《嵌入式系統(tǒng)》

1、整理ppt,1,嵌入式系統(tǒng),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)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng),整理ppt,2,嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),嵌入式處理器 CPU、DSP、單片機(jī)、ASIC 常規(guī)外設(shè)及其接口 鍵盤、顯示器、打印機(jī)等 專用外設(shè)及其接口 直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、A/D等 操作控制臺和報警設(shè)備 閃爍燈、揚(yáng)聲器等,整理ppt,3,嵌入式計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),嵌入式操作系統(tǒng) ：大規(guī)模應(yīng)用 實(shí)時監(jiān)控程序 ：中規(guī)模 用戶程序 ：簡單應(yīng)用,整理ppt,4,什么叫單片機(jī)？ 單片機(jī)的應(yīng)用 單片機(jī)的發(fā)展 單片機(jī)的分類 如何學(xué)習(xí)單片機(jī) 單片機(jī)的開發(fā)思路 常用單片

2、機(jī)系列介紹 初學(xué)單片機(jī)幾個不易掌握的概念,單片機(jī)原理及接口技術(shù),整理ppt,5,1 、什么叫單片機(jī),Single Chip Microcomputer (Microcontroller) 計(jì)算機(jī) 單板機(jī)同一塊板 單片機(jī)同一塊芯片,整理ppt,6,2、 單片機(jī)的應(yīng)用,面廣量大） 家用電器上的應(yīng)用 智能儀器儀表上的應(yīng)用 工業(yè)控制上的應(yīng)用 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域上的應(yīng)用 醫(yī)用設(shè)備上的應(yīng)用,整理ppt,7,1. 智能冰箱,2智能飯煲,3智能食品配料機(jī),可以這樣說，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無所不在,2.1

3、 家用電器上的應(yīng)用,整理ppt,8,數(shù)字式測角儀,交直流電壓電流表,單片機(jī)的特點(diǎn)：體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等。 結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。 采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀,2.2 智能儀器儀表上的應(yīng)用,整理ppt,9,數(shù)控車床,數(shù)控線切割機(jī)床,用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成

4、二級控制系統(tǒng)等,2.3 工業(yè)控制上的應(yīng)用,整理ppt,10,現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制,手機(jī) 電話機(jī) 程控交換機(jī) 調(diào)制解調(diào)器 樓宇自動通信呼叫系統(tǒng) 列車無線通信 無線電對講機(jī)等,2.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域上的應(yīng)用,整理ppt,11,醫(yī)用呼吸機(jī) 各種分析儀 監(jiān)護(hù)儀 超聲診斷設(shè)備 病床呼叫系統(tǒng)等等,電池分析儀,醫(yī)用呼吸機(jī),2.5 醫(yī)用設(shè)備上的應(yīng)用,整理ppt,12,3、單片機(jī)的發(fā)展,有多種說法，其中一種： 第一代：1971-1975， 4位 第二代：1976-19

5、82， 8位 第三代：1983年以后 16位、32位,整理ppt,13,3.1 單片機(jī)的發(fā)展歷史,初級階段（19741976）兩片集成芯片（集成工藝限制） 低性能階段（19761978）INTEL MCS-48 高性能階段（19781982）MCS-51 更高性能階段（1983 多種機(jī)型并行發(fā)展,整理ppt,14,3.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢,1、低功耗CMOS化 象80C51就采用了HMOS(即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)和CHMOS(互補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。更適合于在要求低功耗象電池供電的應(yīng)用場合。 2、微型單片化 要求體積小、重量輕、具有多種封裝形式，其中SMD(表面封裝)越來越受

6、歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。 3、主流與多品種共存 在一定的時期內(nèi)，以C8051為核心的單片機(jī)占據(jù)半壁江山，各品種單片機(jī)陸續(xù)侵占市場的情形將得以延續(xù)，將不存在某個單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補(bǔ)，相輔相成、共同發(fā)展的道路,整理ppt,15,4、單片機(jī)的分類,器件廠家 美國：Intel 、Motorola、Zilog 、Microchip 、Atmel 荷蘭: Philips 德國： Siemens 日本：Nec、東芝、松下等,整理ppt,16,5、如何學(xué)習(xí)單片機(jī),具備什么知識基礎(chǔ)？ 從哪種單片機(jī)學(xué)起？ 買什么樣的書籍？ 需要的學(xué)習(xí)條件和環(huán)境？ 學(xué)習(xí)方法,整理ppt,

