嵌入式系统原理及应用

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1、嵌入式系统原理及应用嵌入式系统原理及应用电气工程系梁慧敏TEL:86413964E-mail:lianghuimin@gmail.com现实中的嵌入式系统嵌入式系统¢嵌入式系统是嵌入到对象系统中的专用计算机应用系统。其本质是将计算机嵌入到一个对象体系中，以实现对象体系智能化控制的计算机系统。¢嵌入式系统按形态可分为¢设备级（工控机）¢板级（单板、模块）¢芯片级（MCUMCU,DSP）课程安排¢理论课:讲述基本原理结构和方法（30学时）¢实验课:根据实验指导书的要求自己完成（10个）¢教材¢张毅刚.MCS-51单片机应用设计.哈工大

2、出版社¢张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计.哈工大出版社¢王田苗.嵌入式系统设计及实例开发——ARM与μC/OS-Ⅱ（第二版）.清华大学出版社¢参考书¢何立民.MCS-51单片机应用系统设计（系统配置与接口技术）.北航出版社¢JeanJ.Labrosse,邵贝贝译.μC/OS-Ⅱ——源码公开的实时嵌入式操作系统.中国电力出版社主要内容¢MCS-51¢基本硬件结构¢程序设计：指令系统、汇编程序的编制¢定时/计数器¢串行口¢中断系统¢存储器扩展：程序存储器、数据存储器¢接口设计：扩展I/O、AD/DA、键盘显示等主要内容¢ST7系

3、列微处理器：ST72F264的功能部件及A/D转换器的应用¢嵌入式系统¢嵌入式实时操作系统µC/OS，¢ARM微处理器的体系结构、功能及应用课程要求¢本课程是实践性较强的课程。通过课程的学习，掌握软件编程和硬件电路设计的方法，能够进行简单的单片机应用系统的设计、调试工作。¢30课时授课，时间比较少，希望大家做好预习、复习的工作。¢实验10个，要重视实验，实验成绩占考核成绩的40%。第1讲概述主要掌握•单片机的概念•单片机的应用特点•单片机的开发条件主要内容¢单片机的概念¢单片机发展历史¢应用特点¢典型的单片机产品¢发展趋势¢开发条

4、件¢硬件设计概述单片机的概念¢单片机是电子计算机的一种。¢电子计算机是科技发展的产物。¢计算机的飞速发展归功于半导体集成技术的发展。¢计算机的发展趋势¢微型化¢巨型化¢网络化¢智能模拟化微型机的概念¢微型机是由大规模集成电路、超大规模集成电路等组成，具有功能强、结构紧凑、系统可靠性高等特点。微型机中包括一片主要的集成电路中央处理器（CPU），还包括存储器、通用或专用I/O接口电路等。¢处理数据位数：8位(Apple-1)、16位(8088,80286)、32位(80386,80486)、64位(Pentium)。单片机的概念¢将组

5、成微型计算机的各功能部件：中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM、EPROM）、定时/计数器、串行口、I/O接口电路等集成在一块集成电路芯片中，从而构成完整的微型计算机。故称作单晶片微型计算机，简称单片机，或称微控制器（MCU:MicroControllerUnit）。单片机的分类¢按用途分类：通用型：将可开发的资源（ROM、RAM、I/O、EPROM）等全部提供给用户。专用型：其硬件及指令是按照某种特定用途而设计，例如录音机机芯控制器、打印机控制器、电机控制器等。¢按其基本操作处理的数据位数分类：1位、4位、8位、16位、

6、32位单片机的发展历史¢初级阶段（1974~1976）¢两片集成芯片（集成工艺限制）仙童F8¢低性能阶段（1976~1978）INTELMCS-48（没有串行口、无中断分级）¢高性能阶段（1978~1982）MCS51及其兼容产品¢更高性能阶段（1983~至今）多种机型并行发展（8位、16位、32位、DSP）8位单片机是工业检测、控制应用的主力军¢单片机的发展非常迅速，通用型单片机大约有50多个系列，四百个品种，单片机的产品已占整个微机（包括一般的微处理器）产品的80%以上，其中8位机的产量占整个单片机市场的60%。单片机的应用¢

7、单片机的特点¢体积小：基本功能部件满足要求¢可靠性高：总线大多在内部，易于提高电磁屏蔽性¢功能强：实时响应速度快；可对I/O口直接操作¢使用方便：易扩展，硬件设计简单，容易组成不同规模的应用系统；提供开发工具资料¢性能价格比高：电路板小；接插件少¢易产品化：研制周期短单片机的应用¢应用特点：量大面广¢机电一体化：电脑缝纫机¢智能仪表：测量仪¢实时控制：汽车¢家电：（MOTOROLA）¢网络通信：通信协议集成其中¢计算机外设：键盘、打印机¢保健产品：按摩器单片机的出¢多机分布式系统现使得电路设计简单化典型单片机产品¢器件厂家¢美国：

8、Intel、Motorola、Microchip、Atmel¢荷兰:Philips¢德国：Siemens¢日本：NecMCS-51单片机的主要产品•根据51单片机内部存储器的类型不同，MCS-51单片机可分为以下几个基本型：¢无ROM型：8031¢