知识点学习程度：了解-》掌握-》熟悉

那么可以看到，我们这节课的，这个知识点的一个学习到什么程度呢，都是一个了解。

那么什么是了解？

或者说什么程度才算是了解是吧，

周杰伦家听过吧，那么听过他的那么就是了解，就是我说这个词，你能知道我，原来之前我学过是吧，那么就是达到了，这个了解的这个程度了。

除了这个了解呢，我们后续的这个课程呢，还有这个熟悉以及掌握

什么又是熟悉呢？

比如说你的大学舍友是吧，你比较熟悉吧，经常一起学习一起玩一起睡一起吃饭，彼此生活、性格了解比较多。

那么什么又是掌握呢？

掌握要达到什么程度啊比如说男女朋友是吧，还有父母亲人，这样的一个程度，比熟悉要更进一步，彼此一个眼神就能明白对方的心意那种。

1. 基本概念

1.1. 什么是嵌入式？

嵌入式系统，简单来说，就是一种被嵌入到其他设备或机器中的计算机系统。

你可以把它想象成是一个超级智能的“小盒子”，它能让其他设备变得更加智能和自动化。想象一下，你家里的电视、洗衣机、空调，还有手机、电脑等，这些设备里面其实都有一个“小盒子”在控制它们。这个“小盒子”就是嵌入式系统，它负责接收指令、处理数据、控制设备的各种功能。

PC算不算嵌入式系统？

虽然PC也包含了处理器、内存和输入输出设备等硬件组件，并且运行着各种软件来控制这些硬件，但PC并不属于嵌入式系统的范畴。

嵌入式系统通常被嵌入到其他设备或系统中，用于控制或监视这些设备或系统的运行，而PC则是一个独立的计算机系统，用于执行各种复杂的计算任务和应用程序。嵌入式系统的硬件和软件通常是为特定的应用而定制的，而PC则是一个通用的计算平台，可以运行各种软件和应用程序。因此，虽然PC和嵌入式系统在硬件和软件方面有一些相似之处，但它们的应用和目的却有很大的不同。

• 定义：嵌入式系统是一种专门设计用于控制和执行特定任务的计算机系统，它通常嵌入在其他设备中。
• 特点：

1.2. 什么是单片机？

单片机这个词呢，对于大学学习过，电子相关专业的同学来说应该并不陌生。

如果没有接触过单片机的同学呢，会不会觉得，单片机是不是离我们太遥远了，其实呢它就在我们的身边。

比如说早上叫醒我们的闹钟，还有我们上班或者上学，所乘坐的这个汽车，以及我们生活中呢，所见到的，形形色色的这样的一个电子产品，都是有着单片机的一个控制。

可以说呢，小到这一个儿童玩具，大到这个航天航空是吧，都是有着单片机的一个控制。

定义：单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器核心、存储器和各种输入输出接口的微型计算机系统。它具有完整的计算机功能，包括数据处理、控制和通信等，通常被用于嵌入式系统中。

嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，通常被嵌入到其他设备或系统中，用于执行特定的控制、监控或处理任务。因此，单片机是嵌入式系统的重要组成部分。

• 特点：

1. 集成度高：单片机将微处理器、存储器、IO口等集成到一块芯片上，体积小巧。
2. 低成本：由于高度集成，制造成本相对较低，适合大规模应用。
3. 低功耗：通常工作在低电压和低功耗模式，适合移动设备和电池供电系统。
4. 实时性强：单片机具有快速响应的能力，适用于需要实时控制的应用场景。
5. 易于编程：使用C语言或汇编语言等高级语言编程，便于开发和维护。

1.3. 什么是IC？

定义：集成电路芯片（Integrated Circuit，IC）

是一种将多个电子元件集成在单个半导体芯片上的微型化电路。

这些元件可以包括晶体管、电阻、电容、电感等，以及各种逻辑门、存储单元和功能模块。集成电路芯片通过在单个芯片上集成大量的元件和功能单元，实现了高度集成、小型化、低功耗、高性能的特点。

把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。IC可以是实现特定功能或任务的电路，例如放大器、计时器、逻辑门等。

特点

1. 微型化：它们都是采用集成电路技术实现的微型化电子器件，具有体积小、质量轻、功耗低等特点。
2. 功能性：它们都可以实现特定的电路功能，无论是简单的电路还是复杂的系统。

1.4. 什么是MCU？

MCU，全称为Microcontroller Unit，也就是微控制单元，也可以被叫做单片微型计算机或者单片机。

定义：微控制器（MCU）是一种集成了中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM、Flash等）、输入/输出接口和各种外围设备控制器的单片集成电路。

