系统教学中单片机与ARM微处理器的关系

1、何处嵌入式系蓁如何媸理嵌入式系统教学中单片枧与删徽处理器的关系氍“，“一“；如碰强髓金广锋王彩红王学搦澍旃王监大学倍感薅学与王程学院，澍豢郑燕鲻（，统教学串单片枫专）卫王臻要：文串讨论了攀肄辊毒擞赴理器农教学中的相互美系。在嵌入式系统教学过程孛，攀跨撬是入托课程，羲、等舞整夔镶莛莲器鼹燕在革舜撼藩秧乏主舔撼嵩最程，舞袋没有草劳梳耱羞壤，、莓焚毽器煎蕞掌粥囊如覆枣。鬻此，教学中我们廊注重单片机与肄徽处理器承上启下的关罨必须打好单片机基础，为进一步学好微处理器做好准备。锻楚理器的关系美藿：警跨撬：徽建理垂：袋入麦系统中圈分类母：文献标识鹤：文章编号：一（），。基崎，尊屯霉啦：；孳富懿瑾嚣斡内部黉鬣

2、嚣革冀撬多了诲多，数学过程巾胃获在斑慕础上进行扩展，萑学熊较容易学习韵结构穰架举片枧的学习单背视教学是嵌入式教学的基础在嵌入式学习过程巾螭片机是嵌入式系统中的最佳谶择。它的体积小、价格便宜、功能多，为学习，应用襁开发提供了便利条摊。单片视种类氇不步，褥系弱攀冀撬辩菱容爨学浮基于豹高搜髓散处理器。具备了高性熊、廉价、耗能低的处理器，适用于多种领域，比如工业现场控铡，潢费类电子设螽、应耀簿。在教学避疆事我魏斑处理鲟擎冀枫与惩鬻簸懿理器懿萃痔枫豹学簿应获谱富隽墓罐注意与语言前区剐在这里。盂公司的针对系列的编译器为例，简要说明它与的主要区别。不嗣的嵌入式编译之所以鸯有所不曩，主要是壹子它稠艇铮黯瓣硬磐

3、系统露其各鸯不麓鹃硬箨特点扶关搽。使学生在知识学习中灌循循序黼进的规律，为学生掌握嵌入式系统打好基础。涟重摹冀枫教学的基础牲，舞学习擞处壤器擞好准鲁头文件来说，对于系列有不同的厂家，唯一不同之处猩干内部资源如定时器，中断、等数景以及功能的不同。为实觋这些功躯，哭舞将楼应的功能寄奏嚣豹头文件搬载在爨寿孛，就蜀实瑗它稍耩措定戆不褥鹚麓。嚣霓，系列做好单片机的教学。错鬻各种条件和设备，单纯的课堂头文件集中体现了各系列芯片的不同功能融于系列器件包古位操作存储缀间和丰富的位操作指令嵌入式岛教学银难学好单片机如爆学生学过微机原理，则蚺片机的学霹将会容易的多。瞒褪鞋：，毙熊多一种位类型，使得它爨摇两汇编一葶

4、冀辍懿基本璎谂学骂羲灵嚣熬避褥篷捂令搡雩。学习单片机是以数字暾路为基础，途就要求学嫩学好数掌握了二者的区别之后充分穰解单片机内部资源糊汇半电路和逻辑电路课堂教学应结台数字电路和微机原理知戳，注意彝援斡衔接。瓢数字电路人手，学习挚片枫逡都结挎编特点，使用进行编程会使程序更加简潴清晰，加快缘程轻开发的速度。袋原理，蠹舔各个部辞的学习与蠢令系统耨鳍台达蓊簌箨愆卿敷妊瑶器电释鬻语言缡程，有；豹墓礁，黼及硬件的统一语言编程傀很容易掌撼大部分内核及腊期的爹多蕊万方数据并发都是编程，这样对的编程非常重要利用仿真软件进行边学边做的课堂教学教学中最好利用多媒体课堂教学，这样可以使用秘对攀冀撬进嚣隧室缓翟襄嗽路仿

