从0到1手把手教你用嵌入式操作系统【李述铜主讲】

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从 0 到 1 手把手教你用嵌入式操作系统【李述铜主讲】

第一章：嵌入式操作系统入门

1.1 认识嵌入式系统

嵌入式系统是一种 “嵌入到对象体系中，为完成特定任务而设计的专用计算机系统”，广泛应用于智能家居、汽车电子、工业控制、医疗设备等领域。以智能手环为例，它通过嵌入式系统实现心率监测、计步、睡眠分析等功能；汽车中的发动机控制系统，借助嵌入式系统精确控制燃油喷射与点火时机。与通用计算机系统不同，嵌入式系统通常资源受限，需在有限的处理器性能、内存和存储条件下，高效完成特定任务。

1.2 嵌入式操作系统的作用

嵌入式操作系统（Embedded Operating System，EOS）是嵌入式系统的核心软件，负责管理系统硬件资源、调度任务、提供通信机制等。在智能家居场景中，嵌入式操作系统协调智能门锁、灯光、空调等设备，实现自动化控制；在工业自动化生产线，它保障多个任务（如设备监控、数据采集、指令执行）有序运行。相比裸机编程，使用嵌入式操作系统可提升代码的模块化与可维护性，加速产品开发进程。

1.3 常见嵌入式操作系统介绍

常见的嵌入式操作系统众多，如实时性强的 μC/OS - III，常用于对时间敏感的工业控制、航空航天等领域；FreeRTOS 以轻量级、可裁剪著称，在物联网设备中广泛应用；Linux 凭借丰富的开源资源和强大的网络功能，成为嵌入式领域的热门选择，尤其适用于智能网关、机器人等复杂系统。李述铜老师的课程将围绕特定操作系统展开教学，助你深入掌握其特性与应用。

第二章：嵌入式操作系统基础原理

2.1 任务与任务调度

任务是嵌入式操作系统中最小的工作单元，每个任务执行特定功能。任务调度算法决定任务执行顺序，常见的有优先级调度，高优先级任务优先执行；时间片轮转调度，每个任务分配相同时间片轮流执行。李述铜老师会通过代码示例，讲解如何创建任务、设置优先级，以及不同调度算法在实际系统中的运行机制。

2.2 中断与异常处理

中断是外部设备向 CPU 发送的紧急信号，如按键按下、传感器数据更新；异常则是 CPU 内部产生的特殊事件，如除法错误、内存访问越界。嵌入式操作系统需高效处理中断与异常，保存当前任务状态，切换到中断服务程序或异常处理程序，处理完毕后恢复任务运行。课程中会深入剖析中断处理流程，以及如何优化中断响应时间，确保系统实时性。

2.3 内存管理

嵌入式系统内存资源有限，合理的内存管理至关重要。静态内存分配在编译时确定内存大小，适用于固定数据结构；动态内存分配在运行时按需分配内存，但需避免内存泄漏和碎片问题。李述铜老师将介绍不同内存管理策略，以及如何通过操作系统提供的接口，安全、高效地管理内存。