嵌入式行业调查报告（共6篇）
篇1：嵌入式行业调查报告
行业调查总结报告
一、嵌入式工程师个人基本情况
在“2012-2013中国嵌入式开发从业人员调查”活动中，针对行业内嵌入式工程师个人基本情况的调查，除了延续前四届调查问卷的专业角度和务实的关注点，对公众普遍关注的工作经验、学历、薪资范围等关键项着手进行数据的汇总和分析之外，我们还增加了嵌入式工程师地域分布的调查。同时也综合之前调查汇总的结果数据，通过纵向的对比和分析，力求更全面地呈现出一个直观的、在时间跨度上的变化趋势。
1、工作经验
来自华清远见2012-2013的行业调查数据的结果显示，目前从事嵌入式开发“不到1年”和“1-2年”的工程师所占的比例依然是最大的，分别是29%和25%，占总参与调研人数的54%，对比去年增加了4个百分点，而具备相对丰富开发经验的嵌入式工程师（2年以上工作经验）则占总调研人数的46%。对比2008至2012年这几年的调查数据，我们不难得出这样的结论：伴随着整个嵌入式行业的快速稳步发展，嵌入式专业领域内技术研发人才分布已经呈现出日趋合理的比例结构，过去的一年，有更多的一线研发工程师投身到嵌入式这一热门行业中，并且继续呈现出逐年增长的趋势。结合本报告后面关于“企业人才需求现状”的调查结果，我们也不难分析出，嵌入式企业的发展速度和专业人才的成长速度依然有一定的差距，行业内专业研发工程师供不应求的状态扔将会持续。嵌入式开发涉及领域极广，嵌入式产品在日趋智能的工作和生活中也无处不在，巨大的市场发展空间将为更多投身嵌入式领域的工程师提供更为广阔的职业发展平台，我们相信，伴随着未来几年更多的专业嵌入式人才的加盟，这个行业将在坚实的步伐中高昂挺进全盛期。
2、学历要求
来自2012-2013的调查统计数据显示，嵌入式开发从业人员的学历仍然以本科（60%）和硕士（23%）居多，占所有参与调查人员的 83%，和去年调查报告结果基本持平。从中可以看出：在整个嵌入式行业的从业人员中，本科生和研究生凭借其扎实的理论功底和良好的综合素质，依然是嵌入式开发从业者的主要群体，并且在未来一段时间内也将持续稳居此项调查的前两位。同时，我们也可以进一步得出结论：在社会生活压力不断增大、大学生就业率更低、难度更高的今天，高校专业学科建设和教学改革的步伐越来越快，嵌入式及相关专业在大学校园内的普及和发展也达到了前所未有的速度。在高校更加贴近用人企业真实需求的实训模式的引导下，越来越多的计算机、电子、自动化等相关专业及物理、数学、信息工程等基础专业的本科生和研究生开始将自己的职业规划定位到高薪诱人且发展前景极为广阔的专业嵌入式开发领域。而作为一个具有庞大基数的群体，本科生势必将成为未来解决嵌入式人才供不应求问题的一个巨大突破口，而对于这样一个蓬勃发展的专业领域来说，也势必将为更多大学生提供更高质量的就业机会，从而有效推动相关专业的大学毕业生与企业人才真实需求的无缝对接。
3、地域分布
嵌入式行业从业人员的地域分布为本调查活动的新增调研项目，调查统计数据显示，嵌入式开发从业人员主要集中在北京、深圳、上海、广州、成都等一线城市，分别占总调研人数的18%、13%、11%、9%、8%，总计占59%。这一调研数据显示，高新技术企业密集的大城市仍然是广大嵌入式开发者获取更多工作机会及长远职业发展空间的首选。随着国家中西部开发的不断加强以及更多创新产业园和国际知名企业的入驻落户，武汉、西安等中西部城市也将呈现越来越旺盛的嵌入式人才需求，相信这将为更多的嵌入式开发者提供更为广阔的地域发展空间及就业机会，任何城市经济的发展，都离不开众多专业人才的加入。
4、薪资水平
来自华清远见2012-2013的调查统计数据显示，嵌入式行业从业人员月薪为3000-8000元的比例占到69%，与去年保持一致，月薪3000以下的比例减少了一个百分点，8000元以上高薪部分的比例略有增加。结合本次调查在职工程师“工作经验”项目的统计结果可以看出，工作在 1-2年的工程师薪水基本会在3000-8000元的范围，而随着工作年限的增加，薪资水平也会有较明显的提高。对于嵌入式工程师来说，“经验”会显得尤为重要，相比其他IT从业人员，嵌入式工程师的开发经验将会使薪水增长更快。当然对于新入行的嵌入式工程师来说，也将面临巨大的机遇，从个人职业发展角度来看，未来将会有更大的发展空间。该项调查通过客观的数据分析结果，全面反映了嵌入式开发从业人员的一个整体薪资待遇情况，显然由于整个嵌入式行业正处于高速发展期，必然使得专业人才的薪资发展空间与其个人专业技术经验的积累直接相关。人才永远是企业发展的核心动力，而嵌入式工程师作为一个高薪诱人、极具成长空间及发展潜力的专业技术岗位，也必将成为推动整个嵌入式行业更加快速地向前迈进的中坚力量。
二、嵌入式行业公司的基本状况
接下来的调查是针对与技术工程师息息相关的嵌入式行业中众多产品研发企业的发展现状，以期能够帮助大家从另外一个角度，借助更广阔的视野来分析了解整个嵌入式行业的现状。结合嵌入式企业在研发产品应用及核心技术领域的特点，本部分调查内容主要从“所属行业分布情况、公司规模、软件开发平台、软件开发调试工具、软件开发语言、硬件开发平台、处理器芯片、软硬件人员安排、未来嵌入式操作系统首选”等方面展开，其中本调查中新增的项目包括：软件开发调试工具、处理器芯片、未来嵌入式操作系统首选等项目，以帮助大家更加全面而有针对性地了解嵌入式行业内，专业研发企业的整体状况及未来的技术发展趋势。
1、所属行业分布情况
作为智能设备及终端产品的核心基础，嵌入式技术的应用已经渗透到社会工作及生活的各个领域。由于嵌入式技术的成熟应用，也进一步加速了移动互联网、物联网及云计算的产业化进程。来自2012-2013的行业调查数据显示，目前嵌入式产品应用最多的三大领域依然是“消费电子、通信设备、工业控制”，所占比例分别是23%、17%和13%，三大领域所占比例之和占53%，其中消费电子所占比例将相较去年有明显增长，相信这与智能手机、平板电脑等移动设备的大面积普及有直接关系。而占据9%的“其他”一项选择中，参与调查者主要选择的是“电力设备、智能电网、物联网、仪器仪表、教育”等行业。我们有理由相信，这些都充分表明，未来嵌入式系统将会走进IT产业的各个领域，成为推动整个产业发展的核心中坚力量。
2、公司规模
从“公司规模”调查项的统计结果可以看出，100人以内的小型公司所占比例为49%，基本上接近一半，100-500人的中型公司所占比例为 29%，这和传统的IT企业规模构成差别还是比较大，这恰恰说明了嵌入式系统充分结合行业应用、具有灵活定制性的特点。嵌入式系统应用领域非常广泛，在每个典型的应用领域内都要求企业具备一定的专注性和专业性，这与传统的IT行业经常会在某个领域内出现垄断的大型企业的局面有所不同。
3、软件开发平台的选择
来自华清远见2012-2013的调查统计数据显示，在嵌入式产品研发的软件开发平台的选择上，嵌入式Linux仍以42%的市场份额遥遥领先于其他嵌入式开发软件平台，由此可见，Linux凭借其得天独厚的优势和广泛的应用领域，依然成为众多嵌入式企业研发团队的首选。而作为移动互联网的重要切入点，智能手机操作系统平台也吸引了越来越多的开发者加入，Android智能手机操作系统平台以绝对的优势（16%）成为手机操作系统平台首选，市场份额也在逐年提升，对比去年的调研数据，虽然iOS操作系统在过去的一年增长幅度高于Android，但与Android操作系统的市场占有率仍然有一定的差距，以5%的比例屈居手机操作系统平台第二。在对华清远见老学员的回访中，很多嵌入式linux就业班毕业的学员，目前也呈现出软硬件各方向的多元发展趋势，也有部分毕业学员直接进入Android移动开发领域，由此可见，嵌入式Linux的学习无疑给众多学员提供了更为广阔的职业发展空间，究其原因主要是在于Android手机操作系统是在Linux内核基础上开发的，尤其在底层部分，两个系统基本是一样的，对于之前一直从事Linux开发的工程师来说，转向Android平台开发是比较轻松的事。而在新兴物联网领域，嵌入式作为物联网产品的核心技术之一，也将为嵌入式系统提供更为广阔的产业发展空间。嵌入式Linux的长远发展空间、Android、iOS等平台智能设备的广泛应用、物联网的巨大产业发展空间，所有这些与嵌入式相关的行业新动向，无疑为更多迈入嵌入式开发的初学者提供更好的就业机会和职业发展前景。
4、软件开发调试工具的选择
软件开发调试工具的选择为本新增调研项目，调查统计的数据结果显示，keil和IAR分别以37%、24%的比例成为嵌入式开发者的主要调试工具，总计占所有参与调研人数的61%。合适的调试工具的选择使用，可以大大加快产品的开发进度。这也使得在调试工具层面的技术支持和发展成为研发过程中需要考虑的因素之一。同时，这个调查结果也为初学者如何选择开发工具提供有价值的参考。
5、硬件开发平台的选择
从2012-2013的调查统计数据中可以看到，ARM处理器（包括ARM7/9/
11、Cortex-M系列、Cortex-A系列）毫无疑问地占据了嵌入式处理器绝大部分的市场份额（74%），在ARM及其合作伙伴的市场推动下，ARM7/9/11较前一年的统计结果，出现了非常明显的下滑，市场份额下降了13个百分点，而最新ARMv7架构的Cortex系列处理器成功布局嵌入式移动计算领域并取得了快速的发展，其中定位低端的Cortex-M系列处理器和定位高端的Cortex-A处理器较一年前的统计结果，分布有两个百分点的增长，已毋庸置疑地成为ARM处理器应用的主流。随着物联网产业的快速发展，对低功耗微控制器的需求必然会更进一步地推动Cortex-M系列处理器的快速应用，而高性能智能手机、平板电脑及更多智能终端设备的开速普及则使得Cortex-A系列处理器获得了快速发展的机会。
