《鴻蒙嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》系統(tǒng)地介紹了嵌入式系統(tǒng)的基本原理和基礎(chǔ)知識，詳細(xì)講述了ARM處理器、ARM指令集、鴻蒙應(yīng)用程序開發(fā)基礎(chǔ)、DevEco Studio開發(fā)平臺應(yīng)用基礎(chǔ)及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等相關(guān)知識，包括處理器架構(gòu)、存儲器管理、內(nèi)核介紹、ARM指令的尋址方式、ARM指令簡介、常見嵌入式操作系統(tǒng)介紹、原子化服務(wù)、DevEco Studio應(yīng)用服務(wù)開發(fā)、Ability框架、媒體開發(fā)、AI開發(fā)等內(nèi)容。同時(shí)，對嵌入式操作系統(tǒng)、鴻蒙OS數(shù)據(jù)庫開發(fā)等做了簡明闡述，最后還列舉了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)案例。
《鴻蒙嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》以鴻蒙操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，列舉了大量實(shí)例及源代碼，并配有完整的教學(xué)資源，包括PPT課件、習(xí)題集及參考答案、程序源代碼等。
《鴻蒙嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》可作為高等院校計(jì)算機(jī)、電子、自動化、儀器儀表等專業(yè)嵌入式系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動終端開發(fā)、鴻蒙應(yīng)用程序設(shè)計(jì)等課程的教材，也可作為廣大從事ARM和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的工程技術(shù)人員的參考用書。

《鴻蒙嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》借鑒國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的教材和業(yè)界最新的自主可控的HarmonyOS開發(fā)技術(shù)，全面介紹了嵌入式系統(tǒng)相關(guān)的基礎(chǔ)知識，以及基于HarmonyOS的開發(fā)知識及技巧。全書共分10章，主要介紹了嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、ARM處理器、ARM指令集、常見嵌入式操作系統(tǒng)、鴻蒙操作系統(tǒng)移植及調(diào)試、鴻蒙應(yīng)用程序開發(fā)基礎(chǔ)、DevEco Studio開發(fā)平臺應(yīng)用技巧，以及典型嵌入式系統(tǒng)功能開發(fā)等。

　　在當(dāng)前國際、國內(nèi)形勢下，我國進(jìn)一步強(qiáng)化了高新技術(shù)及產(chǎn)品的自主可控，基于我國自主研發(fā)的鴻蒙操作系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用范圍會越來越廣、越來越深，市場及崗位需求也會越來越旺盛。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，操作系統(tǒng)、嵌入式開發(fā)工具的國產(chǎn)化需求越來越強(qiáng)，所以這方面的人才培養(yǎng)需求也更加迫切。
　　隨著物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和普及，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，并逐漸滲透到我們?nèi)粘Ｉ�活的方方面面，小到手機(jī)、手環(huán)、MP3、可視電話等電子產(chǎn)品，大到汽車電子、醫(yī)療器械、航空航天等，都離不開嵌入式系統(tǒng)。
　　嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)也在不斷完善，功能不斷增多。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前我國嵌入式行業(yè)人才需求巨大，至少存在30萬～50萬的人才缺口。隨著人工智能和汽車電子嵌入式開發(fā)業(yè)務(wù)需求量的增加，未來嵌入式專業(yè)的崗位需求還將持續(xù)增加。
　　此外，嵌入式系統(tǒng)行業(yè)也呈現(xiàn)出與以往不同的發(fā)展趨勢，主要表現(xiàn)在以下幾方面。
