1、嵌入式系统与微控制器入门

嵌入式系统与微控制器入门

1. 嵌入式系统概述

嵌入式系统在我们生活中无处不在，几乎涵盖了各个领域，已成为当今世界不可或缺的工具。随着设备智能化程度的提高，越来越多的设备会包含一个或多个嵌入式系统。

从功能上看，嵌入式系统是为解决特定问题而开发的计算设备。它通过与环境交互获取数据，对数据进行处理，并根据处理结果产生相应的输出。这一过程需要硬件和软件的协同工作，因此嵌入式系统的开发者不仅要了解硬件的工作原理，还要掌握如何为其编写专用软件，更要学会将硬件和软件结合起来，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，可能会与附近的设备进行通信，例如在物联网应用中。不过，这并不意味着所有嵌入式系统都需要连接到服务器才能运行，每个嵌入式系统都可以独立工作并共享数据以完成复杂的任务。由于嵌入式系统多数时候独立运行，其能源供应通常依赖电池或能量收集模块，因此能耗问题成为嵌入式系统开发中的主要关注点之一。虽然有些嵌入式系统可以由主电源线供电，但当前的趋势是开发能够独立工作的系统，以便部署在没有主电源线的偏远地区。

从硬件角度，嵌入式系统可以分为以下几类：
| 硬件类型 | 特点 | 示例 |
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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，通过硬件描述语言（如Verilog和VHDL）描述系统 | - |
| 微控制器 | 内存和计算能力有限，但编程简单，成本低且能耗高效 | Arduino、Arm® Cortex™ - M系列 |
| 微处理器 | 通常使用嵌入式Linux进行操作控制，具有较高的内存和计算能力，支持图形用户界面（GUI）