6、处理器芯片的选择
处理器芯片的选择为本新增的调研项目，据调查统计数据的结果显示，TI（德州仪器）和SAMSUNG（三星），成为最受开发者欢迎的嵌入式处理器芯片提供商，占据了接近一半（47%）的市场份额，其他知名厂家处理器芯片所占市场份额分布为：Qualcomm（高通）10%、Intel（英特尔）8%、NXP（恩智浦）6%、Atmel（爱特梅尔）5%、Nvidia（英伟达）5%、Freescale（飞思卡尔）4%、Renesas（瑞萨）3%，除以上厂家之外的其他处理器则占总体市场份额的12%。
7、软件开发语言的使用
来自2012-2013华清远见的调查统计数据显示，在嵌入式产品研发的软件开发语言的使用上，C语言仍然是嵌入式开发过程中最普遍使用的语言，其市场份额继续保持领先（70%），这一统计结果再一次表明，无论是在传统的工业控制领域、通信领域，还是迅猛发展的消费电子，安防控制、信息家电等领域，C语言均是嵌入式开发语言的首选。对比去年的调研数据，Java语言和Objective-C的使用比例有所上升，究其原因不难看出，Android智能手机操作系统的开发需求推动了java语言的广泛使用，成为在嵌入式领域内最受欢迎的高级语言，而iOS智能手机操作系统的开发则拓展了Objective-C语言的开发人群。C++所占比例为10%，位居第三。汇编语言所占比例3%，与去年持平。
8、软硬件人员的安排
2012-2013的调查数据显示，有一半从事嵌入式产品研发的企业都是采用软硬件人员分工合作完成产品的开发方式（50%），与去年的调查数据（62%）横向对比看，这一选项所占的比例也呈现出下降的趋势（下降了12个百分点）。而“人员不分开，要求员工同时具备硬件和软件开发能力，可独立完成项目”的公司所占比例，由去年的22%上升到今年的29%（上升了7个百分点）。从这一转变，我们可以看到：嵌入式系统作为一个软硬件结合的系统，需要嵌入式开发工程师在软件和硬件两个方面都不断深化学习，同时具备软硬件开发能力的工程师，将在求职过程中拥有更多的选择机会以及更大的成长空间。同时，从各大招聘网站的最新搜索数据中也可以看出，目前嵌入式软件开发人才的需求量远远大于纯硬件开发人才，嵌入式系统项目研发差不多80%以上的工作量都是在软件部分，软件是嵌入式系统最核心的部分，也是体现嵌入式系统优势的最关键部分，企业对嵌入式软件开发人才的需求必将持续上涨。
9、未来嵌入式操作系统首选
在本新增调研项目中新增了对未来1-2年内嵌入式行业会占主导地位的嵌入式操作系统的调查，调查统计数据显示，嵌入式Linux仍然是未来几年内，嵌入式工程师认可的最具发展潜力的首选嵌入式操作系统，所占比例接近一半（47%），而Android智能手机操作系统，也受到了越来越多嵌入式工程师的关注，并对其在移动手机操作系统中广阔的发展空间及发展潜力充满了期待。由此可见，作为开源系列的两款优秀的嵌入式操作系统（嵌入式Linux及 Android），其开源的特性，无疑使其在市场竞争中，具备了最强大的竞争优势及用户基础，用户就是王道。
获取专业知识的途径
1、首选搜索引擎
在嵌入式工程师对搜索引擎使用习惯的调查中，百度和Google的使用率依然是平分秋色，这和这两个搜索引擎在国内市场份额的实际占有率有很大差别，也与正打得火热的国内搜索引擎市场的实际状况有很大的不同。究其原因，这与嵌入式工程师会经常搜索国外的最新技术资料有直接关系，Google在搜索国外网站技术资料的广度和深度上具有明显的优势。嵌入式技术更新非常快，对于开发人员来说，必须具备较强的学习能力，善于通过各种渠道更新自身的知识体系，关注最新技术发展热点，适应行业最新发展需求。
2、微博平台
由于微博在发布信息及信息传播上具备速度快的明显优势，目前已成为主流的媒体平台之一。以成为。通过2012-2013的调查数据，我们可以看出，嵌入式工程师对微博的热度虽然明显低于大众用户，但关注微博的嵌入式工程师也在慢慢增多。对比去年的调研数据，很少使用微博的用户，下降了18个百分点（由去年的65%下降到今年的47%）。使用新浪和腾讯微博的用户比例分别是35%和16%，也有更多的行业媒体与嵌入式企业通过微博手段发布行业资讯及企业动态，吸引更多的嵌入式工程师关注，相信这对于企业品牌及产品形象的传播将会提供更多的帮助。
四、嵌入式工程师对职业生涯的看法
作为一个正在高速发展的行业，许多技术工程师和准备进入行业的技术爱好者都非常关注嵌入式领域未来的职业规划和行业整体的发展状况。本部分调查则主要从“企业人才需求现状、对工作薪资的满意度、未来一年薪资涨幅、如何看待培训以及对未来职业人生的规划”等方面进行问题设置，希望能从各个角度上展现嵌入式工程师对目前工作状态的的满意程度和真实需求。
1、企业人才需求现状
来自2012-2013的调查数据显示，在整个行业发展的过程中，嵌入式人才需求目前仍然是供不应求，74%左右参与调查的一线工程师均表示，自己所属的公司目前都急缺嵌入式开发方面的专业技术人才。虽然人才缺口仍然很大，但连续4年的调查数据显示，这一比例已在持续下降（2011年比2010年低了5个百分点，2012年比 2011年低了3个百分点，2013年比2012年低了1个百分点），这也表明，随着国家政策的更加重视、市场的整体推动及多渠道的嵌入式人才培养体系的不断完善，嵌入式开发人才需求瓶颈的问题，在逐步得到缓解，整个嵌入式专业人才市场的供求关系正在向更健康的方向发展和迈进。但是企业对专业人才需求量的缺口依然非常大，整个嵌入式行业的发展也需要更多专业嵌入式人才的加盟，而且越早进入这个行业，优势越大。
2、对工作薪资的满意度
本薪资满意度的调查结果显示，有63%的工程师对目前的薪资水平表示非常满意或基本满意，比去年同期有4个百分点的增长。另外有37%的人对目前薪资表示了不满意。结合“薪资分布”调查项的结果，本的薪资水平与工程师的满意度基本保持了同等比例的增长，工程师对自身能力的提升充满了信心，对行业发展的整体趋势表现出非常积极的态度。
3、未来一年薪资涨幅
来自华清远见2012-2013的调查统计，针对“未来一年薪资涨幅”的调查结果显示，几乎所有在职工程师对未来一年薪资的增长都充满了信心，其中接近68%的人预测涨幅会在40%以内，16%的预测涨幅会在41-60%之间，比去年上升了5个百分点，13%的人预测涨幅会在61%以上，比去年上升了5个百分点，以上数据要高于整个IT行业的平均水平，这充分说明在嵌入式领域，开发人员对自身的发展有更高的要求和更大的信心，对行业未来的发展也表示出积极乐观的态度。嵌入式技术的成熟应用推动了很多产业的高速发展，例如物联网、移动互联网、云计算等，这也让嵌入式工程师看到了未来自身的更高价值。对于用人企业来说，开发人员对未来薪资有更加的期望会增加企业开发成本，企业必须通过不断推出有市场竞争力的产品，更高效的内部管理，才能留住更多的人才，保证企业利润的持续增长。
4、未来职业人生的规划
在2012-2013的调查统计结果中，“对未来职业人生的规划”一项，接近66%的工程师给予了肯定的评价，其中48%的工程师表示希望提升自己的层次，期待目前所在公司能给自己更大的成长空间。18%的工程师则表示喜欢自己现在的公司以及工作职位，短时间内应该不会有较大的改变。考虑跳槽的工程师所占比例为23%，比去年上升了4个百分点，打算自己创业的为7%，其他选项均占较小比例。对比去年同期的数据，我们不难看出，由于行业内专业人才的持续紧缺，嵌入式研发工程师在职业发展上拥有更多的主动选择权。
篇2：嵌入式行业调查报告
目录
第一部分
4第一章
第一节
第二节
一、在第二产业中市场调研地位 1
4二、在GDp中市场调研地位 1
5第二章
第一节
第二节
第三节
第四节
21第三章
3第一节
第二节
4第三节
一、行业具体政策 26
二、政策特性与影响 26
第四章
第一节
第二节
第二部分
第五章
第一节
第二节
4第三节
5一、产品市场调研国际外市场需求态势 3
5二、国际外产品市场调研相比下风 37
第六章
第一节
第二节
一、前十强省市市场调研盈利才干相比 40
二、前十强省市市场调研营运才干相比
42三、前十强省市市场调研偿债才干相比 4
4第七章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
一、出卖渠道方式分析 49
二、产品最佳出卖渠道选择 50
第八章
51第一节
第二节
2一、山东省嵌入式软件行业产销分析
52二、山东省嵌入式软件行业盈利才干分析
52三、山东省嵌入式软件行业偿债才干分析
53四、山东省嵌入式软件行业营运才干分析
54第三节
一、广东省嵌入式软件行业产销分析 5
5二、广东省嵌入式软件行业盈利才干分析 5
5三、广东省嵌入式软件行业偿债才干分析 56
四、广东省嵌入式软件行业营运才干分析 57
第四节
一、江苏省嵌入式软件行业产销分析 58
二、江苏省嵌入式软件行业盈利才干分析 59
三、江苏省嵌入式软件行业偿债才干分析 59
四、江苏省嵌入式软件行业营运才干分析 60
第五节
1一、浙江省嵌入式软件行业产销分析 6
1二、浙江省嵌入式软件行业盈利才干分析 6
2三、浙江省嵌入式软件行业偿债才干分析 6
2四、浙江省嵌入式软件行业营运才干分析 6
3第三部分
5第九章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第十章
第一节
第二节
2一、细分市场及产品定位 7
2二、价钱与促销伎俩 7
3三、出卖渠道 7
3第三节
4第十一章
5第一节
一、公司基本状况 7
5二、公司运营与财务状况 7
5（一）企业偿债才干分析 75
（二）企业运营才干分析 78