　　(1) 目前的嵌入式開發(fā)更傾向于智能化，即智能硬件(硬件 軟件)，嵌入式產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢是更傾向于自動化控制和人機(jī)交互。想要做到人機(jī)交互，首先必須提供精巧的多媒體人機(jī)界面。想要嵌入式設(shè)備被人們樂于接受，就必須提供友好的人機(jī)界面，增加機(jī)器的親和力。如司機(jī)操縱高度自動化的汽車，主要還是通過習(xí)慣的方向盤、腳踏板和操縱桿；人們與信息終端交互要求以GUI屏幕為中心的多媒體界面，手寫文字輸入、語音撥號上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件以及彩色圖形、圖像已取得不錯(cuò)成效。針對這些需求，鴻蒙面向全場景的分布式操作系統(tǒng)能很好地適用于一系列設(shè)備，從真正意義上體現(xiàn)了萬物互聯(lián)的理念。
　　(2) 嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)需要強(qiáng)大的開發(fā)工具和操作系統(tǒng)。隨著嵌入式電子設(shè)備的功能越來越豐富，電氣結(jié)構(gòu)也日漸復(fù)雜。為了滿足應(yīng)用功能的升級，設(shè)計(jì)師們一方面采用更強(qiáng)大的嵌入式處理器如32位、64位RISC芯片或信號處理器DSP增強(qiáng)處理能力；同時(shí)還采用實(shí)時(shí)多任務(wù)編程技術(shù)和交叉開發(fā)技術(shù)來控制功能復(fù)雜性，簡化應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，保障軟件質(zhì)量和縮短開發(fā)周期，例如鴻蒙系統(tǒng)具有的分布式軟總線概念以及 DevEco Studio開發(fā)平臺。
　　(3) 隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，嵌入式設(shè)備要連上互聯(lián)網(wǎng)，此時(shí)就必須要提供網(wǎng)絡(luò)通信接口，不僅要支持TCP/IP，有些還需要支持IEEE 1394、USB、藍(lán)牙、IrDA等無線傳感網(wǎng)，同時(shí)還要提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動軟件。
　　(4) 為了減少資源浪費(fèi)，充分利用資源，要在小型電子設(shè)備中裝入嵌入式系統(tǒng)，這就要求設(shè)計(jì)時(shí)盡量精簡系統(tǒng)內(nèi)核、算法，降低功耗和軟硬件成本。嵌入式產(chǎn)品要降低處理器的性能，限制內(nèi)存容量，復(fù)用接口芯片，這也要求軟件開發(fā)人員有豐富的嵌入式編程經(jīng)驗(yàn)和硬件知識。鴻蒙憑借多終端開發(fā)IDE、多語言統(tǒng)一編譯、分布式架構(gòu)Kit提供屏幕布局控件以及交互的自動適配，支持控件拖曳，面向預(yù)覽的可視化編程，從而使開發(fā)者可以基于同一工程高效構(gòu)建多端自動運(yùn)行App，實(shí)現(xiàn)真正的一次開發(fā)、多端部署，在跨設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)共享生態(tài)。
　　(5) 利用通信、嵌入式計(jì)算和傳感器等技術(shù)，人們研制出了各種具有感知、計(jì)算和通信等能力的微型傳感器。通過這些無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，人們可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)和任何環(huán)境條件下實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知、采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對這些信息進(jìn)行處理，獲得詳盡準(zhǔn)確的信息，傳送給需要這些信息的用戶。因此，這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐抗災(zāi)等領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)正是以其組網(wǎng)靈活﹑可靠性高﹑抗干擾能力強(qiáng)﹑功耗低和網(wǎng)絡(luò)容量大等特點(diǎn)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著顯著的作用。
