第1章  嵌入式繫統概述 1
1.1  嵌入式繫統簡介 2
1.1.1  嵌入式繫統的定義及特點 2
1.1.2  嵌入式繫統的相關概念 3
1.1.3  嵌入式繫統的組成 9
1.1.4  嵌入式繫統的種類 13
1.2  嵌入式繫統的應用領域和發展趨勢 14
1.2.1  嵌入式繫統的應用領域 14
1.2.2  嵌入式繫統的發展趨勢 15
習題 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指令集架構及其發展 19
2.1.3  ARM處理器工作模式 24
2.2  ARM處理器的架構 26
2.3  ARM處理器的存儲器管理 26
2.3.1  ARM的基本數據類型 26
2.3.2  大/小端存儲模式 27
2.3.3  寄存器組 28
2.4  ARM處理器內核及典型技術 30
2.4.1  ARM處理器內核 30
2.4.2  ARM處理器采用的其他
指令集 35
2.4.3  ARM處理器內核應用選型 35
習題 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  塊復制尋址 42
3.3  ARM指令簡介 43
3.3.1  數據處理指令 43
3.3.2  跳轉指令 44
3.3.3  程序狀態寄存器(PSR)處理
指令 45
3.3.4  加載/存儲(Load/Store)指令 46
3.3.5  協處理器指令 49
3.3.6  異常產生指令 49
3.4  C語言與彙編語言的混合編程 49
習題 52
第4章  嵌入式操作繫統 53
4.1  常見的嵌入式操作繫統 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  鴻蒙操作繫統 57
4.2  Android操作繫統簡介 57
4.2.1  Android操作繫統的前世
今生 57
4.2.2  Android操作繫統的架構 58
4.2.3  Android操作繫統的特性 60
4.2.4  Android組件 61
4.3  鴻蒙操作繫統簡介 62
4.3.1  繫統定義 62
4.3.2  技術特性 63
4.3.3  繫統安全 67
習題 69
第5章  鴻蒙應用程序開發基礎 71
5.1  應用基礎知識 72
5.1.1  用戶應用程序 72
5.1.2  用戶應用程序包結構 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  應用配置文件 73
5.2.1  配置文件簡介 73
5.2.2  配置素 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
習題 80
第6章  DevEco Studio開發平臺
應用基礎 81
6.1  DevEco Studio工具簡介 82
6.1.1  DevEco Studio工具特點 82
6.1.2  HarmonyOS應用/服務開發
流程 83
6.2  開發準備 84
6.2.1  開發說明 84
6.2.2  搭建開發環境流程 85
6.2.3  下載與安裝軟件 86
6.2.4  配置開發環境 86
6.3  工程管理 92
6.3.1  HarmonyOS APP工程結構 92
6.3.2  工程模板和開發語言介紹 96
6.3.3  創建一個新的工程 98
6.3.4  適配歷史工程 99
6.3.5  導入Sample工程 100
6.3.6  添加/刪除Module 101
6.4  應用/服務開發 103
6.4.1  編輯器使用技巧 103
6.4.2  使用低代碼進行開發 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  跨設備代碼編輯 113
6.4.6  定義HarmonyOS IDL接口 115
6.4.7  開發服務卡片 116
6.4.8  使用預覽器查看應用/服務
效果 117
6.4.9  將SVG文件轉換為XML
文件 124
6.5  編譯構建 124
6.5.1  編譯構建概述 124