（三）企业盈利才干分析 8
1第二节
2一、公司基本状况 8
2二、公司运营与财务状况 8
3（一）企业偿债才干分析 83
（二）企业运营才干分析 8
5（三）企业盈利才干分析 87
第三节
一、公司基本状况 88
二、公司运营与财务状况 89
（一）企业偿债才干分析 89
（二）企业运营才干分析 9
1（三）企业盈利才干分析 9
4第四节
5一、公司基本状况 9
5二、公司运营与财务状况 96
（一）企业偿债才干分析 96
（二）企业运营才干分析 99
（三）企业盈利才干分析 10
2第五节
3一、公司基本状况 10
3二、公司运营与财务状况 104
（一）企业偿债才干分析 104
（二）企业运营才干分析 107
（三）企业盈利才干分析 110
第四部分
第十二章
第一节
第二节
第三节
第四节
第十三章
第一节
第二节
第三节
第四节
第十四章
第一节
第二节
第五部分
第十五章
第一节
第二节
第三节
第十六章
第一节
第二节 2009～2011年嵌入式软件行业出口市场投资机遇 123
第三节
第十七章
第一节
第二节
第三节
第三节
第三节 嵌入式软件行业运营管理风险 128
附录一：嵌入式软件市场调研定义和分类 129
附录二：嵌入式软件行业重点展开范围和结构调整方向 131
图表目录
图表 1
图表 2
图表 3
图表 4
图表 5
图表 6
图表 7
图表 8
图表 9
图表 10
图表 11
图表 12
图表 13
图表 14
图表 15
图表 16
图表 17
图表 18
图表 19
图表 20
图表 21
图表 22
图表 23
图表 24
图表 25
图表 26
图表 27
图表 28
图表 29
图表 30
图表 31
图表 32
图表 33
图表 34
图表 35
图表 36
图表 37
图表 38
图表 39
图表 40
图表 41
图表 42
图表 43
图表 44
图表 45
图表 46
图表 47
图表 48
图表 49
图表 50
图表 51
图表 52
图表 53
图表 54
图表 55
图表 56
图表 57
图表 58
图表 59
图表 60
图表 61
图表 62
图表 63
图表 64
图表 65
图表 66
图表 67
图表 68
图表 69
图表 70
图表 71
图表 72
图表 73
图表 74
图表 75
图表 76
图表 77
图表 78
图表 79
图表 80
图表 81
图表 82
图表 83
表格目录
表格 1
表格 2
表格 3
表格 4
表格 5
表格 6
表格 7
表格 8
表格 9
表格 10
表格 11
表格 12
表格 13
表格 14
表格 15
表格 16
表格 17
表格 18
表格 19
表格 20
表格 21
表格 22
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表格 24
表格 25
表格 26
表格 27
表格 28
表格 29
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表格 31
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表格 33
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表格 35
表格 36
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表格 39
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表格 41
表格 42
表格 43
表格 44
表格 45
表格 46
表格 47
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表格 49
表格 50
表格 51
表格 52
表格 53
表格 54
表格 55
表格 56
篇3：嵌入式行业调查报告
嵌入式系统 (Embedded system) , 是一种“完全嵌入受控器件内部, 以应用为中心, 以计算机技术为基础, 并且软硬件可裁剪, 适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求为特定应用而设计的专用计算机系统。嵌入式系统一般指非PC系统, 它包括硬件和软件两部分;硬件包括嵌入式微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件 (OS) 和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为;而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
嵌入式系统是计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图像数据传输技术, 甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品, 反映当代最新技术的先进水平。嵌入式系统是当今非常热门的研究领域, 在PC市场已趋于稳定的今天, 嵌入式系统市场的发展速度正在加快。由于嵌入式系统所依托的软硬件技术得到了快速发展, 因此嵌入式系统自身获得了快速发展。
嵌入式系统的核心是由一个或几个预先编程好以用来执行少数几项任务的微处理器或者单片机组成。嵌入式微处理器一般具备以下特点:
(1) 对实时多任务有很强的支持能力, 能完成多任务并且有较短的中断响应时间, 从而使内部的代码和实时内核的执行时间减少到最低限度;
(2) 具有功能很强的存储区保护功能。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化, 而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用, 需要设计强大的存储区保护功能, 同时也有利于软件诊断;
(3) 可扩展的处理器结构, 以便最迅速地开发出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器;
(4) 嵌入式微处理器必须功耗很低, 尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此, 如需要功耗只有m W甚至μW级。
2 单片机概念
单片微型计算机 (Single-Chip Microcomputer) 简称单片机, 又称微控制器 (Microcontroller常用英文缩写MCU) , 是一种典型的嵌入式集成电路芯片, 它采用大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能 (可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路) 集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。
从上世纪80年代, 由当时的4位、8位单片机, 发展到现在的32位300M的高速单片机。IN-TEL的8080是最早按照这种思想设计出的处理器, 当时的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051, 此后在8051上发展出了MCS51系列单片机系统。因为简单可靠而性能不错获得了很好的评价。尽管2000年以后ARM已经发展出了32位的主频超过300M的高端单片机, 直到现在基于8051的单片机还在广泛的使用。在很多方面单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统, 与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比, 它更强调自供应 (不用外接硬件) 和节约成本。因其系统结构简单, 体积小可嵌入仪表内部, 低电压, 低功耗, 可靠性高, 处理功能强等特性。使它得以广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。
3 嵌入式系统在医疗仪器中的应用
由于医疗领域仪器设备固有的自身特点和最新发展趋势的要求, 嵌入式系统在医疗领域大量医疗仪器中的应用, 符合发展趋势带来的要求和变化。各类放射设备, 化验设备如肌动电流描记器、离散光度化学分析、分光光度计等, 以及可以随身携带的血糖仪、血压计、心脏起搏器, 可以在家庭或小型社康医院中使用的呼吸机、心电监护仪, 都需要嵌入式系统的支持。
应用实例:在欧姆龙家用电子血压计中的应用
传统水银式血压计虽有数值稳定的优势, 但缺点也很明显:无法一人自行操作, 且必须专业医护人员操作, 肉眼观察误差极大主观性强, 体积较大不易携带。现在电子式血压计因其使用简易可一人独自操作、体积轻巧便于携带、测量值便于记录等等诸多优点, 越来越受到普通家庭的欢迎, 已经成为典型的家庭医疗检测设备之一。本文以欧姆龙电子式血压计为例给出了完整的携带式电子血压计设计方案, 阐述了嵌入式系统及单片机技术在医疗仪器中的应用。并基于PIC16F877为控制核心, 辅以压力传感器FGN-605PGSR和用作传感器与MCU之间模拟信号处理的LM324/331外围模拟电路以及LCD驱动芯片HD44780A, 实现了将系统所使用的芯片和被动组件数量降低, 小型化低成本低功耗为特点家用电子血压计的设计。此设计可直接转化为实际产品, 故有较高的实用价值。