一台能够工作的计算机要有这样几个部件构成：CPU（进行运算、控制）、 RAM （数据存储）、ROM（程序存储）、输入/输出设备。而在单片机中，这些部件全部被做到一块集成电路芯片中，所以就称 为单片机（也称微控制器 MCU）。

你可以把它想象成一个“超级小型的电脑”，但比普通的电脑更加专一和精简。MCU里面有一个微处理器核心，就像是电脑的CPU一样，负责执行指令和处理数据。但它还有其他的组件，比如储存器（用来存储程序指令和数据），以及外设接口（用来和其他设备进行连接和通信）。这些组件都被整合在一个非常小的芯片上。

分类：

1. 按存储器类型：MCU可以分为无片内ROM型和带片内ROM型两种。无片内ROM型的芯片必须外接EPROM才能应用，而带片内ROM型的芯片又分为片内EPROM型和片内掩膜ROM型。

2. 按指令集架构：MCU可以分为复杂指令集架构（CISC）和精简指令集架构（RISC）。CISC虽然指令能力强，但是CPU结构复杂度较高；而RISC的指令长度是固定的，采取流水线的概念，将处理过程划分为多个阶段，每个时钟周期可以执行一条指令，允许并行处理。常见的ARM、PowerPC、MIPS、RISC-V等程序架构均属于RISC体系。

3. 按总线宽度：MCU主要分成8位、16位、32位，位数越高，性能和功耗、开发难度亦越高。

4. 按体系结构：可分为CISC与RISC两大主流，从出货量上看RISC占据市场主流（76%）。

MCU的主要工作是接收传感器数据、处理信息和执行命令，从而控制其他设备的运行。它就像是设备的“大脑”，负责发出指令和做出决策。MCU的应用非常广泛，几乎无处不在。比如，在汽车中，MCU负责控制发动机、刹车和安全系统等关键部分。在家庭中，MCU也被用在各种电子设备中，如电视、空调和洗衣机等。此外，它还被广泛应用于医疗设备、工业自动化、智能家居等领域。所以，简单来说，MCU就是一个被整合了各种功能的“超级小型的电脑”，用来控制其他设备的运行。

1.5. 什么是MPU？

微处理器单元（MPU）Microprocessor Unit：

定义：微处理器是微机中的中央处理器，是构成微机的核心部件。它起到控制整个微型计算机工作的作用，产生控制信号对相应的部件进行控制，并执行相应的操作。微处理器内部集成了控制器、运算器和寄存器三部分。

MPU（微处理器）可以比作是计算机或通信设备中的“大脑”或“指挥官”。它负责接收和执行来自内存或其他部件的指令，就像我们的大脑接收和执行来自身体或外部环境的指令一样。想象一下，你正在准备一顿晚餐。在这个过程中，你的大脑（相当于MPU）会接收来自眼睛、手、鼻子等感官的信息，比如食材的外观、手感、气味等。然后，大脑会根据这些信息以及你的烹饪经验（相当于存储在计算机内存中的程序和数据）来做出决策，比如选择什么食材、如何搭配、用什么烹饪方法等。

分类：

1.Intel x86 架构处理器;如Intel Core i7、i5、i3 等系列。

2.AMD x86 架构处理器;如AMD Ryzen 系列、AMD FX 系列等。

3.ARM 架构处理器;如Cortex-A 系列，用于嵌入式系统、移动设备和嵌入式系统。

4.IBM Power 架构处理器;如PowerPC 系列，用于高性能计算和服务器领域。

5.MIPS 架构处理器;如Loongson 系列，用于嵌入式系统和网络设备等。

MPU会根据存储在内存中的程序和数据来执行各种运算和判断，从而控制计算机或通信设备的各种操作。比如，当你用手机打电话时，MPU会负责处理语音信号、管理通信协议、确保通话质量等。简而言之，MPU就像是计算机或通信设备中的“大脑”，负责接收指令、做出决策并控制各个部件的协同工作。

1.6. 什么是ARM？

定义：ARM（Advanced RISC Machine）是一类微处理器的统称，采用的是RISC指令集。

ARM既可以指一家公司，也可以指一种技术，同时也可以是一类微处理器的统称。首先，ARM是全球领先的半导体知识产权（IP）提供商，设计了大量高性价比、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。其次，ARM还是一种技术，具有性能高、成本低和能耗省的特点，在智能机、平板电脑、嵌入控制、多媒体数字等处理器领域拥有主导地位。

特点：

1. 高性能与低功耗：ARM处理器采用RISC（精简指令集计算机）架构，使指令执行速度更快，占用更少的空间。同时，它还具有低功耗的特点，适用于需要长时间续航的移动设备或嵌入式系统。