　　鴻蒙的誕生拉開了永久性改變操作系統(tǒng)全球格局的序幕，全世界都看到鴻蒙憑借一己之力度過了建立生態(tài)的早期階段，并且在國內(nèi)迅速站穩(wěn)陣腳。對國內(nèi)市場來說，各家廠商彼此之間既是競爭對手，也在某種程度上組成一個(gè)微妙的利益共同體；對外部環(huán)境來說，由于鴻蒙的存在，就不能再隨意以非公平手段影響正常的商業(yè)環(huán)境，可以說鴻蒙的存在是極具重大戰(zhàn)略意義的。
　　鴻蒙系統(tǒng)支持多種設(shè)備，從智能手表、手機(jī)、平板，再到車載屏、智能家居，均可以升級為鴻蒙系統(tǒng)，從128KB內(nèi)存到高內(nèi)存，均適用于鴻蒙系統(tǒng)。鴻蒙系統(tǒng)在軟件層面實(shí)現(xiàn)了各硬件設(shè)備的整合，構(gòu)筑起了一個(gè)龐大的物聯(lián)網(wǎng)群體世界，這恰好貼合萬物互聯(lián)的發(fā)展趨勢。由此來看，鴻蒙系統(tǒng)的覆蓋范圍頗廣。
　　基于此，我們編寫了這本基于鴻蒙的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用教材，本書貫徹黨的二十大精神和習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會主義思想，堅(jiān)持正確的政治方向和價(jià)值導(dǎo)向，遵循高等教育教學(xué)規(guī)律和人才成長規(guī)律，落實(shí)課程思政要求，以滿足當(dāng)今社會對這方面的人才需求。
　　本書配套資源豐富，內(nèi)容包括工程文件及源代碼、教學(xué)課件、習(xí)題答案等。
　　本書由金維宏、江渝川、黃一鷗、孫寶剛擔(dān)任主編；張強(qiáng)、蔡宇、向飛、劉莉擔(dān)副主副。其中，金維宏負(fù)責(zé)第2、4章的編寫和全書的統(tǒng)稿工作；江渝川負(fù)責(zé)第3章的編寫工作；黃一鷗負(fù)責(zé)第1章的編寫及全書的第一次審校工作；孫寶剛負(fù)責(zé)第6章的編寫工作；張強(qiáng)負(fù)責(zé)第8章的編寫工作；蔡宇負(fù)責(zé)第7章的編寫工作；向飛負(fù)責(zé)第5章的編寫工作；劉莉負(fù)責(zé)第9章的編寫及全書的第二次審校工作；金宇浩負(fù)責(zé)全書的第三次及第四次審校工作。同時(shí)在本書的編寫過程中，金宇浩、譚楊歡和孫佳在收集整理資料、習(xí)題課件制作方面，也花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力，在此表示衷心的感謝。
　　由于編者水平有限，疏漏在所難免，歡迎批評指正。
　　
　　
　　 編 者

金維宏，1996年7月至2017年5月在中國人民解放軍重慶通信學(xué)院任教；先后任教研室副主任、主任工作，副教授。2017年9月至今在重慶人文科技學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院任物聯(lián)網(wǎng)工程系主任，并承擔(dān)相應(yīng)的教學(xué)科研工作。現(xiàn)為合川區(qū)大數(shù)據(jù)信息化專家?guī)鞂＜�、重慶市教育信息化專家委員會專家?guī)斐蓡T、重慶信息安全產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟專家?guī)鞂＜摇?br /> 主要從事計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的教學(xué)與研究，科研方向主要是計(jì)算機(jī)應(yīng)用及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用。主講軟件工程、算法設(shè)計(jì)與分析、數(shù)據(jù)庫原理等課程。工作期間，參與編制國家軍用標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)、主編教材一部、參編教材及崗位操作規(guī)范共四部；組織并承擔(dān)教學(xué)科研課題10余項(xiàng)，其中，獲軍隊(duì)科技進(jìn)步二等獎一項(xiàng)、三等獎一項(xiàng)，軍隊(duì)教學(xué)成果三等獎一項(xiàng)，省部優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎一項(xiàng)、二等獎一項(xiàng)。發(fā)表論文10余篇，其中EI收錄二篇；承研的科研項(xiàng)目中有7項(xiàng)在部隊(duì)及院校得到了持續(xù)應(yīng)用。

第1章 嵌入式系統(tǒng)概述 1
1.1 嵌入式系統(tǒng)簡介 2
1.1.1 嵌入式系統(tǒng)的定義及特點(diǎn) 2
1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)概念 3