4 电子血压计工作原理
4.1 血压测量原理定义
血压的概念就是血液流经血管壁时的压力。由心脏出来的血液, 需要有推力, 才能绕行身体一周, 心脏就是借着不停的收缩、放松, 将血液推送前进。血压有两种, 一是收缩压:是当心脏收缩把血液打到血管所测得的血压, 二是舒张压:是心脏在不收缩所得的压力。当袖带的压力等于血压时, 血液开始可以流通而产生所谓的袖带声, 这时候也就是收缩压, 必须开始从这里做记录, 直到最后当袖带声没有的时候, 此点即为舒张压。
4.2 系统工作原理
电子血压计由气袖、电动气泵、压力传感器, 电磁气阀、微控制器、液晶显示器等构成。
主要工作为:MCU通过PWM输出控制气泵充气漏气调整袖带内气压, 同时通过压力传感器获得波形;一路ADC采样袖带内气压直流分量以便取得收缩压和舒张压;一路ADC采样袖带内气压交流分量经分析计算分析后确定收缩压和舒张压的瞬态时间位置;接收血压脉冲信号触发ADC工作;将计算出的收缩压和舒张压结果输出至液晶驱动器显示。
一次测量血压的过程为:按激活键单片机PWM输出控制气泵充气至200 mm Hg高, 慢慢以每秒约下降5 mm Hg的速度放气。压力传感器输出信号经差分放大器后变单端信号一路送入单片机ADC监视直流分量, 另一路送入0.8 Hz二阶高通滤波器滤除直流分量;交流分量经200倍放大后输入38 Hz二阶低通滤波器去除电源及皮肤与袖带摩擦的高频噪声和工频干扰并将此信号维持在0~5V之问, 滤波后的交流分量一路送入血压脉冲触发然后触发单片机ADC工作, 另一路送入单片机ADC计算幅值, 先找出最大振幅值Amax, 在往前找幅值为0.5Amax的瞬态位置对应血压直流分量即为收缩压, 往后找幅值为0.8Amax的瞬态位置对应血压直流分量即为舒张压, 将计算出的收缩压和舒张压结果输出至液晶驱动器显示。
5 系统硬件
5.1 系统框图如图2所示。
系统由压力传感器 (FGN-605PGSR) , 恒流源 (LM324×1) , 差分放大 (LM324×3) , 0.8 Hz二阶高通滤波 (LM324×1) , 200倍放大 (LM324×2) , 38Hz二阶低通滤波 (LM324×1) , 血压脉冲触发 (LM311×1) , 液晶驱动器 (HD44780A) 和单片机 (PIC16F877) 组成。
5.2 PIC16F877单片机
本系统使用的单片机PIC16F877是美国微芯 (Micro Chip) 公司推出的8位CMOS FLASH 28/40引脚的单片机。采用RISC CPU, 有35条单字节的指令, 即保证了必要的指令效率也兼具了控制芯片成本和简化编程复杂度。其主要特点如下:
宽工作电压为2.0—5.5 V;
时钟周期为0—20 MHz指令周期为0—5 MHz;
片内FLASH ROll为8 k Words, RAM为368B, E2PROM为256 B;
低功耗工作电流<0.6 m A@3V时钟周期为4MHz;
2个8位和1个16位定时器;
2个16位捕捉/比较模块或2个10位PWM模块;
10位多信道ADC;
串行通信口SPI, 12C, UART及8位并行通信口。
5.3 外围组件介绍
压力传感器:FGN-605PGSR是日本专业传感器供货商fujikura公司推出的专门用于血压计的气压传感器, 其尺寸为10.3 mm×7 mm×9.5 mm, 可测压力范围-34.47~+34.47 k Pa符合所要量测的压力范围。FGN-605PGSR原理是在恒流源供电的文氏电桥上的电阻随气压变化而输出双端差分电压信号。
运算放大器:LM324是常用的4运放14脚双列直插集成电路, LM311是常用的4比较器14脚双列直插集成电路, 其具有电源电压范围宽, 静态功耗小, 可单电源使用, 低价等优点。
LCD控制器:HD44780A是日立推出的点阵字符液晶显示控制器和驱动器, 可显示16字×1行或16字×2行或20字×4行之文字模式, 每个字为5*7点矩阵字型。
时钟输入:外接有源晶振通过OSC1/CLKIN (Pin13) 输入8 MHz主频。
电源输入:系统电源为9 V电池, 通过外部7805降压到直流5 V输入VDD (Pin11, 32) 。
按键输入:按键低电平脉冲通过RB0/INT (Pin33) 输入, 以中断方式触发一次测量血压的过程, 中断服务子程序有消除按键抖动的处理。
气泵驱动:RC1 (Pin33) 为内部PWM模块的输出信道, PWM驱动气泵充气和放气。
喇叭驱动:RC3 (Pin37) 驱动喇叭输出测量血压时的提示和过程声音。
液晶驱动控制:对HD44780A输出指令和数据进行显示控制, RC.3~5 (Pin18, 23, 24) 接HD44780A控制线RS, R/W, EN;RD.0~7 (Pin19~22, 27~30) 接HD44780A数据总线DB0~7。
6 系统软件
本系统软件框图如图4所示, 系统分为应用层和驱动层两部分, 应用层主要包括各机能的实现, 如:传感器输入测定、LCD显示、历史纪录检查等;驱动层主要包括各器件的硬件驱动, 如:气泵充放气驱动、LCD显示驱动、KEY检测驱动等。
(1) 初始化工作
上电后对单片机寄存器, SRAM, 特殊功能的设置如PWM, 输入输出端口的设置做必要的初始化;对HD44780A输出指令打开显示并清屏。
(2) 按键输入
未按键时RB0/INT (Pin33) 端口为大电阻上拉状态, 有按键时低电平脉冲通过此端口输入, 中断方式触发一次测量血压的过程, 进入中断服务子程序后每隔10 ms判断一次端口状态, 连续读到3次低电平, 则判断按键有效, 这是消除按键抖动的处理。判断按键有效后对HD44780A输出指令显示开始测试画面。
(3) 气泵充气
判断按键有效后, PWM输出对气泵充气。停止充气的条件有两个, 必须同时满足:一是ADC信道0测到的血压直流分量是否大于4 V;二是ADC信道1测到血压交流分量是否介于1.6~4.9 V之间。满足此条件表示气压已足够, 可停止充气, 一般此时气压略大于200 mm Hg。
(4) 测量血压
PWM输出匀速放气。心跳脉冲通过CCP1触发ADC信道1采样血压交流分量测出每个脉冲的峰峰值, 同时计算出这个脉冲时间段内ADC信道0测到的血压直流分量的平均值。把峰峰值和直流平均值作为一对数据记录起来, 每个心跳脉冲会对应一对数据。
(5) 计算收缩压和舒张压
ADC信道0测到的血压直流分量是否小于1 V表示气压低于50 mm Hg, 是单次测量结束的标志。然后开始统计记录下来的若干组峰峰值和直流平均值, 找出峰峰值最大的值Amax, 在往前找峰峰值最接近0.5Amax的一对数据, 其中血压直流分量即为收缩压, 往后找峰峰值最接近0.8Amax的一对数据, 其中血压直流分量即为舒张压。判断测出收缩压和舒张压的值落在合理的数据范围内, 如:收缩压应在80~190 mm Hg范围内和舒张压50~120 mm Hg范围内。将计算出落在合理数据范围内的收缩压和舒张压结果输出至液晶驱动器显示。
(6) ADC数据处理
ADC信道1测血压交流分量的采样率为2 k Hz, 其取值原由为:心跳脉冲频率上限约为2 Hz, 定义峰值出现的时间约占心跳脉冲周期的1%, 在峰值附近ADC测量10次, 所以ADC的采样率=2 Hz/1%×10=2 k Hz。因为ADC测量到数据含有电源及皮肤与袖带摩擦的高频噪声, 必须经过ADC多次测量才可将噪声造成的异常数据去除, 这里采用的做法将多次测量的数据先做比较先去掉个别与大多数数据相差较大的数据, 在剩下的数据中取偏大 (小) 的几个数据做平均从而得到高 (低) 峰值。
本设计将PIC16F877设置单次数模转换时间为48μs, 具体条件为FUSC=8 MHz, TOSC=125 ns, TAD=32TOSC, 故单次数模准转换时间TADC=12TAD=12×32×125 ns=48μs。实际上在数模转换前还必须保留20μs采样保持时间。这种设置采样率的最大值可做到1/ (48μs+20μs) =14.7 k Hz远大于要求的2 k Hz, 故满足要求。ADC信道0测血压直流分量模准转换时间设置与ADC信道1相同, 每次采样紧接着ADC信道1采样后进行。
(7) 异常处理
(a) 充气时在限定时间内未满足气压足够高即停止充气的条件, 则先放气然后重新充气。连续3次出现此异常, 则液晶驱动器HD44780A输出错误信息。
(b) 放气时在限定时间内未满足气压足够低即停止血压测量的条件, 则放弃此次测量数据再放气然后重新充气并测量。连续3次出现此异常, 则液晶驱动器HD44780A输出错误信息。
(c) 测量后计算出的收缩压和舒张压未落在合理的数据范围内, 则放弃此次测量数据再放气然后重新充气并测量。连续3次出现此异常, 则液晶驱动器HD44780A输出错误信息。
7 结语
人类进入二十一世纪, 越来越多的高科技手段开始运用到医疗仪器的设计中, 医疗仪器设备则开始呈现向便携性和网络化发展的趋势。远程医疗、HIS、病人呼叫中心、数字化医院等先进理念的出现和应用, 使医院的管理比以往任何时候都更加完善和高效, 同时病人享受到更加快捷方便和人性化的服务。引入嵌入式系统后, 现有的各种医疗监护仪器的功能与性能都将得到大幅度的提高。而网络化的进一步普及也使远程医疗变为现实, 身在某些不发达地区的重症患者有可能通过远程诊疗获得高水平医生的救治而重获新生。医疗仪器设备的便携性和网络化所带来的这些益处对解决该问题有着非常现实的意义。
参考文献
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[2]唐志强.电子血压计[M].复旦大学出版社, 2001.
