欢迎来到从零开始的FreeRTOS系列教程第一讲。在深入学习FreeRTOS（实时操作系统）之前，我们需要先理解计算机软件与硬件开发的基本概念，因为嵌入式系统开发正是这两者紧密结合的产物。

一、硬件开发基础

硬件是计算机系统的物理实体，包括中央处理器（CPU）、内存、存储设备、输入输出接口等。在嵌入式领域，硬件通常指微控制器（MCU）或微处理器（MPU），它们集成了CPU、内存、外设等核心组件。硬件开发涉及电路设计、PCB布局、元器件选型等，目标是构建一个稳定可靠的物理平台。例如，常见的STM32、ESP32等芯片就是嵌入式硬件开发的典型代表。

二、软件开发基础

软件是运行在硬件上的程序和数据，负责控制硬件行为。软件开发包括编写代码、编译、调试和部署。在嵌入式系统中，软件通常分为：

1. 裸机程序：直接操作硬件寄存器，无操作系统支持，适合简单任务。
2. 实时操作系统（RTOS）：如FreeRTOS，提供任务调度、内存管理等功能，适合复杂多任务应用。
3. 应用软件：基于操作系统开发的具体功能程序。

三、软硬件协同开发

嵌入式开发的核心是软硬件协同工作。硬件提供计算和通信能力，软件则实现逻辑控制。开发流程通常包括：

1. 需求分析：明确系统功能，如实时响应、低功耗等。
2. 硬件选型与设计：选择适合的MCU和外设。
3. 软件开发：使用C/C++等语言编写代码，并利用IDE（如Keil、IAR）进行编译和调试。
4. 系统集成：将软件烧录到硬件中，测试整体功能。
5. 优化与维护：根据测试结果调整软硬件配置。

四、FreeRTOS的作用

FreeRTOS作为一个轻量级RTOS，在软硬件之间扮演了“桥梁”角色。它抽象了硬件细节，让开发者能专注于任务逻辑，提高开发效率。例如，通过FreeRTOS的任务调度，可以轻松管理多个传感器数据采集和通信任务，而无需手动处理中断和时序。

五、实践准备

开始FreeRTOS学习前，建议：

1. 掌握C语言基础，特别是指针和结构体。
2. 了解嵌入式硬件基本概念，如GPIO、UART、中断等。
3. 准备一款支持FreeRTOS的开发板（如STM32F4系列），并安装相关工具链。

计算机软硬件开发是嵌入式系统的基石。理解这些基础后，我们将更容易掌握FreeRTOS，并构建高效的实时应用。下一讲中，我们将深入探讨FreeRTOS的核心概念与任务管理。敬请期待！