嵌入式微控制技术课件.ppt

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1、嵌入式微控制技术1主要内容嵌入式系统的由来嵌入式系统的定义及内涵嵌入式系统地发展现状嵌入式系统三个基本要素嵌入式系统VS普通计算机嵌入式系统的构成嵌入式微控制器微控制器应用领域嵌入式系统地发展趋势2嵌入式系统进入20世纪90年代，嵌入式技术全面展开，目前已成为通信和消费类产品的共同发展方向。3嵌入式系统的由来计算机产生：因科学家需要一个高速的计算工具而产生。计算机应用领域的发展：4嵌入式系统的定义及内涵广义上讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。从狭义上讲，我们更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己的操作系统，具有特定

2、功能，用于特定场合的嵌入式系统。5嵌入式系统的定义及内涵目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。6嵌入式系统地发展现状随着信息化，智能化，网络化的发展，嵌入式系统技术也将获得广阔的发展空间。1999年世界电子产品产值已超过12000亿美元，2000年达到13000亿美元，2005年，销售额达18000亿美元。20世纪90年代，嵌入式技术全面展开，目前已成为通信和消费类产品的共同发展方向。在通信领域，数字技术正在全面取代模拟技术。软件、集成电

3、路和新型元器件在产业发展中的作用日益重要。所有上述产品中，都离不开嵌入式系统技术。机顶盒的核心技术就是采用32位以上芯片级的嵌入式技术。在个人领域中，嵌入式产品将主要是个人商用，作为个人移动的数据处理和通讯软件。7嵌入式系统地发展现状目前对于企业专用解决方案，如物流管理、条码扫描、移动信息采集等，小型手持嵌入式系统将发挥巨大的作用。自动控制领域，不仅可以用于ATM机，自动售货机，工业控制等专用设备，和移动通讯设备结合、GPS、娱乐相结合，嵌入式系统同样可以发挥巨大的作用。硬件方面，不仅有各大公司的微处理器芯片，还有用于学习和研发的各种配套开发包。目前

4、低层系统和硬件平台经过若干年的研究，已经比较成熟，实现各种功能的芯片应有尽有。而且巨大的市场需求给我们提供了学习研发的资金和技术力量。从软件方面讲，也有相当部分的成熟软件系统。国外商品化的嵌入式实时操作系统，已进入我国市场的有WindRiver、Microsoft、QNX和Nuclear等产品。我国自主开发的嵌入式系统软件产品如科银(CoreTek)公司的嵌入式软件开发平台DeltaSystem，中科院推出的Hopen嵌入式操作系统。8嵌入式系统三个基本要素9嵌入式系统VS普通计算机10嵌入式系统的构成嵌入式系统主要由嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操

5、作系统及上层应用软件系统等组成，它是集软件、硬件于一体的可独立工作的系统。11嵌入式系统的构成-硬件从硬件方面来讲，各种各样的嵌入式微处理器是嵌入式系统的核心。嵌入式微处理器12嵌入式系统构成-硬件①嵌入式微处理器(EmbeddedMicroProcessorUnit，EMPU)MPU是由通用计算机中的CPU演变而来的，它与CPU的关系是专用和通用的关系。MPU只保留与嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他冗余功能部分，配上了必要的扩展外围电路，如存储器的扩展电路、I/O的扩展电路和一些专用的接口电路等，以最低功耗和资源满足嵌入式应用的特殊要求。MP

6、U目前流行体系有ARM、MIPS、PowerPC、68000、Am186/88等系列。处理能力和速度通常按字长划分为8位(仍然存在!)、16位(主流)和32位(开始流行)。13嵌入式系统构成-硬件②嵌入式微控制器(MicroControllerUnit，MCU)MCU就是将整个计算机系统集成到一块芯片中。MCU的典型代表是单片机。14嵌入式系统构成-硬件③嵌入式DSP处理器(EmbeddedDigitalSignalProcessor，EDSP)DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器。DSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合于执行DS

7、P算法。DSP核心代码使用汇编，有较高的执行效率，指令执行速度也较快。在数字滤波、语音处理和编码解码、谱分析等方面有着广泛的应用。比较有代表性的产品是TI公司的TMS320系列和Motorola公司的DSP56000系列等。15嵌入式系统构成-硬件④嵌入式片上系统(SystemOnChip，SOC)在一个硅片上实现多个更为复杂的系统。随着EDA的推广和VLSI设计的普及，以及半导体工艺的迅速发展，在一个硅片上实现多个更为复杂的系统的时代已来临，这就是片上系统SoC(SystemonChip)。它结合了许多功能模块，将整个系统做在一个芯片上。SOC（片

8、上系统）是IC设计的发展趋势。16嵌入式系统的构成-软件17嵌入式应用系统框图放大器：将微弱电信号放大成MC