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[4]朱寄天.血压测量的基本原理和注意事项[J].中国临床医生, 1982.
[5]代永陆, 唐晓英, 刘伟峰.基于嵌入式的多参数健康监护系统[J].电子应用技术, 2006.
篇4：嵌入式行业调查报告
洗碗机市场站在风口，究其原因，主要是产品现阶段的发展有几方面的支撑及机遇。
首先，随着互联网的普及，信息交互更加便捷，人民对于生活的理解更加多元化，同时随着近年来出境游、留学等走出去的人数越来越多，更多的人更能直观接触西方生活方式，并且在饮食和烹饪方面逐步西化，这部分人群也可说是中国洗碗机首批用户；
其次，在中国经济腾飞的这二十几年中，中国诞生了规模相当的中产阶级，这些用户年龄集中在20-40岁，受传统思维束缚较小，同时对新事物的接受能力强，最重要的是更愿意为生活品质的提升支付更多的金钱，同时相当的支付能力保证；
最后，伴随着城镇化的发展及近年来房地产市场的火热，人民对生活的空间有了更高的要求，更加要求整体化、美观化的装饰效果，对于厨房而言，节省空间、外形美观、整体化的产品越来越受到用户的青睐。以上多因素的共同作用，越来越多的用户开始关注洗碗机产品。
洗碗机产品按照产品类型可以分为台式、嵌入式、独立式三种。据中怡康线下零售监测数据显示，今年1-6月三者零售额占比分别为3.8%、81.1%、15.4%，其中嵌入式洗碗机凭借节省空间、外形美观及“隐身”的特性，市嵌入式产品在洗碗机市场成为真正的主导产品。
从产品均价看，嵌入式产品结构优化带动整体行业均价提升，中高端份额提升。随着竞争者增多以及规模扩大，据中怡康线下监测数据显示，2016年1-6月洗碗机价格台式、嵌入式、独立式产品的均价分别为3095元、6292元、4361元，同比均呈现不同程度的负增长，分别为-6.3%、-1.7%、-7.9%。嵌入式洗碗机均价最高在6000元以上，同时由于产品类型结构的改变（嵌入式产品份额大幅提升），拉动整体洗碗机市场的均价上涨3.1%至5689元。从分价格段结构看， 6000元以上产品占到整体市场零售量的37.4%，较同期提升近10个百分点，中高端市场份额在进一步提升。
中怡康厨卫电器事业部高级研究员王伟强认为，近两年洗碗机市场火热，但目前多数消费者对于洗碗机的认知还很模糊，需行业强化推广。关于洗碗机的功能，目前用户在洗碗机的使用过程中，早已经不仅仅局限于洗碗锅、果蔬，已经扩展到清理茶杯垢、牙膏筒等，甚至清理吸油烟机油网，国外用户还有使用洗碗机做饭的例子。洗碗机功能被用户在使用过程中逐步放大，这就更需要行业企业挖掘产品卖点，加强市场教育及推广，让更多的中国家庭了解产品，让洗碗机像洗衣机一样成为家庭生活不可或缺的产品。
篇5：嵌入式报告
班级：学号：姓名：
1.嵌入式的发展 A.简单操作系统阶段
20世纪80年代，随着微电子工艺水平的提高，IC制造商开始把嵌入式应用中所需要的微处理器、I/O接口、串行接口以及RAM、ROM等部件统统集成到一片VLSI中，制造出面向I/O设计的微控制器，并一举成为嵌入式系统领域中异军突起的新秀。与此同时，嵌入式系统的程序员也开始基于一些简单的“操作系统”开发嵌入式应用软件，大大缩短了开发周期、提高了开发效率。
这一阶段嵌入式系统的主要特点是：出现了大量高可靠、低功耗的嵌入式CPU（如Power PC等），各种简单的嵌入式操作系统开始出现并得到迅速发展。此时的嵌入式操作系统虽然还比较简单，但已经初步具有了一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效率高，主要用来控制系统负载以及监控应用程序的运行。
B.实时操作系统阶段
20世纪90年代，在分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家电等巨大需求的牵引下，嵌入式系统进一步飞速发展，而面向实时信号处理算法的DSP产品则向着高速度、高精度、低功耗的方向发展。随着硬件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件规模也不断扩大，逐渐形成了实时多任务操作系统（RTOS），并开始成为嵌入式系统的主流。
这一阶段嵌入式系统的主要特点是：操作系统的实时性得到了很大改善，已经能够运行在各种不同类型的微处理器上，具有高度的模块化和扩展性。此时的嵌入式操作系统已经具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面（GUI）等功能，并提供了大量的应用程序接口（API），从而使得应用软件的开发变得更加简单。
C.面向Internet阶段
21世纪无疑将是一个网络的时代，将嵌入式系统应用到各种网络环境中去的呼声自然也越来越高。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，随着Internet的进一步发展，以及Internet技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益紧密，嵌入式设备与Internet的结合才是嵌入式技术的真正未来。
信息时代和数字时代的到来，为嵌入式系统的发展带来了巨大的机遇，同时也对嵌入式系统厂商提出了新的挑战。目前，嵌入式技术与Internet技术的结合正在推动着嵌入式技术的飞速发展，嵌入式系统的研究和应用产生了如下新的显著变化：
新的微处理器层出不穷，嵌入式操作系统自身结构的设计更加便于移植，能够在短时间内支持更多的微处理器。
嵌入式系统的开发成了一项系统工程，开发厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还要提供强大的硬件开发工具和软件支持包。
通用计算机上使用的新技术、新观念开始逐步移植到嵌入式系统中，如嵌入式数据库、移动代理、实时CORBA等，嵌入式软件平台得到进一步完善。
各类嵌入式Linux操作系统迅速发展，由于具有源代码开放、系统内核小、执行效率高、网络结构完整等特点，很适合信息家电等嵌入式系统的需要，目前已经形成了能与Windows CE、Palm OS等嵌入式操作系统进行有力竞争的局面。网络化、信息化的要求随着Internet技术的成熟和带宽的提高而日益突出，以往功能单一的设备如电话、手机、冰箱、微波炉等功能不再单一，结构变得更加复杂，网络互联成为必然趋势。
2.嵌入式的应用
嵌入式系统主要用于各种信号处理与控制，目前已在国防、国民经济及社会生活各领域普遍采用，可用于企业、军队、办公室、实验室以及个人家庭等各种场所。同时，嵌入式系统作为数字化电子信息产品的核心，嵌入式计算机断层成像系统已出口日本。
军用
各种武器控制（火炮控制、导弹控制、智能炸弹制导引爆装置）、坦克、舰艇、轰炸机等陆海空各种军用电子装备，雷达、电子对抗军事通信装备，野战指挥作战用各种专用设备等。
家用
各种信息家电产品，如数字电视机，机顶盒，数码相机，VCD、DVD 音响设备，可视电话，家庭网络设备，洗衣机，电冰箱，智能玩具等。
工业用
各种智能测量仪表、数控装置、可编程控制器、控制机、分布式控制系统、现场总线仪表及控制系统、工业机器人、机电一体化机械设备、汽车电子设备等。商用
各类收款机、POS 系统、电子秤、条形码阅读机、商用终端、银行点钞机、IC 卡输入设备、取款机、自动柜员机、自动服务终端、防盗系统、各种银行专业外围设备。
办公用
复印机、打印机、传真机、扫描仪、激光照排系统、安全监控设备、手机、寻呼机、个人数字助理（PDA）、变频空调设备、通信终端、程控交换机、网络设备、录音录像及电视会议设备、数字音频广播系统等。
医用电子设备
各种医疗电子仪器，X 光机、超声诊断仪、计算机断层成像系统、心脏起搏器、监护仪、辅助诊断系统、专家系统等。
3.嵌入式的特点
嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键，对嵌入式处理器系统软件和应用软件的要求也和通用计算机有所不同，主要有以下几点：
(1)软件要求固态化存储为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或嵌入式微控制器本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。
(2)软件代码要求高质量、高可靠性尽管半导体技术的发展使处理器速度不断提高、片上存储器容量不断增加，但在大多数应用中，存储空间仍然是宝贵的，还 存在实时性的要求。为此要求程序编写和编译工具的质量要高，以减小程序二进制代码长度、提高执行速度。
(3)系统软件(OS)的高实时性是基本要求在多任务嵌入式系统中，对重要性各不
