嵌入式控制(1)---从51单片机到嵌入式系统

从51单片机到操作系统原理
-----学习感想
今天是9月13日，陈冰老师进行了第一次嵌入式系统相关讲座。按照上手程度从易到难，发展时间先后顺序，给大家讲述了：单片机的概念及工作原理，操作系统存在的必要性和其实现的功能。演示了：单片机在KEIL开发环境下配置，编译，烧写，嵌入式系统在串口通信条件下程序编译与执行。用仅仅四个小时不到的时间对嵌入式系统进行了由浅入深，详简有度，条理清晰的讲解。
1．51单片机
8051单片机较为简单，基础。其采用冯诺依曼构架，主要结构包括：运算核心，寄存器，rom，ram，clock以及其他外设。51单片机的工作原理及工作程序包括以下几点：
1． 单片机内部的重要操作是从rom中读取程序，暂存于寄存器，程序中产生的变量则进入ram。也就是，单片机重要的操作就是搬运。
2． 程序可以通过读取、写入引脚变量完成与外界交换数据。每个引脚对应一个地址，对指向该地址的指针进行操作就是实现I/O。
3． 单片机的程序里面有一个重要的主循环，但主循环里所实现的功能并不是最重要的。重要、复杂的共能主要在中断中实现。
4． 程序中断或进入子function时，需要保存当前状态。将当前寄存器内容，指令指针存进栈中。中断完成后重新弹栈，恢复中断前状态。
5． 程序在运行过程中，可以响应外部变化，对新变量分配内存，称为堆。
6． 程序在烧写前需要经过编译，链接。编译实际上是给指令脱衣服，而链接需要硬件信息，将指令烧写进对应地址。
由于单片机变成接近硬件底层，直接在硬件上执行程序，可能会溢出导致系统错误等一系列难发觉的bug。所以，考虑让程序通过操作系统和硬件进行相关操作。操作系统的作用在于：虚拟化、持久化、并行化。
2．操作系统
虚拟化的主要作用是实现并行多任务。操作系统需要调度系统资源，面对每个请求资源的程序，操作系统都对其分配”全部内存资源”，而这种分配方式是通过MMU向内存空间中映射完成的。由此实现运行在操作系统上的所有程序，都能够调配足够资源。
并行化是指在linux操作系统下，一切皆文件。之前我对linux系统已有了解，但今天收获了在linux系统下，连进程亦是文件，可以读取进程中所执行指令的地址等内容。中断即保存进程，保存进程即保存文件。嵌入式系统中I/O口亦是文件。通过向I/O文件中读写，可改变或读取I/O状态。和51单片机中改变程序变量值的方式区别很大。
我之前的单片机基础停留在修改例程，实现跑马灯的水平。并且，在我之前的思想里，单片机开发主要手段就是修改例程，在其他人盖好的大楼里简单的添砖加瓦，窥一斑私以为得全豹，见一足全当是知大象。虽然今天的讲座并未大幅提升我的实际操作水平，却让我对单片机、嵌入式系统有了较为全面、系统的认识，获得了自主学习嵌入式系统的能力。
纸上学来终觉浅,talk is cheap,show the code