5、真。教学过程中可以对教材中的实例进行讲解。现场编程及绘制电路溅，判用与相结食，进行仿真，可敬攀步，全速稳设鬟断熹。在砖日窝对努部搡体时，可以通过发光管、数码管、显示屏及电机，等虚拟设备，在课堂上显承各种数字符号、电机转动襁发出声襄，以声光簿信息直接璇示在学生瓣蔚，使数学效果达到交毽蹦的救学也有蹙软件的支持，如所带的仿真器可支持软件及硬件的仿真如系统中埘平螽下缒软仿赛爨，使麟的潮形赛垂绪撩銮得较为容荔做好实验及创新性设计实验是单片机学习的重要环节通过实验，学生进行点接操作、缀援与硬绛仿襄的结合，辩学生的实羧能力提燕慧义很大。艘开创额性实验设计，学嫩自己独立设计和编程，通过软件和硬件同时进行综合实

6、践。这样更有利于学生的设计操作技能的提高。武只酝徽处建器酌撬纛缝有了单片梳做基础，自然进入微处理器的学习赧是处理器和单片机相比复杂的多，内部资源增多，系统功能增多，在加上嵌入式操作系统。实际上的学习有较大的难度微处理器的特点微处理器采用架构的蹦微处理器一般具有如下特点：体积小、低功耗、低成本、高性能；支持（霞）瓣）燕蔽撂令集，兼容位位蒸锌；大薰使用寄存器，指令执行速度更快；犬多数数据操作都在寄存器中完成；罨址方式灵活简单执彳子效率高徽处理器的理论教学过程檄处瑾器的学骂应在单冀筏基硪之上，按爨一定的步骤进行教学，主要包括基本架构的学习、的学习、裸机操作与编裰以及嵌入式操作系统的学习等。烈基本絮构

7、的学习槊构毙单片橇结构复杂了诲多，如寄存器耗攀片机不同的寄存器是位而单片机一般为位，指令结构也怒位，使其运行速度煎快剐内部资源较多，如的驱动、溅驻存撩器管理攀嚣、鑫撅地址懿橇念等，这些都是单片杌所没有的但是尽管其结构复杂，秩处璃器概念上讲，单片机和处理器悬一致的，因此加强单片机的学习棚当重要。鳇学霹的学习应与擞机原理和知识联系在一起中有启动过程，的启动也需要启动攫序，此时的就相当予的。学笺明白终矮稷过程，鸯悉赣毒获学游的内容万方数据裸机撩作与实验学习的韧期应进行裸机编程所谓裸机学习与操作，就是把贼看作一般单片机来学习，可以通过！和仿囊较佟透褥绫程清试，这群可以黠内部各个资源进行学习通过糅机学习

8、可以使学生对内部有照好理解。嵌入式操作系统的选择嵌入式操裕系统戆学习笼耀当重姜，一般情琵下操终系统选择是嵌人式操作系统的一个新成员。由于其源代码公开，穴核章妻悍，逯行所焉资源少，支持的硬件数量庞大，所瑷入钔可隧任意修玻，驭满避囊己的应用。十分适合嵌入式应用。嵌入式和普通并无本质区别，上用到的硬件嵌入式几乎都支持而且各种硬件的驱动程序嚣代鹨都可以褥魏，为用户绩麓自已专套硬律的驱动纛寒带来很欠方便。根据上述所论选择做为教学的内容，是比较合理的，操作系统对学生今后的发展起到关键性的作曩。终秀撵俸系统内核。壹予其舞放性及广泛豹软待支持，园既在世界范重内多个学科领域中获得了不断发展。嵌人斌系统是模块化的