相同的任务进行统筹兼顾的合理调度是保证每个任务及时执行的关键，单纯通 过提高处理器速度是无法完成和没有效率的，这种任务调度只能由优化编写的系统软件来完成，因此系统软件的高实时性是基本要求。
(4)多任务操作系统是知识集成的平台和走向工业化标准化道路的基础，嵌入式系统开发需要开发工具和环境嵌入式系统本身不具备开发能力，即使设计完成 以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和环境才能进行开发，这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。
(5)嵌入式系统软件需要实时多任务操作系统开发平台(RTOS)通用计算机具有完善的操作系统和应用程序接口，是计算机基本组成不可分离的一部分，应用程序的开发以及完成后的软件都在Os平台上面运行，但一般不是实时的。嵌入式系统则不同，应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行：但是为了合理地调度多任务、利用系统资源，用户必须自行选配RTOS开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。
(6)在嵌入式系统的软件开发过程中，采用C语言将是最佳和最终的选择由于汇编语言是一种非结构化的语言，对于大型的结构化程序设计已经不能完全胜任了。这就要求我们采用更高级的C语言去完成这一工作。
4.实训内容简介
A.实训内容
1）嵌入式系统及AM软件介绍
2）Metrowerks CodeWarrior集成开发环境介绍
3）TESTI寄存器相加
4）GPIO 模 块
5）向量中断控制器(VIC)模块
6）定 时 器 s
7）L C D显示
8）实时操作系统简介
B.具体实例简介
a、b、实验内容：LCD 实验步骤：
1）.启动ADS1.2，使用ARM7 Executable Image for lpc2210工程模板建立一个工程LCD_Disphoto；
2）.建立源文件lcddrive.c、lcddrive.h，编写液晶模块的驱动程序，然后将lcddrive.c添加的工程的user组中；
3）.建立源文件test.c，编写实验程序，然后添加到工程的user组中；
4）.修改config.h，增加包含LCDDRIVE.H头文件；#include“LCDDRIVE.H”
5.心得体会
篇6：嵌入式实验报告
实验一 跑马灯实验.........................................................................1 实验二 按键输入实验.....................................................................3 实验三 串口实验.............................................................................5 实验四 外部中断实验.....................................................................8 实验五 独立看门狗实验................................................................11 实验七 定时器中断实验................................................................13 实验十三 ADC实验........................................................................15 实验十五 DMA实验........................................................................17 实验十六 I2C实验........................................................................21 实验十七 SPI实验........................................................................24 实验二十一 红外遥控实验............................................................27 实验二十二 DS18B20实验.............................................................30
实验一 跑马灯实验
一．实验简介
我的第一个实验，跑马灯实验。
二．实验目的
掌握STM32开发环境，掌握从无到有的构建工程。
三．实验内容
熟悉MDK KEIL开发环境，构建基于固件库的工程，编写代码实现跑马灯工程。通过ISP下载代码到实验板，查看运行结果。使用JLINK下载代码到目标板，查看运行结果，使用JLINK在线调试。
四．实验设备
硬件部分：PC计算机（宿主机）、亮点STM32实验板、JLINK。软件部分：PC机WINDOWS系统、MDK KEIL软件、ISP软件。
五．实验步骤
1.熟悉MDK KEIL开发环境 2.熟悉串口编程软件ISP 3.查看固件库结构和文件
4.建立工程目录，复制库文件 5.建立和配置工程 6.编写代码 7.编译代码
8.使用ISP下载到实验板 9.测试运行结果
10.使用JLINK下载到实验板 11.单步调试
12.记录实验过程，撰写实验报告
六．实验结果及测试
源代码：
两个灯LED0与LED1实现交替闪烁的类跑马灯效果，每300ms闪烁一次。
七．实验总结
通过本次次实验我了解了STM32开发板的基本使用，初次接触这个开发板和MDK KEILC软件，对软件操作不太了解，通过这次实验了解并熟练地使用MDK KEIL软件，用这个软件来编程和完成一些功能的实现。作为 STM32 的入门第一个例子，详细介绍了STM32 的IO口操作，同时巩固了前面的学习，并进一步介绍了MDK的软件仿真功能。
实验二 按键输入实验
一．实验简介
在实验一的基础上，使用按键控制流水灯速度，及使用按键控制流水灯流水方向。
二．实验目的
熟练使用库函数操作GPIO,掌握中断配置和中断服务程序编写方法，掌握通过全局变量在中断服务程序和主程序间通信的方法。
三．实验内容
实现初始化GPIO，并配置中断，在中断服务程序中通过修改全局变量，达到控制流水灯速度及方向。
使用JLINK下载代码到目标板，查看运行结果，使用JLINK在线调试。
四．实验设备
硬件部分：PC计算机（宿主机）、亮点STM32实验板、JLINK、示波器。软件部分：PC机WINDOWS系统、MDK KEIL软件、ISP软件。
五．实验步骤
1在实验1代码的基础上，编写中断初始化代码
2在主程序中声明全局变量，用于和中断服务程序通信，编写完成主程序 3编写中断服务程序
4编译代码，使用JLINK下载到实验板 5.单步调试
6记录实验过程，撰写实验报告
六．实验结果及测试
源代码：
我们将通过MiniSTM32 板上载有的3个按钮，来控制板上的2个LED，其中KEY0控制LED0，按一次亮，再按一次，就灭。KEY1 控制LED1，效果同KEY0。KEY_2（KEY_UP），同时控制LED0 和LED1，按一次，他们的状态就翻转一次。
七．实验总结
通过本次实验，我学会了如何使用STM32 的IO 口作为输入用。TM32 的IO 口做输入使用的时候，是通过读取IDR 的内容来读取IO 口的状态的。这里需要注意的是 KEY0 和KEY1 是低电平有效的，而WK_UP 是高电平有效的，而且要确认WK_UP 按钮与DS18B20 的连接是否已经断开，要先断开，否则DS18B20 会干扰WK_UP按键！并且KEY0 和KEY1 连接在与JTAG 相关的IO 口上，所以在软件编写的时候要先禁用JTAG 功能，才能把这两个IO 口当成普通IO 口使用。
实验三 串口实验
一．实验简介
编写代码实现串口发送和接收，将通过串口发送来的数据回送回去。
二．实验目的
掌握STM32基本串口编程，进一步学习中断处理。
三．实验内容
编写主程序，初始化串口1，设置波特率为9600，无校验，数据位8位，停止位1位。编写中断服务程序代码实现将发送过来的数据回送。
四．实验设备
硬件部分：PC计算机（宿主机）、亮点STM32实验板、JLINK、示波器。
软件部分：PC机WINDOWS系统、MDK KEIL软件、ISP软件、串口调试助手。
五．实验步骤
1编写串口初始化代码
2编写中断服务程序代码
3编译代码，使用JLINK或ISP下载到实验板 4记录实验过程，撰写实验报告
六．实验结果及测试
源代码：
