第0章+第1节单片机,华中科技大学-.pptVIP

嵌入式系统概述 嵌入式系统的概念与特点 一、嵌入式系统（Embedded System）定义 嵌入式系统是指用于实时控制、监视、管理或辅助其他设备运行的设备，可以是专用或多用途（但一般具有可编程的特性）的设备，“嵌入”意味着这些系统本身与所控制和管理的系统融为一体的，是其中的一个有机组成部分，是各种控制系统的基本构造单元。 嵌入式系统的一些特征 1.嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机系统 电子计算机是为解决海量数值计算而发明和发展起来的。 而微型机一旦进入对象体系中后，便失去了通用计算机的形态和功能，变成了形形色色的自动化系统。 从而导致了现代计算机技术的两大分支：通用计算机系统与嵌入式计算机系统。 2.单片机是以嵌入式应用为唯一目的的典型的嵌入式系统。 嵌入式应用分微控制器（Micro－control—MCU）和嵌入式微处理器（Embedded Microprocessor—MPU）应用两种。 微控制器即俗称为单片机（Single Chip Computer），设计的目标就是面向控制，面向嵌入式应用的。 3.嵌入式系统的组成 一般由：嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用程序等四个部分组成。 通常，嵌入式系统中的系统程序（包括操作系统）和应用程序是浑然一体的。这些程序被编译连接成一个可以执行的二进制映象文件（image），并被固化在系统中，在系统复位后自动执行。 4.嵌入式系统的分类 按形式上可以分为三大类，即 （1）系统级： 为各种类型的工控机，如STD工控机、工业PC等。 例：将工控机嵌入到舰船上构成航行自动驾驶仪。 （2）板级： 各种类型的带CPU的主板。 （3）器件级： 以单片机最为典型。 二、嵌入式系统的特点 1.系统的复杂性 据估计，大约有100～250亿个嵌入式系统正在使用，分布在十分广泛的范围，几乎所有的现代电子设备中都有嵌入式系统，功能各异，复杂程度可想而知。 2.系统的实时性 嵌入式系统多数与生产过程的实时控制相关。 生产过程本身的特性往往决定了这类系统不可能随意中断 正常的生产过程去进行测试或维修。 多数造价昂贵的嵌入式系统也往往没有备份系统，实时诊断 的难度也相应增加。 3.系统的可靠性 嵌入式系统在一些关键系统的控制过程中得到广泛应用（如：钢铁、石化等企业）。 控制系统的任何微小的错误都可能导致整个生产过程的中断 和巨额的经济损失。 嵌入式计算机隐藏在系统或设备中，用户很难直接接触控制，一旦工作就要求它可靠运行。 嵌入式产品的使用人员多为非计算机专业人士，使用环境不定，往往条件恶劣（高温、高湿、多尘、强电磁干扰等)。 5.技术密集 是计算机技术、微电子技术和行业技术相结合的产物，必然是一个技术密集，不断 创新的知识集成系统。 6.开发困难 嵌入式系统往往本身不具备自举开发能力，必须要一套开发工具和环境才能进行开发。其开发系统与实际运行的系统并不相同，需要交叉编译系统和适当的调试系统。 嵌入式系统的应用 嵌入式系统已广泛应用于信息家电、移动通信、手持信息设备以及工业控制等领域。 用于实现对宿主设备的控制、监视或管理。 应用范围十分广泛，因此不存在所谓嵌入式系统的典型应用。 嵌入式系统的应用 嵌入式系统的应用 1.制造与过程控制 自动化工厂、柔性制造系统（FMS）、无人物流小车、机器人、加工中心、核电站、污水处理系统、发（变）电站、能源控制系统、石化企业的控制设备、建筑设备等。 嵌入式系统的应用 2.运输 交通指挥系统、售票系统、航空、铁路、公路运输系统、停车场管理系统、雷达系统、检票系统等。 嵌入式系统的应用 3.建筑设施 电力供应、备用电源、火警报警与控制系统、供热与通风系统、电梯、车库、安防系统、闭路电视监视、温湿度控制等。 嵌入式系统的应用 4.通信 电话交换机、卫星和全球定位系统（GPS）、移动电话等。 5.办公设备 电话系统、传真系统、复印机、照相机和摄像机、商用电脑、掌上电脑等。 嵌入式系统的应用 6.银行和金融 自动柜员机、信用卡系统、验钞机、点钞机、安全系统等。 7.医疗诊断监视系统 心脏起搏器、理疗控制系统、热疗机、X光设备、电磁成像系统等。 嵌入式系统的应用 8.家庭中的应用 每个家庭使用的嵌入式处理器约30～40个。 一台PC机