7、17,5.1 具備什么知識基礎(chǔ),C語言（或其它基礎(chǔ)語言）：打好編程基礎(chǔ)。 電子技術(shù)：特別是數(shù)字電子技術(shù)，是必備的電路基礎(chǔ)。 微機(jī)原理：對計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識有較好的準(zhǔn)備,整理ppt,18,8051單片機(jī)的書籍、資料、器材都較多，其派生品也很多，例如ATMEL公司的AT89C51系列單片機(jī)的指令、管腳、內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)、用法都與MSC-51相同。目前其價格較低，你學(xué)習(xí)的片子也可以做產(chǎn)品，做產(chǎn)品的片子也可以做實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然AVR系列也有這些特點(diǎn)；而PIC及其它系列在這一點(diǎn)上則顯得不太理想。 PIC和AVR的書籍、資料以及器件供應(yīng)并不理想，不太適合初學(xué)者選擇。若對這些并不在意的話那選擇后者進(jìn)行學(xué)習(xí)也未尚不可,5.

8、2 從哪種單片機(jī)學(xué)起,MCS-51 、PIC、AVR,整理ppt,19,前面看得懂，后面看不懂的書籍,5.3 買什么樣的書籍,若前后都看不懂的書最好先別買，因?yàn)檫@本書短時間內(nèi)不會對你起多大作用。當(dāng)然若不是把書當(dāng)資料查也不必買前后你都懂的書，因?yàn)樗鼘δ銇碚f有點(diǎn)淺。應(yīng)以原理書籍為主。其次可以購買一些應(yīng)用方面的書籍以便參考,整理ppt,20,需要哪些器材？ 電子技術(shù)本身與實(shí)驗(yàn)離不開，若光靠看書是很難理解其原理和學(xué)會單片機(jī)開發(fā)的。你應(yīng)該購置相關(guān)單片機(jī)的芯片、編程器、實(shí)驗(yàn)板，以及開發(fā)單片機(jī)的相關(guān)軟件。并以邊看書邊實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)其效果將明顯好的多！由于初學(xué)，不可能購置很多昂貴的設(shè)備，建議學(xué)習(xí)用的單片機(jī)

9、芯片其程序儲存器是可以反復(fù)可擦寫的，如AT89C系列或AVR系列。這樣，在學(xué)習(xí)燒寫時是無后顧之憂的,5.4 學(xué)習(xí)條件和學(xué)習(xí)環(huán)境,整理ppt,21,推薦初學(xué)者的軟件硬件準(zhǔn)備 計(jì)算機(jī)一臺：無特殊要求，可選用經(jīng)濟(jì)型電腦。 開發(fā)實(shí)驗(yàn)板一塊 ISP下載線一條：用于對單片機(jī)進(jìn)行編程下載，可自制。 相關(guān)軟件：開發(fā)軟件、仿真軟件、ISP下載軟件等。 工具書：教材一本，較祥細(xì)的手冊類書一本。 其它資料：器件資料、應(yīng)用文檔、實(shí)例等，主要由網(wǎng)絡(luò)收集,整理ppt,22,5.5 ISP-4單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)板,單片機(jī) 芯片,電源模塊,開關(guān)輸入,音樂輸出,彩燈顯示,數(shù)碼管顯示,下載接口,紅外遙控,繼電控制,串行模塊,整理pp

10、t,23,51單片機(jī)C語言學(xué)習(xí),編程語言：匯編語言、C語言。 匯編語言：機(jī)器代碼生成效率很高但可讀性卻并不強(qiáng)，復(fù)雜一點(diǎn)的程序就更是難讀懂， C語言：可讀性和可移植性強(qiáng)，還可以嵌入?yún)R編來解決高時效性的代碼編寫問題,使用C語言肯定要使用到C編譯器，KEIL uVISION2是眾多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)軟件中優(yōu)秀的軟件之一，它的界面和常用的微軟VC+的界面相似。KEIL51是一個商業(yè)的軟件，對于我們這些普通愛好者可以到KEIL中國代理周立功公司的網(wǎng)站上下載一份能編譯2K的DEMO版軟件，基本可以滿足一般的個人學(xué)習(xí)和小型應(yīng)用的開發(fā) 。即使沒有一塊實(shí)驗(yàn)板，甚至沒有一塊單片機(jī)，也可以通過KEIL軟件仿真看到程序運(yùn)

