嵌入式系统基础知识

嵌入式系统基础

提要1324嵌入式系统的定义及体系结构嵌入式系统的应用领域单片机的基本组成嵌入式系统开发流程什么是单片机5《单片机与嵌入式系统应用》定义嵌入式系统是嵌入到对象体系内部的专用计算机系统。嵌入式系统的架构处理器存储器输入输出操作系统应用程序软件结构硬件结构一般由四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。嵌入式处理器外围硬件设备嵌入式操作系统用户应用程序在设计简单的应用程序时,可以不使用操作系统,但在设计较复杂的程序时,可能就需要一个操作系统来管理和控制存储器、多任务和各种资源等.实时嵌入式系统其最大特点就是程序的执行具有确定性。μC/OS和μCLinux是广泛应用的实时嵌入式操作系统，而WindowsCE2.0就是一个多任务分时系统。嵌入式系统软件平台1324嵌入式系统的定义及体系结构嵌入式系统的应用领域单片机的基本组成嵌入式系统开发流程什么是单片机5Lecture2Page

7微控制器开发技术Freescale™andtheFreescalelogoaretrademarksofFreescaleSemiconductor,Inc.Allotherproductorservicenamesarethepropertyoftheirrespectiveowners.©FreescaleSemiconductor,Inc.2005汽车电子消费电子工业控制网络应用无线通讯应用场合Lecture2Page

8微控制器开发技术汽车电子车身电子产品：接入与远程控制，车身控制，载荷控制安全：气囊，ABS，半主动悬挂，电子助力，轮胎压力监控，电能转向DIS：音响，语音控制，DIS车辆网络：LIN，CAN，蓝牙电话，声控传动控制：发动机，传动控制，燃油喷射Lecture2Page

9微控制器开发技术工业控制楼宇控制：三表，电力线载波，语音控制，电梯照明系统：荧光照明，固态照明制造：机械手，现场总线，不间断电源医疗器械：心电监护器械零售终端：磁卡读卡器，ATM安全：指纹识别，OCR，语音识别Lecture2Page

10微控制器开发技术消费类电子家用电器：洗碗机，洗衣机，电视。。。。手持电子：蓝牙耳机，游戏机，PDA娱乐产品：数码音乐，CD，DC，DV计算机外围：LCD，Mouse，KeyboardLecture2Page

11微控制器开发技术网络应用路由器，IP电话，DSL调制解调器，无线网关，接入设备，ATM交换机，光纤路由产品，Lecture2Page

12微控制器开发技术无线通讯BluetoothWiFiZigbeeRFGSM+CDMA+3GLecture2Page

13微控制器开发技术MicrocontrollerManufactures1324嵌入式系统的定义及体系结构嵌入式系统的应用领域单片机的基本组成嵌入式系统开发流程什么是单片机5运算器输入设备输出设备控制器存储器微型计算机系统经典结构微型计算机系统的硬件部分通常由五部分组成:微型计算机的应用形态可以分为：多板机（系统机）

单板机

单片机这种计算机系统通常由多块印刷电路板制成：

主板显卡声卡存储器接口网卡输入输出接口内存条CPU多板机CPUCPU芯片内存条存储器接口存储器芯片输入输出接口输入输出接口芯片定时计数器芯片A/D、D/A芯片

印刷电路板单板机

单硅晶片CPU存储器控制电路定时器时钟电路I/O口一块芯片体上集成了中央处理器CPU、随机存储器RAM、程序存储器ROM或EPROM、定时器／计数器、中断控制器以及串行和并行I／O接口等功能部件，构成一个完整的微型计算机。单片机单片机就是单片微型计算机(Single-ChipMicrocomputer)。它从外观上看，与普通的集成电路或芯片毫无差别。与普通芯片不同的是，单片机芯片内集成了一般微机系统所具有的主要组成部件。概括的讲：一块芯片就是一台计算机。

三种应用形态的比较：单板机单片机系统机（多板机）1)系统机（桌面应用）属于通用计算机，主要用于数据处理、办公自动化及辅助设计。2)单片机（嵌入式应用）属于专用计算机，主要用于智能仪表及传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等系统。（1）体积小，重量轻；（2）可靠性高，运行速度快，抗干扰能力强；（3）控制功能强，使用灵活，性价比高；（4）易扩展，易于开发；（5）受集成度限制，片内存储器容量较小。单片机是应工业测控的需要而诞生的,它的结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的,故又称单片微控制器。MCU(MicrocontrollerUnit)。单片机特点：1324嵌入式系统的定义及体系结构嵌入式系统的应用领域单片机的基本组成嵌入式系统开发流程什么是单片机5CPU（中央处理单元）运算器输入设备输出设备控制器存储器CPU（CentralProcessingUnit）它是单片机的核心部件运算器控制器运算器既是算术逻辑单元ALU（ArithmeticlogicUnit)，其功能是进行算术运算和逻辑运算。主要负责对信息的加工处理。运算器不断地从存储器中得到要加工的数据，对其进行加、减、乘、除及各种逻辑运算，并将最后的结果送回存储器中，整个过程在控制器的指挥下有条不紊地进行。控制器是CPU的神经中枢用于对指令进行解释，控制逻辑运算单元的运行，同时控制计算机的各个部件有条不紊地工作。单片机工作支撑模块电压调整器时钟复位发生模块看门狗时钟监视器等?数据存储器与程序存储器数据存储器（RAM：RandomAccessMemory）在单片机中，用随机存取的存储器（RAM）来存储数据，暂存运行期间的数据、中间结果、缓冲和标志位等，所以称之为数据存储器。程序存储器（ROM：ReadOnlyMemory）单片机的应用中常常将开发调试成功后的应用程序存储在程序存储器中，因为不再改变，所以这种存储器都采用只读存储器ROM的形式。RAM的特点是可读也可写，但是断电后立即消失，所以，它只是用来暂存数据。ROM在单片机正常运行模式下，存储器是只能读不能写的。只有在特殊模式下，才能将程序写到ROM中。目前单片机中使用的只读存储器是Flash闪速存储器，简称闪存。与其他存储器相比，Flash具有以下特点：非易失。不同于SRAM和DRAM，Flash不需要任何数据刷新机制，也不需要维持工作电压。可更新。在各种温度条件下，可擦写次数在10万次以上，存储数据可以保持10年以上。支持在线编程。允许单