嵌入式原理及應(yīng)用

嵌入式系統(tǒng)的定義：

以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

可以從以下幾個(gè)方面理解：

①嵌入式系統(tǒng)是面向用戶(hù)、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用的；

②嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分，硬件包括處理器/微處理器、存儲(chǔ)器及外設(shè)器件和I/O端口、圖形控制器等。軟件包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序編程。

嵌入式系統(tǒng)的核心：

是嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)（=硬件+操作系統(tǒng)）

嵌入式微處理器的特點(diǎn)：

①具有較強(qiáng)的操作系統(tǒng)支持能力；②具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)能力；

③可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)；④功耗很低

嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)：

①代碼精簡(jiǎn)；②實(shí)時(shí)性高；開(kāi)發(fā)調(diào)試環(huán)境特殊

嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)：（5個(gè)）

（1）功能特定性；（2）規(guī)?？勺冃裕唬?）實(shí)時(shí)性與穩(wěn)定性；（4）操作系統(tǒng)內(nèi)核?。唬?）有專(zhuān)門(mén)的開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)環(huán)境

嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性分類(lèi)：

（1）軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)：

任務(wù)時(shí)限柔性靈活、可容忍偶然的超時(shí)錯(cuò)誤。失敗造成的后果不嚴(yán)重，僅僅是降低了系統(tǒng)的吞吐量。

（2）硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)：

系統(tǒng)要確保在最壞情況下的服務(wù)時(shí)間，對(duì)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間的截止期限必須得到滿(mǎn)足。

