嵌入式系统研究与应用进展

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1、《嵌入式系统研究与应用进展》指导老师：专业班级：姓名学号：报告提交日期：19目录1.嵌入式系统简介：31.1嵌入式系统的定义31.2嵌入式系统的组成31.3嵌入式系统的特点31.4嵌入式系统的应用42.嵌入式系统研究与应用举例52.1一种基于ARM的嵌入式多回路工业温度控制系统52.1.1系统设计52.1.2系统的硬件设计62.1.3系统的软件设计62.1.4实验仿真与结果92.1.5结论102.2嵌入式无风扇工控机实现智能交通管理102.3工业机器人嵌入式控制系统的研制112.3.1系统设计112.3.2FPGA设计152.3.3试验及结果162.3.4结论173.嵌入式系统未来发展前

2、景：174.参考文献：18191.嵌入式系统简介：1.1嵌入式系统的定义根据IEEE（电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统（EmbeddedSystems）是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”（devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）。从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。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。

3、1.2嵌入式系统的组成由硬件和软件组成硬件部分包括嵌入式处理器（MPU）或微控制器（MCU）以及外围电路。软件部分包括嵌入式操作系统和应用程序。另外为了开发嵌入式系统，开发环境也是必不可少的。这几个部分之间的关系如图1所示。图1嵌入式系统组成1.3嵌入式系统的特点19这些年来掀起了嵌入式系统应用热潮的原因只要有几个方面：一是芯片技术的发展，使得单个芯片具有更强的处理能力，而且使集成多种接口已经成为可能，众多芯片生产厂商已经将注意力集中在这方面。另一方面的原因就是应用的需要，由于对产品可靠性、成本、更新换代要求的提高，使得嵌入式系统逐渐从纯硬件实现和使用通用计算机实现的应用中脱颖而出，成为

4、近年来令人关注的焦点。　　从上面的定义，我们可以看出嵌入式系统的几个重要特征：　　1．系统内核小。由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。比如Enea公司的OSE分布式系统，内核只有5K，而Windows的内核？简直没有可比性。　　2．专用性强。嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植，即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全两个概念。　　

5、3．系统精简。嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。　　4．高实时性的系统软件(OS)是嵌入式软件的基本要求。而且软件要求固态存储，以提高速度；软件代码要求高质量和高可靠性。　　5．嵌入式软件开发要想走向标准化，就必须使用多任务的操作系统。嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行；但是为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口，用户必须自行选配RTOS（Real－TimeOperatingSystem）开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发

6、时间，保障软件质量。6．嵌入式系统开发需要开发工具和环境。由于其本身不具备自举开发能力，即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和环境才能进行开发，这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。开发时往往有主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进行。1.4嵌入式系统的应用嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括：1．工业控制：基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展，目前已经有大量的8、16、32位嵌入式微控制器在应用中，网络化是提高生产效率和产

7、品质量、减少人力资源主要途径，如工业过程控制、数字机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统。就传统的工业控制产品而言，低端型采用的往往是8位单片机。但是随着技术的发展，32位、64位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心，在未来几年内必将获得长足的发展。2．交通管理：19在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用，内嵌GPS模块，GSM模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用