课件 嵌入式系统简介

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1、基于HCS12的嵌入式系统设计合肥工业大学吴晔，张阳，滕勤参考教材吴晔，张阳，滕勤.基于HCS12的嵌入式系统设计.电子工业出版社，2010.王宜怀，刘晓升.嵌入式系统——使用HCS12微控制器的设计与应用.北京航空航天大学出版社，2008.孙同景，陈桂友.Freescale9S12十六位单片机原理及嵌入式开发技术.机械工业出版社，2008.张阳合肥工业大学仪器科学与光电工程学院TEL：13966717615《基于HCS12的嵌入式系统设计》第1章嵌入式系统简介本章内容1.1嵌入式系统1.2嵌入式系统硬件1.3嵌入式系统软件1.

2、4嵌入式操作系统1.5嵌入式系统开发方法1.6HCS12和HCS12X系列单片机简介《基于HCS12的嵌入式系统设计》概述【单片微型计算机】简称单片机(Single-chipMicrocomputer)，是将中央处理单元(CPU)、存储器(RAM、ROM、EPROM、EEPROM、Flash等)、外围接口(并行I/O、串行I/O、高速I/O)、定时/计数器、A/D转换器、PWM、通信接口(SCI、SPI、I2C、USB、CAN、以太网)等集成在单个芯片内的高集成度器件。【应用】汽车、家电、航空航天及工业控制等领域。也称为微控制器

3、(Microcontroller)或微控制单元(MCU)。《基于HCS12的嵌入式系统设计》概述MC9S12EVK教学与评估核心板《基于HCS12的嵌入式系统设计》概述智能小车控制电路板《基于HCS12的嵌入式系统设计》概述发动机电控单元（ECU）《基于HCS12的嵌入式系统设计》概述世界上著名的单片机供应商主要有Freescale(Motorola)、Infineon、Microchip、Atmel、Philips、ST、TI、NEC、西门子、日立、东芝、三菱等。迄今为止，市场上出售的单片机产品已达70多个系列、上千个品种。从

4、单片机的年产量来看，8位、16位、32位单片机的需求与供给呈现逐渐上升的态势。从市场产值份额上看，大有8位、16位、32位单片机三分天下的趋势。《基于HCS12的嵌入式系统设计》1.1嵌入式系统【嵌入式系统】一种专用计算机系统，它包含微处理器或微控制器——计算机隐藏或嵌入在系统中。【组成】嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等。是可独立工作的“机器”或“器件”。《基于HCS12的嵌入式系统设计》1.1嵌入式系统图1.1嵌入式系统的基本架构《基于HCS12的嵌入式系统设计》1.1嵌入式系统嵌入式系统的分类小型嵌

5、入式系统采用8位或16位微控制器。硬件和软件复杂度小，需要进行板级设计。开发嵌入式软件时，主要编程工具是微控制器或微处理器专用的编辑器、汇编器和交叉汇编器等，系统的软件通常利用C语言开发。《基于HCS12的嵌入式系统设计》1.1嵌入式系统嵌入式系统的分类中型嵌入式系统采用16位或32位微控制器、数字信号处理器（DSP）或精简指令集（RISC）计算机等设计，硬件和软件复杂度较高。对于复杂的软件设计，可以使用如下编程工具：RTOS、源代码设计工具、模拟器、调试器和集成开发环境（IDE）等，软件工具往往还提供硬件复杂性的解决和分析方法

6、。《基于HCS12的嵌入式系统设计》1.1嵌入式系统嵌入式系统的分类复杂嵌入式系统软件和硬件都非常复杂，需要可升级的处理器或可配置的处理器和可编程逻辑阵列（如FPGA、CPLD）等器件。用于边缘应用，需要硬件和软件协同设计，并且都集成到最终的系统中，但受到硬件单元所提供的处理速度、存储器等资源的限制。为了解决时间问题，提高系统运行速度，可以在硬件中实现一部分软件功能，例如加密和解密算法、TCP/IP协议栈和网络驱动程序等功能。系统中某些硬件资源的功能模块也可以用软件来实现。系统的开发工具一般十分昂贵，有时还需要为这些系统开发编译

7、器或者重定目标的编译器等。《基于HCS12的嵌入式系统设计》1.2嵌入式系统硬件嵌入式微处理器一般具备4个特点：对实时和多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部代码和实时操作系统的执行时间减少到最低限度；具有功能很强的存储区保护功能，这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断；可扩展的处理器结构，以便能够迅速地扩展满足应用的高性能嵌入式微处理器；嵌入式微处理器的功耗低，尤其是用于便携式无线及移动计算和通信设备

8、，对于靠电池供电的嵌入式系统更是如此，功耗往往为mW甚至uW级。《基于HCS12的嵌入式系统设计》1.2嵌入式系统硬件1.2.1嵌入式微处理器【微处理器CPU】集中取址和处理一组通用指令的单元，包含一个控制单元和一个ALU单元。嵌入式微处理器采用的是“增强型”通