2. 小型化与低成本：ARM处理器的体积小，所需的电路很小，使得它非常适合用于创建小巧、轻型的设备。此外，ARM处理器的设计生产成本相对较低，因此制造商可以以较低的价格生产大量的芯片和设备。3. 易扩展与灵活性：ARM处理器提供了多种扩展接口和标准总线，方便用户进行自定义拓展和二次开发。同时，它采用了一种灵活的设计构架，允许制造商将芯片用于多种不同的操作系统和设备。

4. 良好的兼容性：ARM处理器能很好地兼容8位/16位器件，同时支持Thumb（16位）和ARM（32位）双指令集，使得它能够在不同的应用场景中发挥出最佳的性能。

5. 高度可靠性：ARM处理器具有高度的稳定性和可靠性，可以在各种复杂的环境下工作，保证了设备的稳定运行。这些特点使得ARM处理器在移动设备、嵌入式系统、家用电器等领域得到了广泛的应用。

另外，ARM还是一类微型处理器的统称，这些微处理器包含多个系列，每个系列都有各自的特点和应用领域。例如，ARM7系列主要用于低功耗、高性能的嵌入式应用，而ARM9系列则提供了更高的性能和更丰富的功能集，适用于更广泛的嵌入式和移动设备应用。在通信领域，ARM技术广泛应用于各种通信设备中，如手机、路由器、交换机等。由于ARM处理器具有高性能、低功耗和低成本等优势，因此它们非常适合用于需要高效处理和快速响应的通信设备中。例如，智能手机中的处理器往往采用ARM架构，以提供流畅的用户体验和高效的通信功能。

1.7. 什么是C51？

1. 定义：
2. 特点：

具有较低的成本和功耗

1. 应用：

常用于对资源要求不高、功耗要求低、周期性任务较简单的应用场景。

1.8. 什么是STM32？

1. 定义：
2. 特点：

具有高性能和丰富的外设。

低功耗型、高性能型、多功能型等。

适用于复杂的控制任务和要求高性能的应用场景

1. 应用：

1.9. 单片机与嵌入式系统的关系

1. 嵌入式系统是单片机的应用场景：
2. 单片机是嵌入式系统的处理器：
3. 单片机为嵌入式系统提供了计算和控制功能：
4. 嵌入式系统通常由单片机和外围设备组成：

1.10. C51与STM32之间的关系

1.11. C51和STM32与嵌入式的关系

• C51和STM32都是嵌入式系统开发平台，用于嵌入式系统的软件开发和硬件控制。
• C51适用于简单的控制任务，其基于8051单片机，适合于对资源要求不高、功耗要求低的应用场景。
• STM32适用于复杂的控制任务和高性能要求，其基于32位ARM Cortex-M系列，具有更高的计算能力和更多的外设，适用于各种复杂的嵌入式应用。

2. 嵌入式的产品介绍

2.1. 智能穿戴

2.2. 智能安防

2.3. 智能手机

2.4. 智能家居

2.5. 物联网

现代化的会议场所集合了电脑及多种视音频输入输出设备，操作者需要对每个设备实现控制，还要完成设备间的信号切换，使之在一个或多个演播设备中播出，同时现代化的会议对灯光、电动屏幕及窗帘的配合控制也是必不可少的要求。针对以上问题，中央控制系统是最佳解决方案, 它将多种信号的选择输出及具体设备的操作集中在一个触摸屏或计算机控制界面上，操作者通过直观的控制界面操作，将复杂的会议设备操作及环境控制变得轻松自如。

2.6. 无人机领域

无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）领域与嵌入式系统密切相关，嵌入式技术在无人机的设计、控制、感知、通信等方面发挥着重要作用。

2.6.1. 飞行控制

• 飞行控制系统：嵌入式系统作为飞行控制系统的核心，负责飞行姿态稳定控制、航向控制、高度控制等。
• 飞控芯片：专用的嵌入式处理器（如STM32等）用于实现飞行控制算法，确保无人机的安全飞行。

2.6.2. 自主导航与感知

• 传感器集成：无人机配备了多种传感器，如惯性测量单元（IMU）、GPS、气压计等，用于实时感知环境和飞行状态。
• 视觉系统：嵌入式视觉系统通过图像处理技术实现无人机的目标识别、障碍物检测、自主导航等功能。

2.6.3. 数据链与通信

• 数据链通信模块：嵌入式系统实现无人机与地面控制站、其他飞行器的实时数据传输和控制。
• 协议栈：支持通信协议栈，如Wi-Fi、蓝牙、LoRa等，实现无人机的遥控、遥测和数据传输。