1.1.3 嵌入式系統(tǒng)的組成 9
1.1.4 嵌入式系統(tǒng)的種類 13
1.2 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢 14
1.2.1 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 14
1.2.2 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 15
習(xí)題 16
第2章 ARM處理器 17
2.1 ARM處理器概述 18
2.1.1 ARM處理器簡介 18
2.1.2 ARM指令集架構(gòu)及其發(fā)展 19
2.1.3 ARM處理器工作模式 24
2.2 ARM處理器的架構(gòu) 26
2.3 ARM處理器的存儲器管理 26
2.3.1 ARM的基本數(shù)據(jù)類型 26
2.3.2 大/小端存儲模式 27
2.3.3 寄存器組 28
2.4 ARM處理器內(nèi)核及典型技術(shù) 30
2.4.1 ARM處理器內(nèi)核 30
2.4.2 ARM處理器采用的其他
指令集 35
2.4.3 ARM處理器內(nèi)核應(yīng)用選型 35
習(xí)題 36
第3章 ARM指令集 37
3.1 ARM指令集概述 38
3.1.1 ARM指令格式 38
3.1.2 ARM指令的條件碼 38
3.2 ARM指令的尋址方式 39
3.2.1 立即尋址 39
3.2.2 寄存器尋址 40
3.2.3 寄存器間接尋址 40
3.2.4 寄存器移位尋址 40
3.2.5 變址尋址 40
3.2.6 多寄存器尋址 41
3.2.7 相對尋址 41
3.2.8 堆棧尋址 41
3.2.9 塊復(fù)制尋址 42
3.3 ARM指令簡介 43
3.3.1 數(shù)據(jù)處理指令 43
3.3.2 跳轉(zhuǎn)指令 44
3.3.3 程序狀態(tài)寄存器(PSR)處理
指令 45
3.3.4 加載/存儲(Load/Store)指令 46
3.3.5 協(xié)處理器指令 49
3.3.6 異常產(chǎn)生指令 49
3.4 C語言與匯編語言的混合編程 49
習(xí)題 52
第4章 嵌入式操作系統(tǒng) 53
4.1 常見的嵌入式操作系統(tǒng) 54
4.1.1 Android 54
4.1.2 VxWorks 55
4.1.3 Linux 55
4.1.4 FreeRTOS 56
4.1.5 ThreadX 57
4.1.6 鴻蒙操作系統(tǒng) 57
4.2 Android操作系統(tǒng)簡介 57
4.2.1 Android操作系統(tǒng)的前世
今生 57
4.2.2 Android操作系統(tǒng)的架構(gòu) 58
4.2.3 Android操作系統(tǒng)的特性 60
4.2.4 Android組件 61
4.3 鴻蒙操作系統(tǒng)簡介 62
4.3.1 系統(tǒng)定義 62
4.3.2 技術(shù)特性 63
4.3.3 系統(tǒng)安全 67
習(xí)題 69
第5章 鴻蒙應(yīng)用程序開發(fā)基礎(chǔ) 71
5.1 應(yīng)用基礎(chǔ)知識 72
5.1.1 用戶應(yīng)用程序 72
5.1.2 用戶應(yīng)用程序包結(jié)構(gòu) 72
5.1.3 Ability 72
5.1.4 庫文件 73
5.1.5 資源文件 73
5.1.6 配置文件 73
5.1.7 pack.info 73
5.1.8 HAR 73
5.2 應(yīng)用配置文件 73
5.2.1 配置文件簡介 73
5.2.2 配置文件的元素 74
5.3 資源文件 76
5.3.1 資源文件的分類 76
5.3.2 資源文件的使用 79
習(xí)題 80
第6章 DevEco Studio開發(fā)平臺
應(yīng)用基礎(chǔ) 81
6.1 DevEco Studio工具簡介 82
6.1.1 DevEco Studio工具特點(diǎn) 82
6.1.2 HarmonyOS應(yīng)用/服務(wù)開發(fā)
流程 83
6.2 開發(fā)準(zhǔn)備 84
6.2.1 開發(fā)說明 84
6.2.2 搭建開發(fā)環(huán)境流程 85
6.2.3 下載與安裝軟件 86
6.2.4 配置開發(fā)環(huán)境 86
6.3 工程管理 92
6.3.1 HarmonyOS APP工程結(jié)構(gòu) 92
6.3.2 工程模板和開發(fā)語言介紹 96
6.3.3 創(chuàng)建一個(gè)新的工程 98
6.3.4 適配歷史工程 99
6.3.5 導(dǎo)入Sample工程 100
6.3.6 添加/刪除Module 101
6.4 應(yīng)用/服務(wù)開發(fā) 103
6.4.1 編輯器使用技巧 103
