基于stm32的嵌入式系统开发及其在车辆管理上的应用

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1、基于STM32的嵌入式系统开发及其在车辆管理上的应用第1章绪论1.1嵌入式系统的发展嵌入式系统主要包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器、存储器及外设和I/O端口、图形控制器等；软件部分包括操作系统和应用程序。嵌入式系统硬件的核心是嵌入式微处理器，它的功能、外设集成度、速度、功耗、体积、成本、可靠性、电磁兼容性等方面均受到应用要求的制约，是各个半导体厂商之间竞争的热点。嵌入式系统的软件是实现嵌入式系统功能的关键，软件要求固化存储，软件代码要求高质量、高可靠性，系统软件的高实时性是许多场合也是基本要求。多任务嵌入式操作系

2、统是知识集成的平台，是嵌入式系统走向工业标准化道路的基础，是嵌入式系统研究的重要方向。随着1971年Intel推出第一片微处理器4004，其后各厂家迅速推出了8位、16位的微处理器。70年代，以这类微处理器构成的嵌入式系统得到了迅猛的发展，广泛应用于仪器仪表、医疗设备、机器人、家用电器等领域。到了80年代，随着微电子工艺水平的提高，集成电路制造厂商开始把微处理器与外围I/O、A/D、D/A、串口、RAM、ROM相结合起来，集成到一块芯片上，构成了面向I/O设计的微控制器，即单片机。单片机的出现使得嵌入式系统应用更方便

3、、更小型化，大大推动了嵌入式系统在仪器仪表、电脑配件、智能设备上的应用。到20世纪90年代，单片机、微处理器的性能有得到了很大的提高，以DSP、32位处理器为代表的面向特定应用、高速的微处理器纷纷推出，在分布控制、柔性制造、数字化通信和数字化家电、个人数字助理等领域得到了广泛应用。目前，嵌入式系统微处理器正朝着高速、高集成度、低功耗方向发展，片上系统(SystemOnaChip，SoC)设计使得嵌入式系统体积做得更小，功耗大幅降低，是未来手持设备的主要发展方向。当然，从总量来说，单片机系统在嵌入式系统中还将占大多数，

4、它能满足一般的控制需要，并且简单、稳定、价廉，在低端应用领域中将仍然占据主导地位。.........1.2论文选题的意义和研究的内容尽管嵌入式系统己经深入到车辆管理系统、工业过程控制和人们日常生活的方方面面，但是，将嵌入式系统作为一门学科进行研究，还是一个新兴的课题。嵌入式系统对于软硬件的设计都提出了更高的要求。硬件功能的模块化设计，使系统根据具体的需求方便裁剪。软硬件的协同设计，合理分配系统资源，达到软硬件同步设计，缩短开发周期。操作系统的移植，封装丰富的接口驱动函，达到软硬件分离的目的，方便上层应用程序的开发。因

5、而嵌入式设计人员必须同时具备硬件和软件两方面的知识与技能。在硬件方面，需要了解特定任务队微处理器、存储器、外围设备和接口的要求，能够根据任务需求选择性能指标合适的元件，并且能够设计电子电路包括原理图和PCB版图。在软件方面，要求熟悉嵌入式操作系统。要求能根据需要裁剪内核，编写特定的接口和设备驱动。会使用嵌入式系统的中间件，如FatFs、uC/GUI等，方便实现上层应用程序的设计。本篇论文主要研究的内容可分为以下几个方面：针对STM32处理器进行了硬件平台的开发，扩展出各种外围接口。论文还结合在该平台的设计思路，提出了

6、模块化的开发过程，分为嵌入式最小系统和基于最小系统的外围功能模块，此划分的目的在于帮助嵌入式开发者掌握嵌入式系统各个接口的应用，使嵌入式开发人员快速掌握其开发过程。关于STM32嵌入式平台的应用，提出了一种双卡识别车辆管理系统的解决方案，该方案从总体上将车辆管理系统划分为车辆读卡控制器、车辆读卡器、车辆出入控制器和远端服务器以及查询系统。创新点在于将车辆分为单位私车和单位公用车，车辆进出权限分别处理，车辆通行记录保存在本地嵌入式系统中，并能与服务器通信进行数据的交互。本论文对该系统的实现进行了总体的概述，进一步指明应

7、用嵌入式平台进行产品开发的过程，表明了嵌入式系统这门学科与实际应用的紧密联系。本论文设计的开放式嵌入式平台，为嵌入式系统研究和开发提供了实验环境，可方便学习和二次开发。同时本论文也提供了嵌入式软硬件设计的具体方法，通过双卡识别车辆管理系统实例，为嵌入式开发人员提供了嵌入式系统设计的整体思路。低功耗的处理器、高性能的操作系统，使得STM32处理器与uC/OS-II成为嵌入式工控领域的最佳搭档。..........第2章嵌入式系统硬件模块化设计2.1嵌入式系统开发环境分析根据IEEE的定义，嵌入式系统是：控制、监视或者辅

8、助设备机器和车间运行的装置。这主要是从应用角度来加以定义的。不过上述定义并不能充分体现出嵌入式系统的精髓。目前国内一个普遍被认同的定义是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，使用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专有计算机系统。嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用结合才会具有生命力，才更具有