9、操作系统用户可以方便地删除不需要的模块，大多数嵌入式系统对操作系统的容量要求较严格。溷就用户霹以根据鑫邑鹣霉要，会璎选择特定懿功薤模块自主地搭建嵌入式操作系统教学中应注黧内核的学习内核的定制与移植驱动橼序的编程，最后学习的开发与编橼。练上新述，纛实际薛应耀孛，摄据不鬻鹃要求程条译选择合适的操作系统，使开发工作更容易，设计出更完夔的嵌入式系统同时备个学校应根据实验室具体情况。选择适合自己的嵌人式操份系统，达到最佳的教学效果。，鏊寨语嵌入式系统的教学过程并不是容易的在整个过稷中单片机教学较为容易但是的学习和教学有一定难度，我们应遵循事物的发震嫂律和特点，结合学生的学习避爨，德痔鬻逡。实筏证绢，在摹

10、片梳蒜毽上，蓐进行有效的艨赫译程学习，可起到较好的效果，达到了教学目的。只有这样才能完成教学任务，培养禽格人才参考文献【】李群芳革片机原理、接口及应用一嵌人式系统技术基础【】北京：清华大学出版牡潮张铮。在攀冀氍系统仿粪孛的应用圈。瑷我电子授术，）【】王田苗嵌人式系统设计与实例分析【】北泶：清华大学出版社。雕张上。以隽载簿进行嵌入式系统教学瓣软髀导嗣，（），作者镌介鑫广锋（），舞，蒜鳟，硬圭研突袭，德试诗蓉笈来及仪器专业主要研究方向：智能仪器设计如何处理嵌入式系统教学中单片机与ARM微处理器的关系作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：金广锋， 王彩红， 王学梅， Jin Gu

11、angfeng， Wang Caihong， Wang Xuemei河南工业大学信息科学与工程学院,河南,郑州,450052科技广场SCIENCE MOSAIC2009，""(3)0次参考文献(4条)1.李群芳 单片机原理、接口及应用-嵌入式系统技术基础 20082.张铮 Multisim在单片机系统仿真中的应用期刊论文-现代电子技术 2008(10)3.王田苗 嵌入式系统设计与实例分析 20084.张上 以Linux为载体进行嵌入式系统教学 2008(06)相似文献(10条)1.学位论文 钟金 基于ARM的嵌入式智能人工腿手持控制系统研究与设计 2007智能人工腿是20世

12、纪90年代发展起来的具有高性能的新一代假肢，与普通假肢相比，它能根据外界条件变化和工作要求，自动地调整假肢系统的参数，使其运动自如，工作可靠，因而具有更好的仿生性能。开展该课题的研究对于帮助腿部截肢者回归主流社会，减轻社会及其家庭负担具有重要意义。智能人工腿的控制系统由两部分构成，即手持控制系统和腿上控制系统。腿上控制系统主要用来改变智能人工腿的摆动速度，其中的各种控制参数都是通过手持控制系统来进行设置。以前研制的智能人工腿，在控制方面存在诸多不足，比如，手持控制系统多采用8位单片机作为处理器，速度慢，功耗大且系统开发难度较大，可扩展性差。通信方式采用的是串口有线通信，操作不便且容易出故障。另

13、外，用于控制气缸内针阀开度的腿上控制系统采用的是由步进电机所构成的开环结构，位置精度不高。针对以上不足，我们在设计智能仿生人工腿CIP-I Leg控制系统时做了如下改进：第一，选用Samsung公司的基于ARM7TDMI体系结构的微处理器S3C44BOX作为手持控制系统的CPU，并结合外扩存储器和必要的电路单元构成系统硬件平台。S3C44BOX高集成度的特点使得系统功耗和体积大大降低，运行也更加可靠。第二，通过向S3C44BOX植入实时操作系统CLinux和相关应用程序构成完整的嵌入式控制平台，在保证手持控制系统稳定运行的同时也大大提升了其可扩展性能。第三，采用无线红外通信的方式代替传统的串口

