嵌入式應用技術概述

1、第一章 嵌入式應用技術概述,主要內(nèi)容 嵌入式系統(tǒng)的基本含義 單片機發(fā)展概況 MCU發(fā)展新特點及選型原則 如何學習嵌入式應用技術 嵌入式產(chǎn)品的一般構成與開發(fā)方法,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,1.1 嵌入式系統(tǒng)的基本含義,1.1 嵌入式系統(tǒng)的基本含義,1.1.1 嵌入式系統(tǒng)與單片機 （1）嵌入式系統(tǒng)的由來 計算機產(chǎn)生：因科學家需要一個高速的計算工具而產(chǎn)生。 計算機應用領域的發(fā)展：數(shù)字

2、計算→邏輯運算與推理→信息處理 →通信→工業(yè)控制 →家用電器…… 嵌入式系統(tǒng)（Embedded System）含義：面向測控對象，嵌入到實際應用系統(tǒng)中，實現(xiàn)嵌入式應用的計算機稱之為嵌入式計算機系統(tǒng)，簡稱嵌入式系統(tǒng)。,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,1.1 嵌入式系統(tǒng)的基本含義,（2）單片機的含義,單片機（Microcontroller Unit，MCU）是單片微型計算機的簡稱，也稱之為微控制器或嵌入式計算機(Embedde

3、d computer)，即在一塊芯片上集成了中央處理單元(CPU)、存儲器(RAM/ROM等)、定時器/計數(shù)器及多種輸入輸出(I/O)接口的比較完整的數(shù)字處理系統(tǒng)。,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,1.1 嵌入式系統(tǒng)的基本含義,目前典型的MCU內(nèi)部框圖,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,1.1 嵌入式系統(tǒng)的基本含義,嵌入式系統(tǒng)通常有4種： ①工控機； ②通用CPU模塊； ③

4、嵌入式微處理器（Embedded Processor）； ④嵌入式微控制器（Embedded Microcontroller，即單片機，簡稱MCU），它是最典型的、最廣泛的嵌入式系統(tǒng)。,（3）單片機與嵌入式系統(tǒng)的關系,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,1.1 嵌入式系統(tǒng)的基本含義,工業(yè)與農(nóng)業(yè)方面 儀器儀表與電訊方面 日常生活用品方面 導航控制與數(shù)據(jù)處理方面 汽車控制方面,1.1.2 單片機的主要應用領

5、域,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,返回,1.2 單片機發(fā)展概況,1.2 單片機發(fā)展概況,1.2.1 單片機的發(fā)展簡史 Intel公司:1971年首次宣布4004的4位微處理器；1980年推出MCS-51；1983年推出MCS-96系列16位單片機。 Motorola公司:1974年開始推出MC6800微處理器；1979年開始生產(chǎn)單片機MC6801，在1983年前后發(fā)展成為較高性能的M68HC05系列；2

6、000年前后推出了M68HC08系列單片機；2004年(2004年6月Motorola更名為Freescale半導體公司)推出增強型8位單片機HCS08系列，使8位單片機的品種更加豐富。同時，其8位MCU、16位MCU、32位MCU并行發(fā)展，增加了市場份額，也方便了用戶的選型。 其他公司:德州儀器，三菱、日立、飛利浦、韓國LG等也開發(fā)了性能優(yōu)越的單片機。各類單片機不斷出現(xiàn)，據(jù)統(tǒng)計，至今已達500多種。,《嵌入式應用技術基礎

7、教程》課件,1.2 單片機發(fā)展概況,單片機在我國的應用始于上世紀70年代末，80年代各理工科院校陸續(xù)開設了有關應用課程，使其得以較廣泛的應用 。80末至90年代初，巴黎統(tǒng)籌委員會限制向中國出口單片機，而Intel公司通過香港轉(zhuǎn)口使其產(chǎn)品幾乎獨占了中國的單片機市場 。1990年9月巴黎統(tǒng)籌委員會解除對中國的貿(mào)易禁令后，各公司的單片機紛紛進入中國，單片機應用的開發(fā)呈多樣性。 目前，F(xiàn)reescale公司正在我國組織推廣新一代H