6.5.2  編譯構建前配置 125
6.5.3  編譯構建生成HAP 126
6.6  應用/服務運行 128
6.6.1  使用模擬器運行應用/服務 128
6.6.2  使用遠程真機運行
應用/服務 130
6.6.3  在Phone和Tablet中運行
應用/服務 131
6.7  使用Java語言開發 132
6.7.1  編寫個頁面 132
6.7.2  編寫另一個頁面 134
6.7.3  實現頁面跳轉 134
6.8  使用JS語言開發(低代碼方式) 134
6.8.1  創建JS工程 135
6.8.2  創建個頁面 135
6.8.3  創建另一個頁面 136
6.8.4  實現頁面跳轉 137
習題 138
第7章  嵌入式繫統開發 139
7.1  原子化服務概述 140
7.1.1  什麼是原子化服務 140
7.1.2  原子化服務特征 140
7.1.3  原子化服務基礎體驗 141
7.1.4  原子化服務典型使用場景 142
7.1.5  原子化服務開發流程 142
7.1.6  總體開發要求 143
7.1.7  便捷服務基礎信息開發
指導 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  後臺任務調度和管控 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 217
7.4.1  視頻開發 217
7.4.2  圖像開發 222
7.4.3  相機開發 224
7.4.4  音頻開發 230
7.5  安全相關 233
7.5.1  權限開發 233
7.5.2  生物特征識別開發 239
7.6  AI開發 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 248
7.7  網絡與連接 249
7.7.1  NFC開發 249
7.7.2  藍牙開發 255
7.7.3  WLAN開發 258
7.8  設備管理 262
7.8.1  傳感器開發 262
7.8.2  控制類小器件開發 265
習題 268
第8章  鴻蒙OS數據庫開發 269
8.1  關繫型數據庫 270
8.1.1  關繫型數據庫概述 270
8.1.2  關繫型數據庫開發 270
8.2  對像關繫映射數據庫 272
8.2.1  對像關繫映射數據庫概述 272
8.2.2  對像關繫映射數據庫開發 274
8.3  輕量級數據存儲 278
8.3.1  輕量級數據存儲概述 278
8.3.2  輕量級數據存儲開發 279
習題 282
第9章  嵌入式繫統設計開發案例 283
9.1  基於HarmonyOS獲取設備位置 284
9.2  基於HarmonyOS的人臉識別 284
參考書目及相關網站 285
參考答案 286

在當前國際、國內形勢下，我國進一步強化了高新技術及產品的自主可控，基於我國自主研發的鴻蒙操作繫統的開發及應用範圍會越來越廣、越來越深，市場及崗位需求也會越來越旺盛。在計算機領域中，操作繫統、嵌入式開發工具的國產化需求越來越強，所以這方面的人纔培養需求也更加迫切。
隨著物聯網、互聯網技術的發展和普及，嵌入式繫統的應用領域越來越廣泛，並逐漸滲透到我們日常生活的方方面面，小到手機、手環、MP3、可視電話等電子產品，大到汽車電子、醫療器械、航空航天等，都離不開嵌入式繫統。
嵌入式繫統的技術也在不斷完善，功能不斷增多。相關數據顯示，目前我國嵌入式行業人纔需求巨大，至少存在30萬～50萬的人纔缺口。隨著人工智能和汽車電子嵌入式開發業務需求量的增加，未來嵌入式專業的崗位需求還將持續增加。
此外，嵌入式繫統行業也呈現出與以往不同的發展趨勢，主要表現在以下幾方面。
(1) 目前的嵌入式開發更傾向於智能化，即智能硬件(硬件 軟件)，嵌入式產品的一個發展趨勢是更傾向於自動化控制和人機交互。想要做到人機交互，首先必須提供精巧的多媒體人機界面。想要嵌入式設備被人們樂於接受，就必須提供友好的人機界面，增加機器的親和力。如司機操縱高度自動化的汽車，主要還是通過習慣的方向盤、腳踏板和操縱杆；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、收發電子郵件以及彩色圖形、圖像已取得不錯成效。針對這些需求，鴻蒙面向全場景的分布式操作繫統能很好地適用於一繫列設備，從真正意義上體現了萬物互聯的理念。