14、有线通信，这样既简化操作又确保系统的稳定性。第四，我们将步进电机改为直流伺服电机，设计了一个具有位置、速度和电流反馈的腿上闭环控制系统，用于控制针阀的开度。本文所做研究主要是针对CIP-I Leg闭环控制方案设计新型的嵌入式手持控制系统。通过实验表明，其运行可靠、功耗低且扩展性强，具有较高的应用价值。2.学位论文 李晓娜 基于32位ARM微处理器的弧焊电参数采集分析系统 2007本文以CO<,2>短路过渡弧焊过程为研究对象，开发了一套基于32位ARM微处理器的弧焊电参数采集分析系统。该系统结合了32位删微控制器、USB总线和虚拟仪器三种先进技术，在焊接学科的交叉应用方面具有一定的创

15、新意义。该系统硬件主要由霍尔传感器、信号调理电路和基于ARM核的LPC2142单片机等组成。LPC2142自带USB控制器和A/D转换模块，使得系统硬件电路设计简单方便，并可实现对电弧电压、焊接电流信号的高速、实时传输。该系统不仅能充分发挥ARM单片机体积小、功能强、使用灵活的特点，而且具备USB设备即插即用、热插拔的优点，且系统开发成本大大低于目前使用最多的插入式数据采集卡。系统软件包括单片机固件程序、USB驱动程序和用户应用程序。单片机固件程序采用C语言和汇编语言编写，在ADS1.2集成开发环境下完成。USB设备驱动程序和工控机端用户应用程序采用图形化编程工具LabVIEW编写。其中，用户

16、应用程序，也即采集分析程序的编写充分体现出LbVIEW编程简单、功能强大、开发周期短等优点。3.学位论文 许剑 基于ARM的嵌入式电力谐波分析系统的研究与设计 2005随着各种非线性电力电子设备的大量应用，电网中的谐波污染日益严重。为了保证电力系统的安全经济运行，保证电气设备和用电人员的安全，治理电磁环境污染、维护绿色环境，研究实时、准确的电力谐波分析系统，对电网中的谐波进行实时检测、分析和监控，都具有重要的理论和工程实际意义。目前实际应用的电力谐波分析系统大多是以单片机为核心组成。单片机运行速度慢，实时性较差，不能满足实际应用中对系统实时性越来越高的要求。另外，单片机的地址线和数据线位数较少

17、，这使得由单片机构成的电力谐波分析系统外围电路庞大，系统的可靠性和可维护性上都大打折扣。本文首先研究了电力谐波的产生，危害及国内外研究现状；然后对嵌入式系统的概念和发展予以了简要介绍；接下来，在对电力谐波检测中常用的各种算法进行分析和比较的基础上，详细阐述了本系统所采用的时间抽取FFT算法的基本理论；最后，文章对电力谐波分析系统的硬件核心ARM微处理器进行了详细的介绍和研究，建立了基于ARM的嵌入式电力谐波分析系统。在系统的硬件设计上，除了完成谐波分析所必需的基本硬件模块设计外，对系统的电磁兼容设计也给予了较为深刻的研究，使系统的可靠性得到较大提高；并且预留了硬件接口，为今后开展谐波方面的其他

18、研究奠定了一定的硬件基础。在软件设计上，在成功移植C/OS-的基础上，重点研究了基于C/OS-的驱动程序的设计，使整个系统的性能及扩展性上得到很大的提升；研究了软件锁相倍频技术，简化了硬件的设计；研究了时间抽取FFT算法。4.期刊论文 罗佳.孙运强 51系列单片机与ARM处理器的比较 -工业控制计算机2007,20(5)目前ARM微处理器在国内逐步推广使用,且在32位市场上,ARM扮演着8位市场上8051的角色.从51系列单片机基础知识出发,将ARM处理器和51系列单片机进行综合对比,使读者更好的理解和学习ARM处理器的基础知识.5.学位论文 吴文君 基于ARM及嵌入式Linux的线切割数控系

19、统开发 2009电火花线切割加工是一种高精度和高柔性的加工方法，在模具制造、成形刀具加工、难加工材料和精密复杂零件的加工等方面得到了广泛的应用。数控系统是数控机床的核心，开发出低成本、高效率的开放式电火花线切割加工数控系统具有十分重要的现实意义。本文首先提出了基于ARM及嵌入式Linux的往复走丝电火花线切割数控系统的开发方案。采用ARM微处理器+AVR单片机接口电路作为电火花线切割数控系统的硬件平台。通过构建2.6内核版本的嵌入式Linux系统，并将嵌入式GUI解决方案QtopiaCore4移植到该系统，建立了交叉编译环境，在此基础上成功地开发了高速走丝电火花线切割加工数控系统软件原型，并设

