嵌入式應(yīng)用技術(shù)概述

1、第一章 嵌入式應(yīng)用技術(shù)概述,主要內(nèi)容 嵌入式系統(tǒng)的基本含義 單片機(jī)發(fā)展概況 MCU發(fā)展新特點(diǎn)及選型原則 如何學(xué)習(xí)嵌入式應(yīng)用技術(shù) 嵌入式產(chǎn)品的一般構(gòu)成與開發(fā)方法,《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)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(jī) （1）嵌入式系統(tǒng)的由來 計(jì)算機(jī)產(chǎn)生：因科學(xué)家需要一個(gè)高速的計(jì)算工具而產(chǎn)生。 計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展：數(shù)字

2、計(jì)算→邏輯運(yùn)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(cè)控對(duì)象，嵌入到實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的計(jì)算機(jī)稱之為嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱嵌入式系統(tǒng)。,《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件,1.1 嵌入式系統(tǒng)的基本含義,（2）單片機(jī)的含義,單片機(jī)（Microcontroller Unit，MCU）是單片微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱，也稱之為微控制器或嵌入式計(jì)算機(jī)(Embedde

3、d computer)，即在一塊芯片上集成了中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器(RAM/ROM等)、定時(shí)器/計(jì)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(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)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(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)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(jī)； 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(jī)，簡(jiǎn)稱MCU），它是最典型的、最廣泛的嵌入式系統(tǒng)。,（3）單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的關(guān)系,《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)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(dǎo)航控制與數(shù)據(jù)處理方面 汽車控制方面,1.1.2 單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)

5、域,《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件,返回,1.2 單片機(jī)發(fā)展概況,1.2 單片機(jī)發(fā)展概況,1.2.1 單片機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)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(jī)。 Motorola公司:1974年開始推出MC6800微處理器；1979年開始生產(chǎn)單片機(jī)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(jī)；2004年(2004年6月Motorola更名為Freescale半導(dǎo)體公司)推出增強(qiáng)型8位單片機(jī)HCS08系列，使8位單片機(jī)的品種更加豐富。同時(shí)，其8位MCU、16位MCU、32位MCU并行發(fā)展，增加了市場(chǎng)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(guó)LG等也開發(fā)了性能優(yōu)越的單片機(jī)。各類單片機(jī)不斷出現(xiàn)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，至今已達(dá)500多種。,《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)

7、教程》課件,1.2 單片機(jī)發(fā)展概況,單片機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用始于上世紀(jì)70年代末，80年代各理工科院校陸續(xù)開設(shè)了有關(guān)應(yīng)用課程，使其得以較廣泛的應(yīng)用 。80末至90年代初，巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)限制向中國(guó)出口單片機(jī)，而Intel公司通過香港轉(zhuǎn)口使其產(chǎn)品幾乎獨(dú)占了中國(guó)的單片機(jī)市場(chǎng) 。1990年9月巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)解除對(duì)中國(guó)的貿(mào)易禁令后，各公司的單片機(jī)紛紛進(jìn)入中國(guó)，單片機(jī)應(yīng)用的開發(fā)呈多樣性。 目前，F(xiàn)reescale公司正在我國(guó)組織推廣新一代H

8、C08系列單片機(jī)及增強(qiáng)型HCS08系列單片機(jī)，相信會(huì)對(duì)我國(guó)的單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)生積極的影響。可以預(yù)見，HC08及HCS08系列單片機(jī)將在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用。,1.2.2 單片機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用簡(jiǎn)況,《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件,返回,1.3 MCU發(fā)展新特點(diǎn)及選型原則,1.3 MCU發(fā)展新特點(diǎn)及選型原則,1.3.1 MCU發(fā)展的新特點(diǎn) 價(jià)格更低：每片幾十元的MCU，其內(nèi)部資源已經(jīng)相當(dāng)豐富。 使用更加方便 ：內(nèi)部含有EPROM或ROM，不

9、需要外部擴(kuò)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(guān)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(chǔ)器(Flash Memory)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模電擦除。,《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件,1.3 MCU發(fā)展新特點(diǎn)及選型原則,（1）了解MCU對(duì)應(yīng)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(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件,1.3 MCU發(fā)展新特點(diǎn)及選型原則,（2）了解MCU的可購(gòu)買性 MCU是否可直接購(gòu)買到 MCU是否有足夠的供應(yīng)量 MCU

11、是否仍然在生產(chǎn)之中 MCU是否在改進(jìn)之中,1.3.2 MCU的選型原則,《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件,1.3 MCU發(fā)展新特點(diǎn)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(shù)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(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件,返回,1.4 如何學(xué)習(xí)嵌入式應(yīng)用技術(shù),1.4 如何學(xué)習(xí)嵌入式應(yīng)用技術(shù),首先，明確學(xué)習(xí)嵌入式應(yīng)用技術(shù)的目的； 其次，選擇入門的機(jī)型； 第三，了解MCU基本性能，記憶MCU指令系統(tǒng)關(guān)鍵字； 第四，勤于實(shí)踐； 第五，注意軟件與硬件的結(jié)合。 第六，緊密結(jié)合輸入輸出接口的學(xué)習(xí)。,《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件,返回,1.5 嵌入式產(chǎn)品

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

14、件工程的原則：（1）建立目錄 做任何一個(gè)項(xiàng)目，首先要在計(jì)算機(jī)硬盤上建立一個(gè)獨(dú)立的文件夾，并在這個(gè)獨(dú)立的文件夾下，建立“文檔”、“硬件設(shè)計(jì)”、“軟件設(shè)計(jì)”、“實(shí)驗(yàn)過程”等下一級(jí)文件夾，必要時(shí)還要建立一些以日期命名的文件夾，隨著工作的進(jìn)展安排在相應(yīng)的文件夾下?？傊逦?、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(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件,1.5 嵌入式產(chǎn)品的一般構(gòu)成與開

15、發(fā)方法,（3）設(shè)計(jì)階段 輸入分析 → 輸出分析 → 選擇評(píng)估系統(tǒng)并對(duì)與MCU相關(guān)的硬件進(jìn)行初步評(píng)估 → 設(shè)計(jì)并制作硬件系統(tǒng) → 進(jìn)行硬件系統(tǒng)的模塊測(cè)試 → 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) → 系統(tǒng)測(cè)試 → 進(jìn)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(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件,返回,本章介紹嵌入式系統(tǒng)及單片機(jī)的基本概念、發(fā)展歷史；單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域、發(fā)展特點(diǎn)及選型原則；嵌入式產(chǎn)品的一般構(gòu)成及