(嵌入式系統原理及應用)第4章嵌入式系統外部設備嵌入式系統外部設備是嵌入式系統中用于和外部環境進行交互的各種設備。本章將介紹傳感器、執行器、攝像頭等多種外部設備的原理與應用。傳感器傳感器是嵌入式系統中的重要組成部分，用于檢測和測量各種物理量，如溫度、光線、壓力和加速度。它們為嵌入式系統提供了環境感知和實時數據采集的能力。溫度傳感器測量環境溫度，廣泛應用于氣象、能源管理和工業控制領域。光敏傳感器檢測環境光照強度，常用于自動照明控制和光敏電阻器等應用。壓力傳感器測量氣體或液體的壓力水平，可用于汽車、醫療器械和工業自動化等領域。加速度傳感器感測物體的加速度與方向變化，廣泛應用于智能手機、汽車電子和航空航天等領域。執行器執行器是嵌入式系統中的輸出設備，用于控制和驅動各種執行操作。它們能夠將嵌入式系統生成的電信號轉化為機械運動、聲音等形式的能量輸出。電機將電能轉換為機械能，用于驅動機械臂、機器人和家電產品等。揚聲器將電信號轉化為聲音信號，廣泛應用于音響設備和警報系統等。致動器通過電信號控制物理系統的狀態變化，常見的包括液壓和氣動致動器。攝像頭與圖像處理器攝像頭和圖像處理器在嵌入式系統中發揮著重要作用。它們能夠捕捉、處理和分析圖像數據，用于計算機視覺和圖像識別等應用。1攝像頭捕捉實時圖像數據，廣泛應用于監控、無人機和智能家居等領域。2圖像處理器對圖像數據進行實時處理和算法分析，用于人臉識別、虛擬現實和機器視覺等。觸摸屏與顯示器觸摸屏和顯示器是用于人機交互的重要外部設備。它們能夠顯示圖像和用戶界面，并且支持觸摸操作，提供直觀便捷的操作方式。觸摸屏基于電容或電阻技術，能夠感知用戶手指的觸摸動作，廣泛應用于智能手機和平板電腦等設備。顯示器具有高分辨率和色彩還原能力，用于顯示嵌入式系統生成的圖像、文本和界面。存儲器存儲器是嵌入式系統中存儲和讀取數據的設備。它們分為內部存儲器和外部存儲器，可以提供臨時存儲、長期存儲和擴展存儲功能。1內部存儲器集成在嵌入式系統的芯片中，用于存儲程序和數據，包括閃存和靜態隨機存取存儲器（SRAM）。2外部存儲器連接到嵌入式系統的外部接口，用于擴展存儲容量，包括SD卡、硬盤和固態硬盤（SSD）。通信接口通信接口是嵌入式系統與外部設備進行數據交換和通信的接口。它們能夠支持多種通信協議和數據傳輸方式。以太網接口基于以太網協議，用于局域網和互聯網的數據傳輸。USB接口用于連接外部存儲設備、打印機和其他外部設備。CAN總線接口用于在汽車和工業控制系統中進行數據通信和控制。無線通信模塊無線通信模塊是嵌入式系統中支持無線數據傳輸的設備。它們可以通過無線網絡、藍牙或其他無線協議進行數據傳輸和通信。1Wi-Fi模塊通過Wi-Fi無線網絡進行數據傳輸和互聯網接入。2藍牙模塊支持藍牙協議，用于與手機、耳機和其他藍牙設備進行數據交互和通信。3無線傳感網絡模塊支持無線傳感網絡協議，用于構建大規模的傳感器網絡和物聯網應用。工業總線工業總線是用于工業自動化和控制領域的通信接口。它們具有高可靠性和實時性能，并支持多種工業標準和協議。1Profibus用于工業自動化系統的數據通信和控