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嵌入式系统基础知识


1 嵌入式系统的定义及体系结构 2 嵌入式系统的应用领域 3 什么是单片机
4 单片机的基本组成 5 嵌入式系统开发流程
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:
输入设备
运算器
输出设备
控制器
存储器
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
多板机
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。
1 嵌入式系统的定义及体系结构 2 嵌入式系统的应用领域 3 什么是单片机
4 单片机的基本组成 5 嵌入式系统开发流程
应用场合
汽车电子 消费电子 工业控制
网络应用 无线通讯
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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
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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。
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 (Microcontroller Unit)。
单片机特点:
(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。
这种计算 机系统通 常由多块 印刷电路 板制成:
内存条
主板
单板机
输入输出接口 芯片
CPU芯片
定时计数器 芯片
内存条 存储器芯片
A/D、D/A 芯片
单片机
单片机就是单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer)。
存储器
CPU
I / O口
时钟电路
控制电路
定时器
晶 片
单 硅
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。
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 :
系统机(多板机)
单板机
单片机
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。
1 嵌入式系统的定义及体系结构 2 嵌入式系统的应用领域 3 什么是单片机
4 单片机的基本组成 5 嵌入式系统开发流程
CPU(中央处理单元)
输入设备
运算器
输出设备

控制器
存储器
CPU
单片机工作支撑模块
数据存储器
程序存储器
其他模块
内部总线
定时/计数器模块 串行通讯接口 A/D转换模块 D/A转换模块 通用I/O模块
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微控制器开发技术
无线通讯
Bluetooth WiFi Zigbee RF GSM+CDMA+3G
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微控制器开发技术
Microcontroller Manufactures
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微控制器开发技术
CPU(Central Processing Unit) 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(Arithmetic logic Unit),
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。
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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
嵌入式处理器
外围硬件设备
应用程序
嵌入式操作系统
软件
用户应用程序
操作系统 结构
输入
输出
硬件 结构
嵌入式系统软件平台
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μC Linux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。
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,Keyboard
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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,
嵌入式系统基础
提要
1 嵌入式系统的定义及体系结构 2 嵌入式系统的应用领域 3 什么是单片机 4 单片机的基本组成
5 嵌入式系统开发流程
《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
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。
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