單片機(jī)的原理及應(yīng)用？

單片機(jī)到底是什么呢？就是一個(gè)電腦，只不過(guò)是微型的，麻雀雖小，五臟俱全：它內(nèi)部也用和電腦功能類(lèi)似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤(pán)作用相同的存儲(chǔ)器件，不同的是它的這些部件性能都相對(duì)我們的家用電腦弱很多，不過(guò)價(jià)錢(qián)也是低的，一般不超過(guò)10元即可......用它來(lái)做一些控制電器一類(lèi)不是很復(fù)雜的工作足矣了。排煙罩VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！......它主要是作為控制部分的核心部件。\x0d\x0a單片機(jī)是靠程序工作的，并且可以修改。通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó)50年代開(kāi)發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來(lái)搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國(guó)70年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過(guò)你編寫(xiě)的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！\x0d\x0a由于單片機(jī)對(duì)成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級(jí)匯編語(yǔ)言(近幾年，C語(yǔ)言也開(kāi)始廣泛被應(yīng)用)，它是除了二進(jìn)制機(jī)器碼以上最低級(jí)的語(yǔ)言了，既然這么低級(jí)為什么還要用呢？很多高級(jí)的語(yǔ)言已經(jīng)達(dá)到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡(jiǎn)單，就是單片機(jī)沒(méi)有家用計(jì)算機(jī)那樣的CPU，也沒(méi)有像硬盤(pán)那樣的海量存儲(chǔ)設(shè)備。一個(gè)可視化高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的小程序里面即使只有一個(gè)按鈕，也會(huì)達(dá)到幾十K的尺寸！對(duì)于家用PC的硬盤(pán)來(lái)講沒(méi)什么，可是對(duì)于單片機(jī)來(lái)講是不能接受的。單片機(jī)在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理，如果把巨型計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件拿到家用PC上來(lái)運(yùn)行，家用PC也是承受不了的。\x0d\x0a目前最常用的單片機(jī)為MCS-51，是由美國(guó)INTEL公司（生產(chǎn)CPU的英特爾）生產(chǎn)的，89C51是這幾年在我國(guó)非常流行的單片機(jī)，它是由美國(guó)ATMEL公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的，其內(nèi)核兼容MCS-51單片機(jī)。\x0d\x0a單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit），\x0d\x0a單片機(jī)芯片\x0d\x0a常用英文字母的縮寫(xiě)MCU表示單片機(jī)，單片機(jī)又稱(chēng)單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。單片機(jī)由運(yùn)算器，控制器，存儲(chǔ)器，輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)（最小系統(tǒng)），和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。\x0d\x0a由于單片機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專(zhuān)用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。\x0d\x0aINTEL的8080是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，當(dāng)時(shí)的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)。因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。盡管2000年以后ARM已經(jīng)發(fā)展出了32位的主頻超過(guò)300M的高端單片機(jī)，直到目前基于8031的單片機(jī)還在廣泛的使用。在很多方面單片機(jī)比專(zhuān)用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了廣泛的應(yīng)用。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多處理器，隨著單片機(jī)家族的發(fā)展壯大，單片機(jī)和專(zhuān)用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。\x0d\x0a現(xiàn)代人類(lèi)生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有1-2部單片機(jī)。汽車(chē)上一般配備40多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過(guò)PC機(jī)和其他計(jì)算的總和，甚至比人類(lèi)的數(shù)量還要多。\x0d\x0a單片機(jī)是指芯片本身，而單片機(jī)系統(tǒng)是為實(shí)現(xiàn)某一個(gè)控制應(yīng)用需要由用戶(hù)設(shè)計(jì)的，是一個(gè)圍繞單片機(jī)芯片而組建的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，這是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是指單片機(jī)開(kāi)發(fā)調(diào)試的工具。單片機(jī)自問(wèn)世以來(lái)，性能不斷提高和完善，其資源又能滿(mǎn)足很多應(yīng)用場(chǎng)合的需要，加之單片機(jī)具有集成度高、功能強(qiáng)、速度快、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，正在逐步取代現(xiàn)有的多片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)自動(dòng)完成賦予它的任務(wù)的過(guò)程，也就是單片機(jī)執(zhí)行程序的過(guò)程，即一條條執(zhí)行的指令的過(guò)程，所謂指令就是把要求單片機(jī)執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫(xiě)下來(lái)，這是在設(shè)計(jì)人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的，一條指令對(duì)應(yīng)著一種基本操作；單片機(jī)所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機(jī)的指令系統(tǒng)，不同種類(lèi)的單片機(jī)，其指令系統(tǒng)亦不同。為使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問(wèn)題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機(jī)能識(shí)別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲(chǔ)功能的部件——存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)器由許多存儲(chǔ)單元（最小的存儲(chǔ)單位）組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取出并執(zhí)行就像大樓房的每個(gè)房間的被分配到了唯一房間號(hào)一樣，每一個(gè)存儲(chǔ)單元也必須被分配到唯一的地址號(hào)，該地址號(hào)稱(chēng)為存儲(chǔ)單元的地址，這樣只要知道了存儲(chǔ)單元的地址，就可以找到這個(gè)存儲(chǔ)單元，其中存儲(chǔ)的指令就可以被取出，然后再被執(zhí)行。\x0d\x0a2應(yīng)用分類(lèi)\x0d\x0a編輯\x0d\x0a\x0d\x0a單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要分支領(lǐng)域，根據(jù)目前發(fā)展情況，從不同角度單片機(jī)大致可以分為通用型/專(zhuān)用型、總線型/非總線型及工控型/家電型。\x0d\x0a通用型/專(zhuān)用型\x0d\x0a\x0d\x0a這是按單片機(jī)適用范圍來(lái)區(qū)分的。例如，80C51是通用型單片機(jī)，它不是為某種專(zhuān)用途設(shè)計(jì)的；專(zhuān)用型單片機(jī)是針對(duì)一類(lèi)產(chǎn)品甚至某一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，例如為了滿(mǎn)足電子體溫計(jì)的要求，在片內(nèi)集成ADC接口等功能的溫度測(cè)量控制電路。\x0d\x0a總線/非總線型\x0d\x0a\x0d\x0a這是按單片機(jī)是否提供并行總線來(lái)區(qū)分的?？偩€型單片機(jī)單片機(jī)普遍設(shè)置有并行地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線，這些引腳用以擴(kuò)展并行外圍器件都可通過(guò)串行口與單片機(jī)連接，另外，許多單片機(jī)已把所需要的外圍器件及外設(shè)接口集成一片內(nèi)，因此在許多情況下可以不要并行擴(kuò)展總線，大大減省封裝成本和芯片體積，這類(lèi)單片機(jī)稱(chēng)為非總線型單片機(jī)。\x0d\x0a控制型/家電型\x0d\x0a\x0d\x0a這是按照單片機(jī)大致應(yīng)用的領(lǐng)域進(jìn)行區(qū)分的。一般而言，工控型尋址范圍大，運(yùn)算能力強(qiáng)；用于家電的單片機(jī)多為專(zhuān)用型，通常是小封裝、低價(jià)格，外圍器件和外設(shè)接口集成度高。顯然，上述分類(lèi)并不是惟一的和嚴(yán)格的。例如，80C51類(lèi)單片機(jī)既是通用型又是總線型，還可以作工控用。\x0d\x0a3發(fā)展歷史\x0d\x0a編輯\x0d\x0a\x0d\x0a單片機(jī)誕生于1971年，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段，早期的SCM單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列MCU系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開(kāi)始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢(xún)r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高。隨著INTELi960系列特別是后來(lái)的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。\x0d\x0a而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位Soc單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz，性能直追90年代中期的專(zhuān)用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至1美元，最高端的型號(hào)也只有10美元。\x0d\x0a當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專(zhuān)用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專(zhuān)用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。\x0d\x0a主要階段\x0d\x0a\x0d\x0a早期階段\x0d\x0aSCM即單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。“創(chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。在開(kāi)創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒(méi)。\x0d\x0a中期發(fā)展\x0d\x0aMCU即微控制器（MicroControllerUnit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對(duì)象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度來(lái)看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。\x0d\x0aPhilips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢(shì)，將MCS-51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。因此，當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時(shí)，不要忘記Intel和Philips的歷史功績(jī)。\x0d\x0a當(dāng)前趨勢(shì)\x0d\x0aSoC嵌入式系統(tǒng)(SystemonChip）式的獨(dú)立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決，因此，專(zhuān)用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢(shì)。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的發(fā)展。因此，對(duì)單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。

