1、嵌入式系统与微控制器入门指南

嵌入式系统与微控制器入门指南

1. 嵌入式系统概述

嵌入式系统在我们生活的方方面面都有广泛应用，已成为当今不可或缺的工具。随着设备智能化程度的提高，越来越多的设备中会包含一个或多个嵌入式系统。

1.1 嵌入式系统的定义与特点

嵌入式系统是为解决特定问题而开发的计算设备。它通过与环境交互来获取数据，对数据进行处理，并相应地产生输出。要实现这些功能，硬件和软件的联合使用是必不可少的。因此，嵌入式系统的设计者需要了解硬件的工作原理以及如何为其编写专用软件，更要掌握软硬件联合使用的方法，以充分发挥嵌入式系统的性能。

大多数情况下，嵌入式系统以独立形式工作，虽然它可以与附近的设备进行通信，例如在物联网应用中，但这并不意味着所有嵌入式系统都要连接到服务器才能运行。相反，每个嵌入式系统都可以独立工作，并通过共享数据来完成复杂的任务。

由于嵌入式系统大多独立工作，其运行依赖电池或能量收集模块，因此能耗成为嵌入式系统开发中的一个主要关注点。不过，也有一些嵌入式系统由主电源线供电，但目前的趋势是开发独立工作的系统，以便将其部署到没有主电源线的偏远地区。

1.2 嵌入式系统的硬件分类

根据硬件特性，嵌入式系统可以分为以下几类：
| 硬件类型 | 特点 | 编程语言 | 代表产品 |
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| 现场可编程门阵列（FPGA） | 提供最灵活但难以掌握的硬件，常用于在门级构建定制嵌入式系统 | 硬件描述语言（如Verilog和VHDL） | - |
| 微控制器 | 内存和计算能力有限，但可以用汇编或高级语言编程，价格便宜且节能