《信息与通信k》ppt课件

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1、第1章概述主要知识点嵌入式系统定义、由来及特点1.1嵌入式系统的知识体系、学习误区及学习建议1.2嵌入式硬件构件的基本思想与应用方法1.3基于硬件构件的嵌入式系统硬件电路设计1.4基于硬件构件的嵌入式底层软件构件的编程方法1.51.6嵌入式系统的常用术语无处不在的嵌入式系统1.1嵌入式系统定义、由来及特点嵌入式系统的定义一种计算机硬件和软件的组合，也许还有机械装置，用于实现一个特定功能。在某些特定情况下，嵌入式系统是一个大系统或产品的一部分嵌入式系统的由来通用计算机系统：满足海量高速数值计算的计算机

2、。嵌入式计算机系统：嵌入到实际应用系统中，实现嵌入式应用的计算机。1.1嵌入式系统定义、由来及特点嵌入式系统的特点嵌入式系统是计算机系统，但不单独以通用计算机面目出现。嵌入式系统开发需要专用工具和特殊方法。使用MCU设计嵌入式系统，数据与程序空间采用不同存储介质。开发嵌入式系统涉及软件、硬件及应用领域的知识。嵌入式系统的其他特点。1.1嵌入式系统定义、由来及特点1.2嵌入式系统的知识体系、学习误区及学习建议1.2.1嵌入式系统的知识体系概括地说，学习以MCU为核心的嵌入式系统，需要以下软件硬件基础知

3、识与实践训练：（1）硬件最小系统（2）通用I/O（3）模数转换A/D（4）数模转换D/A（5）通信(SCI、SPI、I2C，CAN、USB、ZigBee等)；（6）显示(LED、LCD等)；（7）控制(控制各种设备，包含PWM等控制技术)；（8）数据处理(图形、图像、语音、视频等处理或识别)；（9）各种具体应用。操作系统的困惑建议：首先把嵌入式系统软件与硬件基础打好，再根据实际应用需要，选择一种实时操作系统进行实践硬件与软件的困惑建议：在初学阶段，必须重视打好嵌入式系统的硬件与软件基础片面认识嵌入式

4、系统建议：在嵌入式系统学习与实践的初始阶段，目标应该是打好嵌入式系统的硬件与软件基础，通过实践，为成为良好的嵌入式系统设计师建立起基本知识结构1.2.2嵌入式系统的学习误区入门芯片选择的困惑建议：大多数初学者，可以选择一个8位MCU作为快速入门芯片，了解一些汇编与底层硬件知识，之后再选择一个16位或32位芯片进行学习实践。另外，工作频率高的芯片可能给初学者带来学习过程中的不少困难。1.2.2嵌入式系统的学习误区1.2.4嵌入式系统开发所遇到的若干问题目前，嵌入式系统开发主要存在以下两大问题：硬件设计

5、缺乏重用支持原因：目前缺少可供硬件设计工程师们共同遵守的设计规范驱动程序可移植性差原因：开发人员在编写驱动程序时缺少软件工程思想的支撑，软、硬件设计过程孤立1.3嵌入式硬件构件的基本思想与应用方法什么是嵌入式硬件构件？嵌入式硬件构件是指将一个或多个硬件功能模块，支撑电路及其功能描述封装成一个可重用的硬件实体，并提供一系列规范的输入/输出接口硬件构件的分类类型需求接口提供接口举例核心构件无有芯片的硬件最小系统中间构件有有电源控制构件、232电平转换构件终端构件有无LCD构件、LED构件、键盘构件核心构

6、件、中间构件和终端构件的区别1.4基于硬件构件的嵌入式系统硬件电路设计设计时需要考虑的基本问题MCU的选择MCU功能、价格、功耗、供电电压、I/O口电平管脚数目、MCU的封装、电气性能等因素电源考虑系统对电源的需求考虑芯片与器件对电源波动性的需求考虑工作电源是使用电源模块还是使用外接电源普通I/O口上拉、下拉电阻开关量输入：一定要保证高低电压分明开关量输出：高电平接近电源电压，低电平接近地电平A/D电路与D/A电路A/D电路：要清楚前端采样基本原理，对电阻型、电流型和电压型传感器采用不同的采集电路D

7、/A电路：考虑MCU的引脚通过何种输出电路控制实际对象1.4基于硬件构件的嵌入式系统硬件电路设计控制电路对外控制电路要注意设计的冗余与反测，要有合适的信号隔离措施等考虑低功耗要做到低功耗一般做到以下几点：并不是所有的总线信号都要上拉不用的I/O口不要悬空对一些外围小芯片的功耗也需要考虑1.4基于硬件构件的嵌入式系统硬件电路设计考虑低成本正确选择电阻值与电容值指示灯的选择不要什么都选最好的：在一个高速系统中并不是每一部分都工作在高速状态1.4基于硬件构件的嵌入式系统硬件电路设计1.4.2硬件构件化电路

8、原理图绘制的简明规则硬件构件设计的通用规则元器件命名格式：对于核心构件，其元器件直接编号命名，同种类型的元件命名时冠以相同的字母前缀；对于中间构件和终端构件，其元器件命名格式采用“构件名-标识字符？”为硬件构件添加详细的文字描述，以增强原理图的可读性将前两步产生的内容封装在一个虚线框内，组成硬件构件的内部实体为该硬件构件添加与其它构件交互的输入/输出接口标识核心构件设计规则核心构件设计的目标是：凡是使用该MCU进行硬件系统设计时，核心构件可以直接“组装”到系统中，无须