單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)linux的區(qū)別

硬件組成的區(qū)別： 單片機(jī)是在一塊集成電路芯片中包含了微控制器電路，以及一些通用的輸入輸出接口器件。 從構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)的方式看，根據(jù)現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展水平，嵌入式系統(tǒng)可以用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，也可以用其它可編程的電子器件實(shí)現(xiàn)。其余硬件器件根據(jù)目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)的需求而定。 軟件組成的區(qū)別： 制造商出廠的通用單片機(jī)內(nèi)沒(méi)有應(yīng)用程序，所以不能直接運(yùn)行。增加應(yīng)用程序后，單片機(jī)就可以獨(dú)立運(yùn)行。 嵌入式系統(tǒng)一定要有控制軟件，實(shí)現(xiàn)控制邏輯的方式可以完全用硬件電路，也可以用軟件程序。 主次關(guān)系的區(qū)別： 單片機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)被認(rèn)為是通用的電子器件了，單片機(jī)自身為主體。 嵌入式系統(tǒng)在物理結(jié)構(gòu)關(guān)系上是從屬的，嵌入式系統(tǒng)被嵌入安裝在目標(biāo)應(yīng)用

單片機(jī)的原理及應(yīng)用？

求助：?jiǎn)纹瑱C(jī)及嵌入式行業(yè)所具備的知識(shí)技能

進(jìn)入嵌入式行業(yè)，勉強(qiáng)不來(lái)（轉(zhuǎn)） 覺(jué)得海同07年的分析（好像）不錯(cuò)： “海同教育總經(jīng)理曲剛老師表示，市場(chǎng)上需要的嵌入式人才必須具備C語(yǔ)言編程經(jīng)驗(yàn)、嵌入式操作系統(tǒng)（主要包括嵌入式Linux、WinCE或 Symbian）經(jīng)驗(yàn)、內(nèi)核裁剪經(jīng)驗(yàn)、驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，比如高級(jí)嵌入式軟件開(kāi)發(fā)工程師相關(guān)職位要求是：有豐富的嵌入式多任務(wù)軟件系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)能力，能獨(dú)立完成項(xiàng)目系統(tǒng)方案，解決系統(tǒng)故障和問(wèn)題、精通C語(yǔ)言應(yīng)用開(kāi)發(fā)，有良好的編程習(xí)慣和風(fēng)格、良好的文檔編寫(xiě)能力和習(xí)慣、熟悉項(xiàng)目管理流程。曲老師還特別指出，良好的英文閱讀能力及較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力是從事這一領(lǐng)域工作的基礎(chǔ)，對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)做到一專(zhuān)而多能（精通嵌入式Lin