把代码下载到 MiniSTM32 开发板，可以看到板子上的LED0 开始闪烁，说明程序已经在跑了。接着我们打开串口调试助手，看到如下信息：
证明串口数据发送没问题。接着，我们在发送区输入上面的文字，输入完后按回车键。然后单击发送，可以得到如下结果：
七．实验总结
通过本次实验，我进一步了解了串口的使用，学会了通过串口发送和接收数据，将通过串口发送来的数据回送回去。该实验的硬件配置不同于前两个实验，串口 1 与USB 串口默认是分开的，并没有在PCB上连接在一起，需要通过跳线帽来连接一下。这里我们把P4 的RXD 和TXD 用跳线帽与P3 的PA9 和PA10 连接起来。
实验四 外部中断实验
一．实验简介
STM32 的 IO 口在本章第一节有详细介绍，而外部中断在第二章也有详细的阐述。这里我们将介绍如何将这两者结合起来，实现外部中断输入。
二．实验目的
进一步掌握串口编程，进一步学习外部中断编程，提高编程能力。
三．实验内容
初始化IO口的输入，开启复用时钟，设置IO与中断的映射关系，从而开启与IO口相对应的线上中断事件，设置触发条件。配置中断分组（NVIC），并使能中断，编写中断服务函数。
四．实验设备
硬件部分：PC计算机（宿主机）、亮点STM32实验板、JLINK、示波器。
软件部分：PC机WINDOWS系统、MDK KEIL软件、ISP软件、串口调试助手。
五．实验步骤
1.2.3.4.编写中断服务程序代码 使用ISP下载到实验板 测试运行结果
记录实验过程，撰写实验报告
六．实验结果及测试
源代码：
打开串口助手。
七．实验总结
首先需要将IO设置为中断输入口： 1）初始化 IO 口为输入。
2）开启 IO 口复用时钟，设置 IO 口与中断线的映射关系。
3）开启与该 IO口相对的线上中断/事件，设置触发条件。
4）配置中断分组（NVIC），并使能中断。
5）编写中断服务函数。
这一节，使用的是中断来检测按键，通过 WK_UP 按键实现按一次 LED0 和 LED 1 同时翻转，按 KEY0 翻转 LED0，按 KEY1 翻转 LED1。
试验中外部中断函数不能进入的原因分析 ： 1）GPIO或者AFIO的时钟没有开启。2）GPIO和配置的中断线路不匹配。3）中断触发方式和实际不相符合。
4）中断处理函数用库函数时，写错，经常可能出现数字和字母之间没有下划线。5）外部中断是沿触发，有可能不能检测到沿，比如 中断线是低电平（浮空输入），触发是下降沿触发，可能会出现一直是低电平,高电平的时候是一样的情况，电平持续为高电平。
6）没有用软件中断来触发外部中断，调用函数EXTI_GenerateSWInterrupt；，因为软件中断先于边沿中断处理。
实验五 独立看门狗实验
一． 实验简介
独立看门狗(IWDG)由专用的低速时钟(LSI)驱动，即使主时钟发生故障它也仍然有效。窗口看门狗由从APB1时钟分频后得到的时钟驱动，通过可配置的时间窗口来检测应用程序非正常的过迟或过早的操作。
二．实验目的
通过编程，编写一个独立看门狗驱动程序
三．实验内容
启动 STM32 的独立看门狗，从而使能看门狗，在程序里面必须间隔一定时间喂狗，否则将导致程序复位。利用这一点，我们本章将通过一个 LED 灯来指示程序是否重启，来验证 STM32 的独立看门狗。
四．实验设备
硬件部分：PC计算机（宿主机）、亮点STM32实验板、JLINK。
软件部分：PC机WINDOWS系统、MDK KEIL软件、ISP软件、串口调试助手。
五．实验步骤
1.2.3.4.参考教材独立看门狗部分，编写独立看门狗驱动程序。建立和配置工程 编写代码
使用ISP下载到实验板
记录实验过程，撰写实验报告
六．实验结果及测试
源代码：
在配置看门狗后，看到LED0 不停的闪烁，如果WK_UP 按键按下，就喂狗，只要WK_UP 不停的按，看门狗就一直不会产生复位，保持LED0 的常亮，一旦超过看门狗定溢出时间（Tout）还没按，那么将会导致程序重启，这将导致LED0 熄灭一次。
七．实验总结
通过本次实验，我掌握了启动独立看门狗的步骤： 1）向 IWDG_KR 写入 0X5555。2）向 IWDG_KR 写入 0XAAAA。3）向 IWDG_KR 写入 0XCCCC。
通过上面 3个步骤，启动 STM32 的看门狗，从而使能看门狗，在程序里面就必须间隔一定时间喂狗，否则将导致程序复位。利用这一点，本章通过一个LED 灯来指示程序是否重启，来验证 STM32 的独立看门狗。在配置看门狗后，LED0 将常亮，如果 WK_UP 按键按下，就喂狗，只要 WK_UP 不停的按，看门狗就一直不会产生复位，保持 LED 0 的常亮，一旦超过看门狗溢出时间（Tout）还没按，那么将会导致程序重启，这将导致 LED 0 熄灭一次。
实验七 定时器中断实验
一． 实验简介
STM32 的定时器是一个通过可编程预分频器（PSC）驱动的 16 位自动装载计数器（CNT）构成。STM32 的通用定时器可以被用于：测量输入信号的脉冲长度(输入捕获)或者产生输出波形(输出比较和 PWM)等。使用定时器预分频器和 RCC 时钟控制器预分频器，脉冲长度和波形周期可以在几微秒到几毫秒间调整。STM32 的每个通用定时器都是完全独立的，没有互相共享的任何资源。
二．实验目的
熟练掌握定时器中断，学会对定时器中断的编程操作。
三．实验内容
使用定时器产生中断，然后在中断服务函数里面翻转 LED1 上的电平，来指示定时器中断的产生，修改中断时间。
四．实验设备
硬件部分：PC计算机（宿主机）、亮点STM32实验板、JLINK。
软件部分：PC机WINDOWS系统、MDK KEIL软件、ISP软件、串口调试助手。
五．实验步骤
1.参考教材定时器中断部分，编写定时器中断的驱动程序。2.编写主程序
3.编译代码，使用JLINK或ISP下载到实验板 4.记录实验过程，撰写实验报告
六．实验结果及测试
源代码：
七．实验总结
通过本次实验，认识到时间中断来控制LED灯的闪烁，同时也可以将时间中断应用到控制其他的程序块。
以TIME3为例产生中断的步骤为 1）TIM3 时钟使能。
2）设置 TIM3_ARR 和 TIM3_PSC 的值。
3）设置 TIM3_DIER 允许更新中断。
4）允许 TIM3 工作。
5）TIM3 中断分组设置。6）编写中断服务函数。
在中断产生后，通过状态寄存器的值来判断此次产生的中断属于什么类型。然后执行相关的操作，我们这里使用的是更新（溢出）中断，所以在状态寄存器 SR 的最低位。在处理完中断之后应该向 TIM3_SR 的最低位写 0，来清除该中断标志。
实验十三 ADC实验
一．实验简介
通过DAC将STM32系统的数字量转换为模拟量。使用ADC将模拟量转换为数字量。
二．实验目的
掌握DAC和ADC编程。
三．实验内容
编写代码实现简单的DAC单次发送
编写代码实现ADC采集DAC发送的数据，并发送到串口
四．实验设备
硬件部分：PC计算机（宿主机）、亮点STM32实验板、JLINK。
软件部分：PC机WINDOWS系统、MDK KEIL软件、ISP软件、串口调试助手。
五．实验步骤
1编写主程序
2编译代码，使用JLINK或ISP下载到实验板，使用串口调试助手观察数据 3记录实验过程，撰写实验报告
六．实验结果及测试
源代码：
七．实验总结
本节将利用 STM32的 ADC1 通道 0 来采样外部电压值，并在串口调试助手中显示出来。步骤如下：
1）开启 PA 口时钟，设置 PA0 为模拟输入。
2）使能 ADC1 时钟，并设置分频因子。
3）设置 ADC1 的工作模式。
4）设置 ADC1 规则序列的相关信息。
5）开启 AD 转换器，并校准。
6）读取 ADC 值。
在上面的校准完成之后，ADC 就算准备好了。接下来我们要做的就是设置规则序列 0 里面的通道，然后启动 ADC 转换。在转换结束后，读取 ADC1_DR 里面的值。
通过以上几个步骤的设置，可以正常的使用 STM32 的 ADC1 来执行 AD 转换操作。
通过本次实验的学习，我们了解了STM32 ADC的使用，但这仅仅是STM32强大的ADC 功能的一小点应用。STM32 的ADC 在很多地方都可以用到，其ADC 的DMA 功能是很不错的，实验十五 DMA实验
一． 实验简介
直接存储器存取(DMA)用来提供在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间的高速数据传输。无须CPU干预，数据可以通过DMA快速地移动，这就节省了CPU的资源来做其他操作。
二．实验目的
熟练掌握DMA编程，学会对EPC02的读写操作，学习双缓冲兵乓操作，理解互斥资源。提高编程能力。
三．实验内容
利用外部按键KEY0 来控制DMA 的传送，每按一次KEY0，DMA 就传送一次数据
到USART1，然后在串口调试助手观察进度等信息。LED0 还是用来做为程序运行的指示灯。