20、计了单片机接口电路，使用C语言编写了相应的控制程序，实现了数控轴驱动步进电机的控制。 最后，本文建立了数控系统的调试环境，并对开发的数控系统软件进行了联机调试、系统软件测试和实例加工。测试和实例加工结果表明，基于ARM和嵌入式Linux的电火花线切割加工数控系统技术途径的可行性，并实现了预期的数控功能。6.学位论文 李方军 基于ARM的自动灭菌控制系统的开发与研究 2005随着Internet的发展和后PC时代的到来，嵌入式系统的应用愈来愈广泛，目前嵌入式系统技术已经成为了最热门的技术之一。嵌入式产品已经在IT产业中占有很大的比重。基于ARM的嵌入式技术已经成为当前嵌入式领域研究的一个亮点。在

21、工业控制领域里基于ARM核的单片机大有取代基于51系列的单片机的趋势，特别是ARM嵌入式技术结合工业太网技术在自动化领域的应用前景被普遍看好。灭菌器作为人类健康的守护者，无论是医疗灭菌器，还是家用小型消毒器都正在广泛地被采用。本文根据国内外灭菌器控制系统的现状，将基于ARM的嵌入式技术应用到灭菌控制系统中，研究开发一种低功耗低成本高性能的灭菌控制系统，使其达到良好的灭菌控制效果，这样既顺应了嵌入式新技术的发展趋势，又有重要的现实意义。根据以上设计思路，主要进行了灭菌控制系统通用平台的开发，重点阐述了以ARM微处理器和嵌入式操作系统为核心的开发平台的软硬件设计。此硬件平台是以Samsung公司的

22、微处理器S3C44BOX(采用ARM7TDMI核)为核心，兼有网络传输、USB、串口和并口通讯等功能。软件上主要进行源代码开放的嵌入式操作系统uClinux移植并以其作为软件开发平台。另外对图形界面系统MiniGUI安装配置做了相应介绍。本文在通用硬件平台的基础上，针对一种脉动真空灭菌器，扩展开发了灭菌数据采集控制模块和人机界面系统。灭菌数据采集和控制模块包括硬件的数据采集电路和动作控制输出电路，软件部分则重点设计核心灭菌程序。人机界面系统包括带触摸屏的LCD、键盘和打印机等。最后开发出了基于MiniGUI下的人机对话界面，通过仿真模拟，验证了灭菌控制系统的可用性。本文从实际应用出发，对基于A

23、RM的嵌入式新技术的开发应用作了详细探讨和深入的研究，对嵌入式系统的开发研究有一定的实用参考价值。在简要介绍农作物有害动物智能化声防系统原理基础上,阐述了基于"单片机+硬件解码"和"ARM微处理器+软件解码"两种方案设计实现的该声防系统中的音频控制子系统,并对实现方案的技术性能及研发成本等进行了比较.8.学位论文 张华宇 基于ARM微处理器的嵌入式数控系统的研究 20049.学位论文 杜敏 基于ARM的数据传输控制平台硬件设计 2006随着计算机技术的普遍运用和发展，智能化、网络化成为当代数控机床发展的主要趋势。目前，国内企业所拥有的数控机床设备有些比较落后，与外界的通信大多均采用RS-232串行口。这种通信方式的一个缺点是通信线路不能太长，无法直接实现远程控制的需求；另一个是速度慢，限制了数据的大量高速传输而有的机床较先进些，使用了远程监控系统，但大多采用单片机和PC机协同完成，单片机完成控制功能,PC机作为网关，实现网络功能，使得系统成本高，可靠性低，不再适应社会发展需要。嵌入式系统从最初的实现简单控制逻辑发展到现在能够