及各自的功能。掌握虚拟机VMW ARE的使用方法，掌握通过交互式的环境来设计和定制内核、选择系统特性，然后进行编译和调试的全过程。了解BSP在嵌入式系统中位置及其作用。掌握在嵌入式操作系统Linux上搭建嵌入式应用开发环境的方法，熟悉Bootloader的使用方法。 （2）嵌入式操作系统Linux平台的编译移植搭建 安装嵌入式实验开发平台的BSP。根据嵌入式实验开发平台的特点和系统需求，利用VMARE环境配置Linux操作系统的特性和功能, 熟悉Bootloader的使用方法,使用TOOLCHAIN进行交叉编译、链接生成操作系统内核，生成系统映像文件ZImage。下载并运行编译好的Linux系统内核。对文件系统同样进行相关编译移植下载至嵌入式开发平台上。 （3）嵌入式数据库SQLITE与UI开发工具QT的掌握。 （4）根据所学理论知识和嵌入式硬件开发平台的具体情况，设计一个具有一定规模较复杂功能的嵌入式系统（如嵌入式系统设备驱动程序），一般来讲需要2个学生共同完成. （5）编写课设报告。课设报告要求： 1．要求使用A4纸打印，必须有封面和目录。封面内容有课设题目、班级、序号(两位)、姓名、指导教师、日期等内容。 2．课设内容一般应包含如下部分： ①课设名称、目的、要求、内容。 ②嵌入式系统a8开发硬件平台的基本概述。 ③嵌入式操作系统Linux配置、编译、移植的基本原理和过程及测试程序设计。 ④嵌入式数据库sqlite的移植过程及程序设计。 ⑤基于QT的数据库应用程序设计。 ⑥目标系统如嵌入式设备驱动程序的设计。 ⑦课设结果及分析。 ⑧收获、体会和建议。 二、进度安排： 1．嵌入式开发平台的熟悉（硬件设计环境和软件开发环境）（1天） 2．嵌入式操作系统Linux平台的编译移植搭建（1天） 3．嵌入式linux操作系统的交叉编译与动态调试（1天） 4．嵌入式数据库SQLITE的熟悉（1天）

全国计算机三级嵌入式系统开发技术真题题库

第十二套 1. 嵌入式系统的应用极其广泛，下列设备：①洗衣机、②电饭煲、③服务器、 ④平板扫描仪、⑤路由器、⑥机顶盒、⑦巨型机、⑧POS机中，属于嵌入式系统应用的是： A) 除④和⑤之外 B)除③和⑦之外 C) 除⑤和⑦之外 D) ①～⑧全部都是 2. 嵌入式系统的软件大多存储在非易失性存储器中，即使断电也不会消失。目前嵌入式系统使用最多的非易失性存储器是： A) Mask ROM B) Flash memory C) SRAM D) SSD 3. 下图是数字信号处理器（DSP）的典型应用方式，其中的①、②和③分别是： A) 模拟信号、DSP、数字信号 B) 模拟信号、DSP、模拟信号 C) 数字信号、DSP、数字信号 D) 数字信号、DSP、模拟信号 4. 片上系统（或系统级芯片）是目前广泛使用的一种嵌入式处理芯片，下面有关叙述中错误的是： A) 其英文缩写是SOC或SoC，它是电子设计自动化水平提高和大规模集成电路制造技术发展的成果 B) 它已成为集成电路设计的发展趋势，现在许多嵌入式处理芯片都是片上系统 C) 芯片中既包含处理器又包含存储器及外围电路，单个芯片就能实现数据的采集、转换、存储、处理和I/O等多种功能 D) 智能手机已经广泛采用片上系统，平板电脑大多还使用传统的Intel处理器

