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嵌入式教程之系统的应用

发布：嵌入式培训
来源：嵌入式学习笔记
时间：2018-01-09 15:58
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嵌入式系统被广泛应用于各个领域，如消费类电子产品、自动化家用与安全系统、电信、汽车工业、医疗保健、控制与仪表、银行业与零售业等。即使在同一个领域，根据系统应用背景的不同，嵌入式系统也可能具有不同的功能。嵌入式系统设计用于完成以下一个或着多个任务：

(1) 数据的采集、存储与表示

(2) 数据通信

(3) 数据(信号)处理

(4) 检测

(5) 控制

(6) 专用用户界面

1 数据的采集、存储与显示

用于数据采集的嵌入式系统将外界采集数据采集到系统内部。数据采集完毕后，通常用于存储、分析、处理和传输。术语数据(data)指各种信息，包括：文本、声音、图像、视频、电信号、以及其他任何可测量的物理量。数据可以是模拟(连续)的，也可以是数字(离散)的。

对于使用模拟数据捕获技术的嵌入式系统，是采用模拟信号的方式直接采集数据;而对于数字数据采集机制的嵌入式系统，则是通过模数(Analog to Digital，A/D)转换器将模拟信号转换为数字信号，然后采集与模拟数据等价的二进制信息。如果数据是数字的，那么数字嵌入式系统则可以直接捕获数据，不需要使用额外的接口。

采集到的数据后，可直接存储到系统，可传输到其他系统中，可由系统进行处理，也可在有意义的显示之后删除。其后的操作完全取决于嵌入式系统设计的目的。有些嵌入式系统可对采集到的数据进行存储，用于后续的处理与分析。

2 数据通信

嵌入式数据通信的应用范围覆盖简单的家庭网络系统乃至复杂的卫星系统。嵌入式的数据传输，可以通过有线介质完成，也可通过无线介质完成。在以往的嵌入式系统中，有线介质是常用的选择，随着技术的进步和发展，无线技术正逐步变成实际标准。无线介质提供了更便宜、更便捷的通信解决方案。数据可以通过模拟方式传输，也可通过数字方式传输。现代工业往往趋向于使用数字通信。

数据采集嵌入式终端本身可以包含数据通信单元，如无线模块(蓝牙、ZigBee、WiFi、3G、4G、LTE等)或有线模块(RS232、RS422、RS485、CAN、USB等)。某些嵌入式系统的行为介于发送终端和接收终端之间的专用传输设备，提供某些复杂的功能，如：数据打包、加密与解密。路由器和交换机等就是嵌入式系统专用于数据传输的典型实例。

3 数据(信号)处理

具有信号处理功能的嵌入式系统，往往被用于信号处理领域，如语音编码、语音合成、视频编解码等。

4 检测

用于监测的嵌入式系统属于此类。在医疗领域，几乎所有的嵌入式产品都有监测功能。通过传感器，此类系统可以确定某些变量的当前状态，但是此类系统不能对变量进行控制。如心电图仪可以监测病人的心跳，不能控制病人的心跳。

5 控制

此类嵌入式系统具有控制功能，根据输入变量的变化情况，可以对某些变量进行控制。具有控制功能的系统，包括传感器和激励器。通过传感器可以捕捉环境变量的变化，根据变量的变化情况，系统通过激励器对变量进行控制，将受控变量调整到指定范围。

空调系统，就是此类系统的典型代表。

6专用用户界面

此类嵌入式系统具有特定的用户界面，比如按键、开关、接盘、指示灯、喇叭、数码管等。