(2) 嵌入式應用軟件的開發需要強大的開發工具和操作繫統。隨著嵌入式電子設備的功能越來越豐富，電氣結構也日漸復雜。為了滿足應用功能的升級，設計師們一方面采用更強大的嵌入式處理器如32位、64位RISC芯片或信號處理器DSP增強處理能力；同時還采用實時多任務編程技術和交叉開發技術來控制功能復雜性，簡化應用程序設計，保障軟件質量和縮短開發周期，例如鴻蒙繫統具有的“分布式軟總線”概念以及 DevEco Studio開發平臺。
(3) 隨著互聯網的不斷發展，嵌入式設備要連上互聯網，此時就必須要提供網絡通信接口，不僅要支持TCP/IP，有些還需要支持IEEE 1394、USB、藍牙、IrDA等無線傳感網，同時還要提供相應的通信組網協議軟件和物理層驅動軟件。
(4) 為了減少資源浪費，充分利用資源，要在小型電子設備中裝入嵌入式繫統，這就要求設計時盡量精簡繫統內核、算法，降低功耗和軟硬件成本。嵌入式產品要降低處理器的性能，限制內存容量，復用接口芯片，這也要求軟件開發人員有豐富的嵌入式編程經驗和硬件知識。鴻蒙憑借多終端開發IDE、多語言統一編譯、分布式架構Kit提供屏幕布局控件以及交互的自動適配，支持控件拖曳，面向預覽的可視化編程，從而使開發者可以基於同一工程高效構建多端自動運行App，實現真正的一次開發、多端部署，在跨設備之間實現共享生態。
(5) 利用通信、嵌入式計算和傳感器等技術，人們研制出了各種具有感知、計算和通信等能力的微型傳感器。通過這些無線傳感器網絡，人們可以在任何時間、任何地點和任何環境條件下實時監測、感知、采集網絡分布區域內的各種環境或監測對像的信息，並對這些信息進行處理，獲得詳盡準確的信息，傳送給需要這些信息的用戶。因此，這種網絡繫統被廣泛地應用於國防軍事、國家安全、環境監測、交通管理、醫療衛生、制造業、反恐抗災等領域。嵌入式繫統正是以其組網靈活﹑可靠性高﹑抗干擾能力強﹑功耗低和網絡容量大等特點在計算機應用領域發揮著顯著的作用。
鴻蒙的誕生拉開了永久性改變操作繫統全球格局的序幕，全世界都看到鴻蒙憑借一己之力度過了建立生態的早期階段，並且在國內迅速站穩陣腳。對國內市場來說，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微妙的利益共同體；對外部環境來說，由於鴻蒙的存在，就不能再隨意以非公平手段影響正常的商業環境，可以說鴻蒙的存在是極具重大戰略意義的。
鴻蒙繫統支持多種設備，從智能手表、手機、平板，再到車載屏、智能家居，均可以升級為鴻蒙繫統，從128KB內存到高內存，均適用於鴻蒙繫統。鴻蒙繫統在軟件層面實現了各硬件設備的整合，構築起了一個龐大的物聯網群體世界，這恰好貼合萬物互聯的發展趨勢。由此來看，鴻蒙繫統的覆蓋範圍頗廣。
基於此，我們編寫了這本基於鴻蒙的嵌入式繫統設計與應用教材，本書貫徹黨的二十大精神和習近平新時代中國特色社會主義思想，堅持正確的政治方向和價值導向，遵循高等教育教學規律和人纔成長規律，落實課程思政要求，以滿足當今社會對這方面的人纔需求。
本書配套資源豐富，內容包括工程文件及源代碼、教學課件、習題答案等。
本書由金維宏、江渝川、黃一鷗、孫寶剛擔任主編；張強、蔡宇、向飛、劉莉擔副主副。其中，金維宏負責第2、4章的編寫和全書的統稿工作；江渝川負責第3章的編寫工作；黃一鷗負責第1章的編寫及全書的次審校工作；孫寶剛負責第6章的編寫工作；張強負責第8章的編寫工作；蔡宇負責第7章的編寫工作；向飛負責第5章的編寫工作；劉莉負責第9章的編寫及全書的第二次審校工作；金宇浩負責全書的第三次及第四次審校工作。同時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、習題課件制作方面，也花費了大量的時間和精力，在此表示衷心的感謝。
由於編者水平有限，疏漏在所難免，歡迎批評指正。


                          編  者