11、行的結(jié)果,整理ppt,24,KEIL uVISION2軟件環(huán)境,整理ppt,25,建立項(xiàng)目 選擇所要的單片機(jī) 編寫程序 編譯運(yùn)行 生成HEX文件 燒寫芯片,單片機(jī)c語言基本步驟,整理ppt,26,51單片機(jī)c語言舉例,整理ppt,27,調(diào)試運(yùn)行程序,整理ppt,28,項(xiàng)目選項(xiàng)窗口,整理ppt,29,5.6 單片機(jī)學(xué)習(xí)方法,熟悉和了解單片機(jī)的內(nèi)部資源； 熟悉和了解單片機(jī)的指令系統(tǒng)； 堅(jiān)持手、腦并用的原則； 學(xué)好相關(guān)硬件電路知識，軟件與硬設(shè)計(jì)結(jié)合，理論與實(shí)踐結(jié)合。 看、練、做結(jié)合，多參加工程實(shí)踐,整理ppt,30,6、單片機(jī)的開發(fā)思路,確定任務(wù)、技術(shù)指標(biāo) 選擇機(jī)型、劃分軟硬件功能 設(shè)計(jì)硬件電路 軟

12、件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 搭電路 確定算法、框圖 加工組裝樣機(jī) 編寫程序 樣機(jī)靜態(tài)測試 編譯程序、軟件調(diào)試 聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試 測試樣機(jī)硬件 測試程序 測試系統(tǒng)性能 程序固化到EPROM,整理ppt,31,7、常用單片機(jī)系列介紹,MCS-51系列 MC68系列 PIC16系列 MSP430系列 AVR系列,整理ppt,32,MCS-51系列,Intel公司的高性能8位單片機(jī)，該系列機(jī)有8051、8031、8751。80C51系列是其兼容性單片機(jī)，與8051系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，但采用CMOS工藝，對8051做了一些擴(kuò)充，更有特點(diǎn)，功能更強(qiáng),整理ppt,33,MCS51單片機(jī)和8051、8031、89C51等的關(guān)系,這一系

13、列單片機(jī)包括了好些品種，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的產(chǎn)品，該系列其它單片機(jī)都是在8051的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、減、改變而來的，所以人們習(xí)慣于用8051來稱呼MCS51系列單片機(jī)，而8031是前些年在我國最流行的單片機(jī)，所以很多場合會看到8031的名稱,INTEL公司將MCS51的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051為核心的單片機(jī)，當(dāng)然，功能或多或少有些改變，以滿足不同的需求，其中89C51就是這幾年在我國非常流行的單片機(jī)，它是由美國ATMEL公司開發(fā)生產(chǎn)的,整理ppt,34,89C51與89S51的區(qū)別,答：8

14、9C51和89S51內(nèi)核相同，89S51針對89C51的明顯的幾個升級如下： 程序存儲器寫入方式：二者的寫入程序的方式不同，89C51只支持并行寫入，同時需要VPP燒寫高壓。89S51則支持ISP在線可編程寫入技術(shù)！串行寫入、速度更快、穩(wěn)定性更好，燒寫電壓也僅僅需要45V即可。 電源范圍：89S5*電源范圍寬達(dá)45.5V，而89C5*系列在低于4.8V和高于5.3V的時候則無法正常工作。 工作頻率：目前89S5*的性能遠(yuǎn)高于89C5*,89S5*系列支持最高高達(dá)33MHZ的工作頻率，而89C51工作頻率范圍最高只支持到24M。 市場價格：由于89C51已經(jīng)全面停產(chǎn),所以在市場價格方面，庫存的8