8、C08系列單片機及增強型HCS08系列單片機，相信會對我國的單片機應用產(chǎn)生積極的影響?？梢灶A見，HC08及HCS08系列單片機將在我國得到廣泛的應用。,1.2.2 單片機在我國的應用簡況,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,返回,1.3 MCU發(fā)展新特點及選型原則,1.3 MCU發(fā)展新特點及選型原則,1.3.1 MCU發(fā)展的新特點 價格更低：每片幾十元的MCU，其內(nèi)部資源已經(jīng)相當豐富。 使用更加方便 ：內(nèi)部含有EPROM或ROM，不

9、需要外部擴展總線；有的MCU內(nèi)部甚至固化了晶振電路。 功耗更低 ：有等待狀態(tài)、睡眠狀態(tài)、關閉狀態(tài)等。 低電壓型：工作電壓只要2.7V ，甚至1.8V。 Flash型 ：具有閃速存儲器(Flash Memory)，實現(xiàn)大規(guī)模電擦除。,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,1.3 MCU發(fā)展新特點及選型原則,（1）了解MCU對應用系統(tǒng)的適用性 MCU是否含有所需的I/O端口數(shù)目

10、 MCU是否含有所需的外圍端口部件 MCU的CPU是否有合適的吞吐量 MCU的極限性能是否滿足要求,1.3.2 MCU的選型原則,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,1.3 MCU發(fā)展新特點及選型原則,（2）了解MCU的可購買性 MCU是否可直接購買到 MCU是否有足夠的供應量 MCU

11、是否仍然在生產(chǎn)之中 MCU是否在改進之中,1.3.2 MCU的選型原則,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,1.3 MCU發(fā)展新特點及選型原則,（3）了解MCU的可開發(fā)性 編譯軟件 程序?qū)懭牍ぞ?調(diào)試工具 技術支持 語言體系與熟悉程度

12、 MCU制造商的歷史,1.3.2 MCU的選型原則,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,返回,1.4 如何學習嵌入式應用技術,1.4 如何學習嵌入式應用技術,首先，明確學習嵌入式應用技術的目的； 其次，選擇入門的機型； 第三，了解MCU基本性能，記憶MCU指令系統(tǒng)關鍵字； 第四，勤于實踐； 第五，注意軟件與硬件的結合。 第六，緊密結合輸入輸出接口的學習。,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,返回,1.5 嵌入式產(chǎn)品

13、的一般構成與開發(fā)方法,1.5 嵌入式產(chǎn)品的一般構成與開發(fā)方法,1.5.1 嵌入式產(chǎn)品的一般構成 一個以MCU為核心的比較復雜嵌入式產(chǎn)品或?qū)嶋H嵌入式應用系統(tǒng)，包含模擬量的輸入、模擬量的輸出，開關量的輸入、開關量的輸出及數(shù)據(jù)通信的部分。,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,1.5 嵌入式產(chǎn)品的一般構成與開發(fā)方法,嵌入式應用系統(tǒng)框圖,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,1.5 嵌入式產(chǎn)品的一般構成與開發(fā)方法,嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)應遵循軟

14、件工程的原則：（1）建立目錄 做任何一個項目，首先要在計算機硬盤上建立一個獨立的文件夾，并在這個獨立的文件夾下，建立“文檔”、“硬件設計”、“軟件設計”、“實驗過程”等下一級文件夾，必要時還要建立一些以日期命名的文件夾，隨著工作的進展安排在相應的文件夾下?？傊?，要清晰、合理地放置您的工作資料。 （2）需求與功能分析,1.5.2 嵌入式產(chǎn)品的一般開發(fā)方法,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,1.5 嵌入式產(chǎn)品的一般構成與開

15、發(fā)方法,（3）設計階段 輸入分析 → 輸出分析 → 選擇評估系統(tǒng)并對與MCU相關的硬件進行初步評估 → 設計并制作硬件系統(tǒng) → 進行硬件系統(tǒng)的模塊測試 → 軟件系統(tǒng)設計 → 系統(tǒng)測試 → 進一步工作 （接收用戶信息反饋、完善、文檔分類整理等 ）。,1.5.2 嵌入式產(chǎn)品的一般開發(fā)方法,《嵌入式應用技術基礎教程》課件,返回,本章介紹嵌入式系統(tǒng)及單片機的基本概念、發(fā)展歷史；單片機的應用領域、發(fā)展特點及選型原則；嵌入式產(chǎn)品的一般構成及