第一章 单片机设计导论

第一章单片机设计导论

何宾2023.07单片机设计导论

--嵌入式系统硬件和软件美国电气和电子工程师协会（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，IEEE）将嵌入式系统定义为用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置嵌入式系统是以具体应用为导向的，以计算机技术为核心的，根据具体应用对硬件和软件系统量身订做的便于携带的微型计算机系统嵌入式系统是系统级的概念，包含硬件和软件两个层面嵌入式系统硬件和软件

--嵌入式系统硬件微控制器或面向桌面应用的高性能处理器是嵌入式系统的硬件核心，通过印刷电路板（PrintCircuitBoard，PCB）将它与其他电子元器件组装在一起构成满足特定功能需求的硬件平台在一个嵌入式系统中，可能使用MCU作为嵌入式系统的硬件核心，也可能使用面向桌面应用的高性能处理器作为嵌入式系统的硬件核心，这是由嵌入式系统的功能需求所决定的。电视机遥控器就是一个典型的简单嵌入式系统，在这种嵌入式应用中使用MCU作为系统的硬件核心。移动电话这种需要面向桌面应用的复杂嵌入式系统，就必须使用高性能的处理器作为系统的硬件核心。嵌入式系统硬件和软件

--嵌入式系统硬件嵌入式系统的硬件有点像乐高玩具那样，当把乐高正确组合在一起时，就会产生壮观的效果。而单个乐高本身并没有什么特别的作用，这也适用于嵌入式系统的硬件在嵌入式系统的硬件中，即使MCU或者面上桌面应用的微处理器是整个嵌入式系统硬件的核心，但是单独存在的它们一点价值都不能体现出来，只有将它们和其他电子元器件组合在一起用于实现特定的应用目标时，它们的重要作用才能体现出来嵌入式系统硬件和软件

--嵌入式系统硬件STC官方提供的基于STC32G系列MCU的硬件开发平台嵌入式系统硬件和软件

--嵌入式系统软件嵌入式系统的软件开发，划分为三个层次。包括：第一层次是直接在嵌入式硬件上开发软件应用，这要求软件开发人员对嵌入式系统的硬件原理非常清楚，这就对软件开发人员提出了比较高的要求。这种直接面向嵌入式硬件开发软件应用，最大的问题就是程序的移植比较麻烦，因为当软件应用移植到不同的嵌入式硬件平台时，需要对针对新的嵌入式硬件来修改软件应用代码。其次，这种直接面向嵌入式硬件开发软件的方法不利于对系统进行维护，一旦系统出现故障，很难查找系统的故障点。嵌入式系统硬件和软件

--嵌入式系统软件第二层次是借助于嵌入式硬件厂商提供的应用程序接口（ApplicationProgramInterface，API）函数开发应用。软件开发人员就无需过多关心嵌入式系统的硬件原理，这样就显著降低了对软件开发人员的要求，并且提高了程序开发的效率，同时也便于今后对所开发的嵌入式应用进行维护。当把嵌入式应用移植到不同的嵌入式硬件平台时，只需要修改所调用的API函数即可实现，显著降低了应用程序移植的难度。嵌入式系统硬件和软件

--嵌入式系统软件第三层次是借助于嵌入式操作系统。当软件开发人员使用基于MCU的嵌入式硬件平台进行嵌入式应用开发遇到需要处理多任务时，就可以在嵌入式硬件平台上搭载用于嵌入式系统的OS，比如μC-OS、FreeRTOS、RTX51/RTX51-Tiny或RT-Thread。这些操作系统支持多任务处理，并且为软件开发人员提供了针对不同嵌入式平台的底层硬件驱动程序，因此软件开发人员只需要关注应用程序本身即可，这样就进一步提高了软件应用的开发效率，并且很好的解决了在不同嵌入式硬件上移植软件应用的难题。此外，基于MCU的嵌入式应用往往要求有更好的实时响应能力，因此搭载在MCU嵌入式系统的操作系统也称为实时操作系统（RealTimeO