6.4.2 使用低代碼進(jìn)行開發(fā) 105
6.4.3 在模塊中添加Ability 112
6.4.4 添加JS Component和
JS Page 113
6.4.5 跨設(shè)備代碼編輯 113
6.4.6 定義HarmonyOS IDL接口 115
6.4.7 開發(fā)服務(wù)卡片 116
6.4.8 使用預(yù)覽器查看應(yīng)用/服務(wù)
效果 117
6.4.9 將SVG文件轉(zhuǎn)換為XML
文件 124
6.5 編譯構(gòu)建 124
6.5.1 編譯構(gòu)建概述 124
6.5.2 編譯構(gòu)建前配置 125
6.5.3 編譯構(gòu)建生成HAP 126
6.6 應(yīng)用/服務(wù)運(yùn)行 128
6.6.1 使用模擬器運(yùn)行應(yīng)用/服務(wù) 128
6.6.2 使用遠(yuǎn)程真機(jī)運(yùn)行
應(yīng)用/服務(wù) 130
6.6.3 在Phone和Tablet中運(yùn)行
應(yīng)用/服務(wù) 131
6.7 使用Java語言開發(fā) 132
6.7.1 編寫第一個(gè)頁面 132
6.7.2 編寫另一個(gè)頁面 134
6.7.3 實(shí)現(xiàn)頁面跳轉(zhuǎn) 134
6.8 使用JS語言開發(fā)(低代碼方式) 134
6.8.1 創(chuàng)建JS工程 135
6.8.2 創(chuàng)建第一個(gè)頁面 135
6.8.3 創(chuàng)建另一個(gè)頁面 136
6.8.4 實(shí)現(xiàn)頁面跳轉(zhuǎn) 137
習(xí)題 138
第7章 嵌入式系統(tǒng)開發(fā) 139
7.1 原子化服務(wù)概述 140
7.1.1 什么是原子化服務(wù) 140
7.1.2 原子化服務(wù)特征 140
7.1.3 原子化服務(wù)基礎(chǔ)體驗(yàn) 141
7.1.4 原子化服務(wù)典型使用場景 142
7.1.5 原子化服務(wù)開發(fā)流程 142
7.1.6 總體開發(fā)要求 143
7.1.7 便捷服務(wù)基礎(chǔ)信息開發(fā)
指導(dǎo) 144
7.2 Ability框架 146
7.2.1 Ability 146
7.2.2 公共事件與通知 161
7.2.3 后臺任務(wù)調(diào)度和管控 170
7.2.4 線程管理 174
7.2.5 線程間通信 177
7.2.6 剪貼板 182
7.3 用戶界面UI 184
7.3.1 Java UI框架 184
7.3.2 多模輸入 214
7.4 媒體開發(fā) 217
7.4.1 視頻開發(fā) 217
7.4.2 圖像開發(fā) 222
7.4.3 相機(jī)開發(fā) 224
7.4.4 音頻開發(fā) 230
7.5 安全相關(guān) 233
7.5.1 權(quán)限開發(fā) 233
7.5.2 生物特征識別開發(fā) 239
7.6 AI開發(fā) 241
7.6.1 碼生成 241
7.6.2 通用文字識別 243
7.6.3 語音識別 246
7.6.4 語音播報(bào) 248
7.7 網(wǎng)絡(luò)與連接 249
7.7.1 NFC開發(fā) 249
7.7.2 藍(lán)牙開發(fā) 255
7.7.3 WLAN開發(fā) 258
7.8 設(shè)備管理 262
7.8.1 傳感器開發(fā) 262
7.8.2 控制類小器件開發(fā) 265
習(xí)題 268
第8章 鴻蒙OS數(shù)據(jù)庫開發(fā) 269
8.1 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫 270
8.1.1 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫概述 270
8.1.2 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫開發(fā) 270
8.2 對象關(guān)系映射數(shù)據(jù)庫 272
8.2.1 對象關(guān)系映射數(shù)據(jù)庫概述 272
8.2.2 對象關(guān)系映射數(shù)據(jù)庫開發(fā) 274
8.3 輕量級數(shù)據(jù)存儲 278
8.3.1 輕量級數(shù)據(jù)存儲概述 278
8.3.2 輕量級數(shù)據(jù)存儲開發(fā) 279
習(xí)題 282
第9章 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)案例 283
9.1 基于HarmonyOS獲取設(shè)備位置 284
9.2 基于HarmonyOS的人臉識別 284
參考書目及相關(guān)網(wǎng)站 285
參考答案 286