2.6.4. 航拍与遥感

• 航拍控制系统：嵌入式系统用于控制摄像头和云台，实现航拍图像的稳定和自动控制。
• 图像处理：利用嵌入式系统进行图像处理，实现航拍图像的增强、修复、拼接等处理。

2.7. 汽车领域

智能汽车领域对嵌入式系统提出了严苛的要求，嵌入式技术在智能汽车的感知、控制、通信、安全等方面发挥着不可或缺的作用，对于提升车辆性能、安全性和舒适性具有重要意义。因此，智能汽车领域为嵌入式系统的应用提供了广阔的发展空间和机会。

2.7.1. 控制系统

• 车辆控制单元（ECU）：智能汽车中包含多个ECU，用于控制发动机、车辆动力系统、刹车系统、转向系统等。这些ECU采用嵌入式系统来实现实时控制和监测，确保车辆安全性和性能。
• 嵌入式实时操作系统（RTOS）：用于控制车辆各个系统的嵌入式实时操作系统，保证了对车辆控制的及时响应和高效管理。

2.7.2. 感知与感知处理

• 传感器技术：智能汽车配备了各种传感器，如雷达、摄像头、激光雷达等，用于感知周围环境、车辆状态等信息。
• 嵌入式视觉处理：利用嵌入式系统进行图像处理、目标检测、跟踪等，实现车辆的自动驾驶和环境感知。

2.7.3. 3. 通信与联网

• 车联网通信模块：智能汽车通过车联网通信模块实现与云端、其他车辆、交通基础设施等的数据交换和通信。
• 车辆到车辆（V2V）通信：嵌入式系统支持车辆间的实时通信，实现车辆之间的信息共享、协同行驶等功能。

2.7.4. 人机交互

• 嵌入式娱乐系统：智能汽车中的娱乐系统由嵌入式系统支持，包括触摸屏、语音识别、娱乐应用等，提供丰富的娱乐和信息服务。
• 语音交互系统：利用嵌入式语音识别技术实现车内的语音控制，提高驾驶员的驾驶安全性和便利性。

2.7.5. 安全与自动驾驶

• 车辆安全系统：嵌入式系统支持车辆的安全功能，如车道偏离警示、碰撞预警、自动紧急制动等，提高驾驶安全性。
• 自动驾驶技术：智能汽车利用嵌入式系统实现自动驾驶功能，包括自动巡航、自动泊车、交通拥堵自动驾驶等。

2.7.6. 软件更新与维护

• 远程软件更新：通过嵌入式系统实现车辆远程软件更新，提供新功能、修复BUG、提高安全性。
• 远程诊断与维护：利用嵌入式系统实现对车辆状态的远程诊断和维护，提高维修效率和服务质量。

3. 嵌入式就业前景

3.1. 行业需求持续增长

• 智能化趋势：随着物联网、智能家居、智能医疗等领域的不断发展，对嵌入式系统的需求将继续增长。
• 自动化需求：工业自动化、智能制造等领域对嵌入式系统的需求也在不断增加。
• 新兴领域需求：如智能交通、智能农业、智能城市等，都需要大量的嵌入式系统支持。

3.2. 技术更新换代

• 新技术应用：新技术的出现，如人工智能、机器学习、深度学习等，对嵌入式系统的应用提出了新的需求。
• 硬件进步：硬件技术的发展，如处理器性能提升、低功耗技术、传感器技术的进步等，为嵌入式系统的应用提供了更多可能性。

3.3. 多领域应用

• 汽车电子：汽车电子系统的智能化、电动化、自动化等需求，对嵌入式系统工程师的需求量大。
• 消费电子：智能手机、智能家电、可穿戴设备等的发展，需要大量的嵌入式系统支持。
• 医疗电子：医疗设备的智能化、远程监测等趋势，对嵌入式系统的需求不断增加。
• 工业控制：工业自动化、机器人、智能制造等领域对嵌入式系统的应用广泛。

3.4. 专业技能需求

• 软硬件结合：嵌入式系统工程师需要掌握软件和硬件的知识，能够进行软硬件协同设计。
• 低功耗设计：随着移动设备和物联网的发展，对低功耗设计的需求增加。
• 实时系统开发：许多嵌入式应用需要实时响应能力，掌握实时系统开发技术尤为重要。
• 通信技术：掌握通信协议和网络技术，能够实现设备间的数据交换和通信。

3.5. 发展趋势

• 人工智能与嵌入式系统融合：将人工智能技术与嵌入式系统相结合，实现更智能、更自动化的应用。
• 物联网的发展：随着物联网的普及，对嵌入式系统的需求将会更加广泛。
• 边缘计算：边缘计算技术的发展，使得更多的计算和决策能力移到设备端，对嵌入式系统的要求也在不断提高。

3.6. 招聘信息