什么是嵌入式系统编程及其语言
系统是多个单元的组合,根据给定的指令组装在一起以发挥作用。嵌入式系统是硬件和软件的结合,它在指定的时间内执行特定的任务(这意味着它应该只执行一个特定的任务,如洗衣机)。在应用程序中使用嵌入式系统的主要优点是它可以最小化尺寸和成本,还可以提高任务的可靠性和效率。本文概述了嵌入式软件语言、嵌入式系统编程及其功能。
嵌入式系统的组件
以下是嵌入式系统的组成部分
- 嵌入式硬件: 微控制器是嵌入式系统的核心,其中多个外设连接到嵌入式硬件以进行通信。
- 嵌入式 RTO: 嵌入式实时操作系统用于执行所有复杂的(ar 操作。
- 设备驱动程序: 它充当操作系统和外围设备之间的桥梁。
- 通信栈: 它用于与外部设备通信。
- 嵌入式应用: 它执行嵌入式设备的预定义功能。
嵌入式软件
嵌入式软件或嵌入式系统编程是计算机软件,用于通过提供一组指令来控制设备。它也称为固件,可以使用嵌入式软件对具有各种功能的各种设备进行编程,通过维护设计约束(如响应时间约束、严格的期限和处理的数据)并将最终数据存储在内存(Ram/Rom)中。>
软件由机器接口控制或启动。嵌入式软件内置于所有电子产品中,如汽车、电话、机器人、安全系统等,它很容易在使用高达几 KB 的内存的 8 位微控制器上运行。有助于处理复杂的运算,确定准确的计算框架。
嵌入式系统编程语言
嵌入式软件使用操作系统,它是一个实时操作系统,一次执行多个任务。嵌入式程序采用C/C++、Phyton、Java Scripts语言编写,在Linux OS、VxWorks、Fusion RTOS、Nucleus RTOS、micro C/OS、OSE等操作系统上处理。开发嵌入式软件的重要作用,这是基于如下所示的某些因素,
- 尺寸 :程序所需的内存量起着重要作用,因为嵌入式处理器(微控制器)根据其应用具有特定数量的 ROM(只读存储器)。
- 速度 :程序执行速度一定要快
- 便携性: 可以使用一个程序编译不同的处理器。
- 实现难
- 维护困难。
用汇编语言编写嵌入式系统
以汇编语言(输入)对嵌入式系统进行编程并使用汇编器将其转换为机器级语言(输出)可以使用以下示例进行解释,我们执行使用两个独立的寄存器将两个数字相加并将结果存储在输出寄存器中。
输入
这里:MOV R0,#01H
MOV #1,#02H
MOV A,R0
添加 A,R1
MOV P0,A
SIMP HERE
输出
地址 操作码 操作数
0000 78 01
0002 79 02
0004 E8 -
0005 29 -
0006 F5 80
0008 80 00
汇编代码用于在大小和速度方面开发高效代码。用汇编语言开发更大的代码变得困难,这可能导致更高的软件开发成本并且缺乏代码可移植性。因此为了克服这个缺点,我们使用了嵌入式C等高级语言。
关于 C、C++、Java 和嵌入式 C
C 编程
C 语言是一种面向结构的语言,由 Dennis Ritchie 开发。它使用简单的编译器提供更少的内存访问,并根据机器指令高效地交付数据。它们适用于从嵌入式系统到超级计算机的广泛领域。
嵌入式 C
嵌入式C是C语言的扩展,用于开发嵌入式系统。语法类似于 C 语言(如主函数、函数声明、数据类型声明、循环等)。嵌入式C语言与标准C语言的主要区别在于硬件的输入输出寻址、定点运算和处理地址空间。
在嵌入式系统中使用C由于以下优点
- 体积小,易于学习、理解和调试程序。
- 所有C编译器都兼容所有嵌入式设备
- 它是独立于处理器的(也就是说,它不特定于特定的微处理器或微控制器)。
- C语言结合了汇编语言和高级语言的特点
- 它相当高效、更可靠、更灵活、在不同平台之间更易于移植。
- 用C语言开发的程序更易于理解、调试和维护。
与其他高级语言相比,C 提供了更大的灵活性,因为它是一种相对较小的面向结构的语言,并且支持低级按位数据操作。
C++
像 C++ 这样的面向对象语言对于在嵌入式设备等研究约束环境中开发高效程序不是可选的。 C++的虚函数和异常处理是一些特定的特性,在系统空间和速度方面效率不高。
Java
嵌入式系统可以用JAVA语言编程,使用访问大量资源的JAVA虚拟机(JVM)。它主要用于高端应用程序(如手机),并提供跨系统的可移植性来处理应用程序。对于较小的嵌入式设备,它不是首选。
嵌入式 C 编程架构和示例
嵌入式C编程架构可以通过使用8051微控制器的例子来理解,它的功能是使连接到控制器PORT1和编译器的LED灯泡闪烁使用的是 Keil C 编译器。以下是LED闪烁的代码。
#include
Void delay (int) //延迟函数声明
Void main(void ) // 主函数
{
P1 =0x00; // 端口 1 关闭,因此 LED 关闭并存储在 reg51.h
while(1) // 无限循环
{
P1 =OxFF; //// 端口 1 开启,所以 LED 开启
delay(1000); // 分配延迟
P1 =0X00; // port1 off
delay(1000);
}
}
void delay (int d) // 分配延迟函数
{
unsigned int i =0; // 局部赋值的变量
for (; d>0; d-)
{
for (i=250; i>0;i–);
for (i=248; i>0;i-);
}
}
优点
以下是嵌入式软件的优点
- 加载数据更快
- 成本低
- 使用更少的资源。
缺点
以下是嵌入式软件的缺点
- 升级很复杂
- 每次出现问题都需要重新设置
- 小值的可扩展性很困难。
应用程序
以下是嵌入式软件的应用
- 银行业
- 汽车
- 家用电器
- 汽车
- 导弹等
常见问题
1).什么是嵌入式软件?
嵌入式软件或嵌入式系统编程是计算机软件,用于通过提供指令来控制设备。
2).嵌入式系统软件中使用的程序有哪些?
嵌入式系统软件程序采用 C 或 C++、Phyton 和 Java Scripts 编写。
3).嵌入式系统和普通系统有什么区别?
嵌入式系统是专为特定目的而设计的硬件和软件的组合。这些过程是顺序处理的。而普通处理器是RTO的实时操作系统,在需要并行执行的地方需要它。
4).嵌入式系统有哪些不同类型?
嵌入式系统分为两类
- 根据性能和功能要求,它们进一步分为实时、独立、联网、移动。
- 根据微控制器的性能,它们进一步分为小型、中型和复杂型
5).嵌入式系统的主要应用
嵌入式系统的主要应用是
- 洗衣机
- 数码相机
- 音乐播放器等
嵌入式系统是硬件和软件的结合。在嵌入式系统中,有不同的编程语言用于不同的目的,例如控制机器或计算机的性能。目前,计算机的程序员有多种选择来选择这些语言,但是,编程语言之间存在各种不同之处。其中嵌入式软件程序是用 C 或 C++、Phyton 和 Java 脚本编写的。它们运行在 Linux OS、micro C/OS、QNX 等上。C 语言构成了编写嵌入式软件代码的基本语言。因此,这是使用程序解释的嵌入式软件及其架构的概述。
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