嵌入式系统.ppt
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1、嵌入式系统,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,嵌入式计算机系统的硬件系统,嵌入式处理器 CPU、DSP、单片机、ASIC 常规外设及其接口 键盘、显示器、打印机等 专用外设及其接口 直流电机、步进电机、A/D等 操作控制台和报警设备 闪烁灯、扬声器等,嵌入式计算机软件系统,嵌入式操作系统 :大规模应用 实时监控程序 :中规模 用户程序 :简单应用,什么叫单片机? 单片机的应用 单片机的发展 单片机的分类 如何学习单片机 单片机的开发思路 常用单片机系列介绍 初学单片机几个不易掌握的概念,单片机原理及接口技术,
2、1 、什么叫单片机?,Single Chip Microcomputer (Microcontroller) 计算机 单板机同一块板 单片机同一块芯片,2、 单片机的应用,(面广量大) 家用电器上的应用 智能仪器仪表上的应用 工业控制上的应用 计算机网络和通信领域上的应用 医用设备上的应用,1. 智能冰箱,2智能饭煲,3智能食品配料机,可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。,2.1 家用电器上的应用,数字式测角仪,交直流电压电流表,单片机的特点:体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微
3、型化和使用方便等。 结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。 采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。,2.2 智能仪器仪表上的应用,数控车床,数控线切割机床,用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。,2.3 工业控制上的应用,现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间
4、的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制。,手机 电话机 程控交换机 调制解调器 楼宇自动通信呼叫系统 列车无线通信 无线电对讲机等。,2.4 计算机网络和通信领域上的应用,医用呼吸机 各种分析仪 监护仪 超声诊断设备 病床呼叫系统等等,电池分析仪,医用呼吸机,2.5 医用设备上的应用,3、单片机的发展,有多种说法,其中一种: 第一代:1971-1975, 4位 第二代:1976-1982, 8位 第三代:1983年以后 16位、32位,3.1 单片机的发展历史,初级阶段(19741976)两片集成芯片(集成工艺限制) 低性能阶段(19761978)INTEL M
5、CS-48 高性能阶段(19781982)MCS-51 更高性能阶段(1983 多种机型并行发展,3.2 单片机的发展趋势,1、低功耗CMOS化 象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。 2、微型单片化 要求体积小、重量轻、具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。 3、主流与多品种共存 在一定的时期内,以C8051为核心的单片机占据半壁江山,各品种单片机陆续侵占市场的情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存
6、互补,相辅相成、共同发展的道路。,4、单片机的分类,器件厂家 美国:Intel 、Motorola、Zilog 、Microchip 、Atmel 荷兰: Philips 德国: Siemens 日本:Nec、东芝、松下等,5、如何学习单片机,具备什么知识基础? 从哪种单片机学起? 买什么样的书籍? 需要的学习条件和环境? 学习方法?,5.1 具备什么知识基础?,C语言(或其它基础语言):打好编程基础。 电子技术:特别是数字电子技术,是必备的电路基础。 微机原理:对计算机基础知识有较好的准备。,8051单片机的书籍、资料、器材都较多,其派生品也很多,例如ATMEL公司的AT89C51系列单片机
7、的指令、管脚、内部主要结构、用法都与MSC-51相同。目前其价格较低,你学习的片子也可以做产品,做产品的片子也可以做实验,当然AVR系列也有这些特点;而PIC及其它系列在这一点上则显得不太理想。 PIC和AVR的书籍、资料以及器件供应并不理想,不太适合初学者选择。若对这些并不在意的话那选择后者进行学习也未尚不可。,5.2 从哪种单片机学起?,MCS-51 、PIC、AVR,前面看得懂,后面看不懂的书籍。,5.3 买什么样的书籍?,若前后都看不懂的书最好先别买,因为这本书短时间内不会对你起多大作用。当然若不是把书当资料查也不必买前后你都懂的书,因为它对你来说有点浅。应以原理书籍为主。其次可以购买
8、一些应用方面的书籍以便参考。,需要哪些器材? 电子技术本身与实验离不开,若光靠看书是很难理解其原理和学会单片机开发的。你应该购置相关单片机的芯片、编程器、实验板,以及开发单片机的相关软件。并以边看书边实验的方式进行学习其效果将明显好的多!由于初学,不可能购置很多昂贵的设备,建议学习用的单片机芯片其程序储存器是可以反复可擦写的,如AT89C系列或AVR系列。这样,在学习烧写时是无后顾之忧的。,5.4 学习条件和学习环境,推荐初学者的软件硬件准备 计算机一台:无特殊要求,可选用经济型电脑。 开发实验板一块 ISP下载线一条:用于对单片机进行编程下载,可自制。 相关软件:开发软件、仿真软件、ISP下
9、载软件等。 工具书:教材一本,较祥细的手册类书一本。 其它资料:器件资料、应用文档、实例等,主要由网络收集。,5.5 ISP-4单片机实验开发板,单片机 芯片,电源模块,开关输入,音乐输出,彩灯显示,数码管显示,下载接口,红外遥控,继电控制,串行模块,51单片机C语言学习,编程语言:汇编语言、C语言。 汇编语言:机器代码生成效率很高但可读性却并不强,复杂一点的程序就更是难读懂, C语言:可读性和可移植性强,还可以嵌入汇编来解决高时效性的代码编写问题。,使用C语言肯定要使用到C编译器,KEIL uVISION2是众多单片机应用开发软件中优秀的软件之一,它的界面和常用的微软VC+的界面相似。KEI
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