这里我们使用到的硬件资源如下： 1)按键KEY0。2)指示灯LED0。
3)使用串口调试助手观察数据
四．实验设备
硬件部分：PC计算机（宿主机）、亮点STM32实验板、JLINK。
软件部分：PC机WINDOWS系统、MDK KEIL软件、ISP软件、网络调试助手。
五．实验步骤
1编写主程序
2编译代码，使用JLINK或ISP下载到实验板，使用串口调试助手观察数据 3记录实验过程，撰写实验报告
六．实验结果及测试
源代码：
伴随 LED0 的不停闪烁，提示程序在运行。我们打开串口调试助手，然后按KEY0，可以看到串口显示如下内容：
七．实验总结
本节利用 STM32 的 DMA 来实现串口数据传送，DMA通道的配置需要： 1）设置外设地址。
2）设置存储器地址。
3）设置传输数据量。
4）设置通道 4 的配置信息。
5）使能 DMA1 通道 4，启动传输。
通过以上 5 步设置，我们就可以启动一次 USART1 的 DMA 传输了。
DMA控制器对DMA请求判别优先级及屏蔽，向总线裁决逻辑提出总线请求。当CPU执行完当前总线周期即可释放总线控制权。此时，总线裁决逻辑输出总线应答，表示DMA已经响应，通过DMA控制器通知I/O接口开始DMA传输。
DMA控制器获得总线控制权后，CPU即刻挂起或只执行内部操作，由DMA控制器输出读写命令，直接控制RAM与I/O接口进行DMA传输。
在DMA控制器的控制下，在存储器和外部设备之间直接进行数据传送，在传送过中不需要中央处理器的参与。开始时需提供要传送的数据的起始位置和数据长度。
当完成规定的成批数据传送后，DMA控制器即释放总线控制权，并向I/O接口发出结束信号。当I/O接口收到结束信号后，一方面停 止I/O设备的工作，另一方面向CPU提出中断请求，使CPU从不介入的状态解脱，并执行一段检查本次DMA传输操作正确性的代码。最后，带着本次操作结果及状态继续执行原来的程序。
由此可见，DMA传输方式无需CPU直接控制传输，也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场的过程，通过硬件为RAM与I/O设备开辟一条直接传送数据的通路，使CPU的效率大为提高。
实验十六 I2C实验
一．实验简介
编程实现对使用I2C接口的EPC02芯片进行写和读操作。
二．实验目的
熟练掌握I2C编程，学会对EPC02的读写操作。
三．实验内容
编写I2C驱动程序，使用驱动程序初始化EPC02，判断设备正确性。
写256个0x5A到EPC02，读出并发送给串口，通过串口调试助手判别是否读到的都是0x5A.四．实验设备
硬件部分：PC计算机（宿主机）、亮点STM32实验板、JLINK。
软件部分：PC机WINDOWS系统、MDK KEIL软件、ISP软件、串口调试助手。
五．实验步骤
1参考教材I2C部分，编写I2C驱动程序。2编写主程序
3编译代码，使用JLINK或ISP下载到实验板 4记录实验过程，撰写实验报告
六．实验结果及测试
伴随 LED0 的不停闪烁，提示程序在运行。我们先按下KEY0，可以看到如下所示的内容，证明数据已经被写入到24C02了。
接着我们按KEY2，可以看我们刚刚写入的数据被显示出来了，如下图所示：
源代码：
七．实验总结
IIC是由数据线 SDA 和时钟 SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据。在 CPU 与被控 IC 之间、IC 与 IC 之间进行双向传送，高速 IIC 总线一般可达 400kbps 以上。
IIC总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要。程序在开机的时候会检测 24C02 是否存在，如果不存在则会在TFTLCD 模块上显示错误信息，同时LED0 慢闪。大家可以通过跳线帽把PC11 和PC12 短接就可以看到报错了。通过本次实验，我掌握了如何使用IIC写入与读出数据，学习了编写I2C驱动程序，使用驱动程序初始化EPC02，判断设备正确性，以及如何在助手上显示。
实验十七 SPI实验
一．实验简介
编程实现对SPI接口的W25Q64进行读写操作。
二．实验目的
熟练掌握SPI编程，学会对的W25Q64读写操作。
三．实验内容
1.2.3.4.5.编写SPI驱动程序 初始化SPI接口
读取SPIFLASH的ID，如果正确继续，否则报错
向SPIFALSH地址0x12AB00开始写一串字符，再读出比较判断是否与写入的一致 向SPIFALSH地址0x12AB00开始写连续256个字节的0x5A，然后读出并发送给串口，通过串口调试助手判别是否读到的都是0x5A.四．实验设备
硬件部分：PC计算机（宿主机）、亮点STM32实验板、JLINK。
软件部分：PC机WINDOWS系统、MDK KEIL软件、ISP软件、串口调试助手。
五．实验步骤
1参考SPI及SPI FLASH部分，编写SPI及SPI FLASH驱动程序(可参考书上代码)。2编写主程序
3编译代码，使用JLINK或ISP下载到实验板 4记录实验过程，撰写实验报告
六．实验结果及测试
源代码：
伴随 LED0 的不停闪烁，提示程序在运行。我们先按下KEY0，可以看到如图13.17.4.2 所示的内容，证明数据已经被写入到W25X16了。
接着我们按KEY2，可以看我们刚刚写入的数据被显示出来了，如下图所示：
七．实验总结
SPI 接口主要应用在EEPROM，FLASH，实时时钟，AD 转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为 PCB 的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，STM32 也有 SPI 接口。
SPI 的设置步骤：
1）配置相关引脚的复用功能，使能 SPI时钟。
2）设置 SPI 工作模式。
3）使能 SPI。
程序在开机的时候会检测 W25X16 是否存在，如果不存在则会在TFTLCD 模块上显示错误信息，同时LED0 慢闪。大家可以通过跳线帽把PA5 和PA6 短接就可以看到报错了。通过本实验，我掌握了编写SPI程序写入和读取FLASH的方法，掌握了对学会对的W25Q64读写操作。对STM32开发板有了进一步的了解。
实验二十一 红外遥控实验
一． 实验简介
编程实现通过在 ALIENTEK MiniSTM32 开发板上实现红外遥控器的控制。
二．实验目的
掌握编程实现红外遥控控制开发板的方法。
三．实验内容
1.编写红外遥控驱动程序 2.编写红外遥控程序代码 3.使用红外遥控控制开发板
四．实验设备
硬件部分：PC计算机（宿主机）、亮点STM32实验板、JLINK。软件部分：PC机WINDOWS系统、MDK KEIL软件、ISP软件。
五．实验步骤
4.编写红外遥控驱动程序 5.编写红外遥控程序代码
6.编译代码，使用JLINK或ISP下载到实验板 7.记录实验过程，撰写实验报告
六．实验结果及测试
源代码：
使用串口调试助手观察数据
七．实验总结
红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实现等显著优点，被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用，并越来越多的应用到计算机系统中。
通过本节实验，我学习到了如何编程使用红外遥控控制，在本程序中只是简单地输出一个数值，在以后的应用中可以实现更强大的功能，比如用红外远程输入控制开发板进行一些操作。对STM32有了进一步的认识。
实验二十二 DS18B20实验
一． 实验简介
一． 在ALIENTEK MiniSTM32 开发板上，通过 DS18B20 来读取环境温度值。
二．实验目的
巩固SPI编程。掌握使用感应器获取环境温度的方法。
三．实验内容
1.复位脉冲和应答脉冲
2.写时序
3.读时序
四．实验设备
硬件部分：PC计算机（宿主机）、亮点STM32实验板、JLINK。软件部分：PC机WINDOWS系统、MDK KEIL软件、ISP软件。
五．实验步骤
1.2.3.4.参考教材DS18B20编程部分，编写DS18B20驱动程序 编写主程序
编译代码，使用JLINK或ISP下载到实验板 记录实验过程，撰写实验报告
六．实验结果及测试
源代码：
使用串口调试助手观察数据：
七．实验总结
DS18B20 是由 DALLAS 半导体公司推出的一种的“一线总线”接口的温度传感器。与传统的热敏电阻等测温元件相比，它是一种新型的体积小、适用电压宽、与微处理器接口简单的数字化温度传感器。
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