5. 在嵌入式系统（如数码相机）中，获取数字图像的过程 大体分为四步，如下图所示，正确的处理步骤是： A) 取样、扫描、分色、量化 B) 分色、量化、扫描、取样 C) 扫描、分色、取样、量化 D) 扫描、量化、取样、分色 6. 数字音频的比特率（码率）指的是每秒钟的数据量，它与取样频率、量化位数、声道数目、使用的压缩编码方法等密切相关。假设数字音频的比特率为32kb/s，其量化位数为8位，单声道，采用压缩编码，压缩比为2，那么取样频率是： A) 8 kHz B) 12 kHz C) 16 kHz D) 20 kHz 7. 微波通信是利用频率为300MHz~300GHz电磁波进行的通信，它具有频带宽、容量大的特性，应用广泛。下面不属于微波通信应用的是： A) 手机通信 B) 卫星通信 C) 无线局域网（WiFi） D)调频广播（FM） 8. 计算机局域网传输数据时，必须把数据组织成规定格式的"帧"，每一数据帧由下图所示的5个部分组成,其中①、②、③分别是： A) 有效载荷、控制信息、校验信息 B) 控制信息、校验信息、有效载荷 C)控制信息、有效载荷、校验信息 D) 校验信息、有效载荷、控制信息

嵌入式软件开发流程

嵌入式软件的开发流程 嵌入式系统是指用于执行独立功能的专用计算机系统。它由包括微处理器、定时器、微控制器、存储器、传感器等一系列微电子芯片与器件，和嵌入在存储器中的微型操作系统、控制应用软件组成，共同实现诸如实时控制、监视、管理、移动计算、数据处理等各种自动化处理任务。嵌入式系统以应用为中心，以微电子技术、控制技术、计算机技术和通讯技术为基础，强调硬件软件的协同性与整合性，软件与硬件可剪裁，以此满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求。最简单的嵌入式系统仅有执行单一功能的控制能力，比如说单片机的应用，在唯一的ROM 中仅有实现单一功能控制程序，无微型操作系统。复杂的嵌入式系统，例如个人数字助理（PDA）、手持电脑（HPC）等，具有与PC几乎一样的功能。实质上与PC的区别仅仅是将微型操作系统与应用软件嵌入在ROM、RAM 和/或FLASH存储器中，而不是存贮于磁盘等载体中。很多复杂的嵌入式系统又是由若干个小型嵌入式系统组成的。 近些年来，随着以计算机技术，通讯技术为主的信息技术的快速发展和Internet 的广泛应用，传统的控制学科正在发生变革，出现了许多新的生长点。伴随而来的一个现象是控制专业的相当多的学生在毕业后进入了计算机，通讯行业，以致有人说学控制没有用，自动化专业可以取消了。这些情况的出现使我们控制教育工作者反复思考，传统的控制应如何拓宽它的领域？控制专业应该教什么才使学生感到有用？流行的嵌入式操作系统可以分为两类：一类是从运行在个人电脑上的操作系统向下移植到嵌入式系统中，形成的嵌入式操作系统，如微软公司的Windows CE及其新版本，SUN公司的Java操作系统，朗讯科技公司的Inferno，嵌入式Linux等。这类系统经过个人电脑或高性能计算机等产品的长期运行考验，技术日趋成熟，其相关的标准和软件开发方式已被用户普遍接受，同时积累了丰富的开发工具和应用软件资源。 另一类是实时操作系统，如WindRiver 公司的VxWorks，ISI 的pSOS，QNX系统软件公司的QNX，ATI 的Nucleus，中国科学院凯思集团的Hopen嵌入式操作系统等，这类产品在操作系统的结构和实现上都针对所面向的应用领域，对实时性高可靠性等进行了精巧的设计，而且提供了独立而完备的系统开发和测试工具，较多地应用在军用产品和工业控制等领域中。Linux 是90年代以来逐渐成熟的一个开放源代码的操作系统。PC机上的Linux 版本在全球数以百万计爱好者的合力开发下，得到了非常迅速的发展。90 年代末uClinux，RTLinux 等相继推出，在嵌入式领域得到了广泛的关注，它拥有大批的程序员和现成的应用程序，是研究开发工作的宝贵资源。 一、嵌入式软件开发流程 1.1 嵌入式系统开发概述 由嵌入式系统本身的特性所影响，嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分，其总体流程图如图1.1所示。