嵌入式系统应用技术

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1、嵌入式系统应用技术齐志宏(苍溪县鸳溪镇初级中学校四川苍溪628405)【】木文介绍了嵌入式系统的含义、发展、现状和我国在嵌入式系统中面临的机遇，重点介绍了嵌入式系统的硬件，简要说明了嵌入式操作系统。【关键词】单片机；操作系统；Linux；嵌入式系统1.嵌入式系统的定义与市场前景嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，适应应用系统对功能、可靠性、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。它主要由嵌入式微处理器、外围硬设备、嵌入式操作系统及应用软件等部分构成，用于实现对其他设备的控制、监视和管理等功能。PC

2、机主要应用在办公室自动化领域，而嵌入式已经滲入到人们的工作、生活中，如工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、POS网络及电子商务、环境监测、机器人等领域。今天嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元，1997年来自美国嵌入式系统大会(EmbeddedSystemConference)的报告指出，未来5年仅基于嵌入式计算机系统的全数字电视产品，就将在美国产生一个每年1500亿美元的新市场。美国汽车大王福特公司的高级经理也曾宣称，“福特出售的‘计算能力’己超过了IBM”，由此可以想见嵌入

3、式计算器工业的规模和广度。1998年11月在美国加州举行的嵌入式系统大会上,基于RTOS的EmbeddedInternet成为一个技术新热点。美国著名未来学家尼葛洛庞帝99年1月访华时预言，4〜5年后嵌入式智能(计算机)工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。这就是所谓的“后PC时代”概念。2.嵌入式系统发展阶段嵌入式系统的出现至今己经30多年的历史。近几年来，计算机(Computer)、通信(Communication)、消费电子(ConsumerElectron)的一体化趋势日益明显，成就了3C融合之势.纵观其发展历程

4、，大致经历了一下几个阶段。第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器（PLC）形式的系统，具奋监测、伺服、指示设备相配合的功能。这类系统大部分应用在一些专业性强的工业控制系统中，没有操作系统的支持，只通过汇编语言对其编程控制。第二阶段是单片机（又称微控制器MCUMicrocontrollerUnit）为基础，这吋候的编程语言从汇编转变成以C语言为主。这-阶段的MCU种类繁多，价格较低，现在依然发挥着重要作用。第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。这吋候的单片机速度越来越快，功能越来越多。这时候软件主要运行在嵌入式操作

5、系统上。嵌入式操作系统能运行各种不同类型的单片机上，兼容性好；用户界面较友好，具冇人量的应用程序接UAPI，开发应用程序简单。第四阶段是以Internet为标志的谈入式系统。随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、控制技术日益结合，嵌入式系统通过各种总线形式和Internet的结合越来越密切。1.嵌入式系统的核心硬件嵌入式系统的核心硬件是单片机，又称微控制器（MCU）它是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机，通常片内都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行1/0、定时器/计数

6、器、中断控制、系统吋钟及系统总线等。随着技术的发展，单片机片内集成的功能越来越强大，并朝着SoC（SyStemonchip片上系统）方向发展。单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广成用等显著优点，在自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、通信、家用电器等许多领域得到日益广泛的应用。0前据不完全统计，全世界嵌入式处理器的品种总量己经超过1000多种，流行体系结构有30几个系列，其中8051体系的占有多半。生产8051单片机的半导体厂家有20多个，共350多种衍生产品。通常按单片机数据总线的位数将单片机分为4位

7、、8位、16位、32位机。3.1四位单片机。四位单片机适合用于各种规模较小的家电类消费产品。一•般的单片机厂家均有自己的四位单片机产品，冇OKI公司的MSM64164C、MSM64481,NEC公司的75006×系列、EPSON公司的SMC62系列等。典型应用领域有：PC机用的输入装置（鼠标、游戏杆）、电池充电器（Ni-Cd电池、锂电池）、运动器材、带液晶显示的音、视频产品控制器、一般家用电器的控制及遥控器、玩具控制、记吋器、吋钟、表、计算器、多功能电话、LCD游戏机。3.2八位单片机。八位单片机是目前品种最

8、为丰富、应用最为广泛的单片机，有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点。0前主要分为MCS-51系列及艽兼容机型和非MCS-51系列单片机。MCS-51兼容产品因开发工具及软硬件资源齐全而占主导地位，ATMEL、PHILIPS、WINBOND是MCS-51单片机生产的老牌厂家，CYGNAL及S