15、9C5*的批發(fā)價格要比89S5*貴將近一倍！ 兼容型：89S5*向下兼容89C5*，就是說用89S5*可以替代89C5*使用，同樣的程序，運(yùn)行結(jié)果相同。就是說89S5*也同樣兼容目前所有的教科書范例程序。 加密功能：89S5*系列全新的加密算法，這使得對于89S51的*變?yōu)椴豢赡?，程序的保密性大大加?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)不被侵犯。 抗干擾性：內(nèi)部集成看門狗計(jì)時器，不再需要像89C51那樣外接看門狗計(jì)時器單元電路。 燒寫壽命更長：89S5*標(biāo)稱的1000次，實(shí)際最少是1000次10000次，這樣更有利初學(xué)者反復(fù)燒寫，減低學(xué)習(xí)成本,整理ppt,35,MC68系列,Motorola公司的8

16、位單片機(jī) M6801 M6804 MC6805 MC68HC05 MC58HC11,速度更快，功耗更低、功能更強(qiáng),約占8位機(jī)市場的30%份額,整理ppt,36,PIC系列,美國Microchip公司生產(chǎn)，價格低、體積小、速度高、功耗低、C語言編程、程序保密性強(qiáng)、開發(fā)方便，率先采用RISC（精簡指令集），現(xiàn)已成為嵌入式單片機(jī)的主流產(chǎn)品之一,整理ppt,37,MSP430系列,TI（德州儀器）公司推出的新型高性能單片機(jī)。 16位精簡指令結(jié)構(gòu)可確保運(yùn)行速度、帶FLASH的微控制器可將功耗降低5倍、具有多種省電模式、型號相當(dāng)豐富,整理ppt,38,AVR系列,美國ATMEL公司推出的全新配置精簡指令集

17、（RISC）的單片機(jī)系列。高速度、高保密性、低功耗。 片內(nèi)程序存儲器采用Flash 大多數(shù)指令僅用1個晶振周期 采用C語言編程 CMOS工藝生產(chǎn) ATMEL公司的單片機(jī)可分為AT89、AT90、AT91和智能IC卡等系列，AT90系列屬于增強(qiáng)型RISC內(nèi)載Flash新型嵌入式8位單片機(jī)，通常簡稱為AVR單片機(jī),整理ppt,39,8、 附錄初學(xué)單片機(jī)幾個不易掌握的概念,整理ppt,40,8.1 總線,模擬電路：單獨(dú)連線 微處理機(jī)：總線，即共享連線 數(shù)據(jù)總線：器件的數(shù)據(jù)線。 控制總線：器件所有的控制線 。 地址總線：存儲單元要被分配地址，才能使用，用于地址分配的線被稱為地址總線,整理ppt,41,

18、這三者都是一串0和1組成的序列。 指令：由單片機(jī)芯片的設(shè)計(jì)者規(guī)定的一種數(shù)字，不可由單片機(jī)的開發(fā)者更改。 地址：單片機(jī)內(nèi)部、外部的存儲單元、輸入輸出口 數(shù)據(jù)： 1.地址（如MOV DPTR，#1000H），即地址1000H送入DPTR。 2.方式字或控制字（如MOV TMOD，#3），3即是控制字。 3.常數(shù)（如MOV TH0，#10H）10H即定時常數(shù)。 4.實(shí)際輸出值 （如MOV P1，#00H,8.2 數(shù)據(jù)、地址、指令,整理ppt,42,8.3 堆棧,堆棧：內(nèi)部RAM的一部份 先進(jìn)后出，后進(jìn)先出 PUSH和POP 堆棧指針SP 程序開始階段可更改SP的值,整理ppt,43,單片機(jī)在通電復(fù)位后8051內(nèi)的程序計(jì)數(shù)器（PC）中的值為0000，所以程序總是從0000單元開始執(zhí)行，也就是說：在系統(tǒng)的ROM中一定要存在0000這個單元，并且在0000單元中存放的一定是一條指令,8.4 程序的執(zhí)行過程,整理ppt,44,利用仿真機(jī)來代替應(yīng)用電路板（稱目標(biāo)機(jī)）的單片機(jī)部份，對應(yīng)用電路部份進(jìn)行調(diào)試。 主要目的是進(jìn)行軟件調(diào)試，借助仿真機(jī)，也能進(jìn)行一些硬件排錯。 仿真有CPU仿真和ROM仿真兩種: 開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用不再需要仿真器 （片內(nèi)flash的使用,8.5 仿真、仿真機(jī),