嵌入式系統(tǒng)及其應(yīng)用

1、嵌入式系統(tǒng)及其電路的開發(fā)(kif)設(shè)計(jì)共二十六頁本講內(nèi)容(nirng)學(xué)習(xí)本課程(kchng)的意義本課程內(nèi)容概述計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展計(jì)算機(jī)應(yīng)用概覽共二十六頁學(xué)習(xí)(xux)本課程的意義本課程內(nèi)容概述計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展計(jì)算機(jī)應(yīng)用概覽本講內(nèi)容(nirng)共二十六頁學(xué)習(xí)(xux)本課程的意義1、隨著技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)成為所有研究設(shè)計(jì)工作的必備工具，研究生將是高層次的研究設(shè)計(jì)人員，你們未來的工作主要是研究設(shè)計(jì)，因此離不開計(jì)算機(jī)這種基本工具。所以必須學(xué)習(xí)了解計(jì)算機(jī)技術(shù)。2、對(duì)于工科方向的研究生，對(duì)控制技術(shù)的了解和掌握也是很重要的方面。而現(xiàn)代各類控制器的核心器件就是計(jì)算機(jī)，因此學(xué)習(xí)了解計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)的相關(guān)

2、知識(shí)就必不可少。3、西方國家在計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域?qū)ξ覈Ｃ?，?dāng)然人家也是要保護(hù)自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，無可厚非。但是由于他們握有這種具有核心競爭力的技術(shù)，他們就靠這個(gè)在軍事裝備、科學(xué)研究、IT產(chǎn)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域占領(lǐng)制高點(diǎn)，領(lǐng)導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的潮流；以其高科技的產(chǎn)品贏取大量外匯從而占領(lǐng)經(jīng)濟(jì)的制高點(diǎn)；而把高能耗、高資源消耗、高污染的制造(zhzo)業(yè)例如煉鋼、輪船船身制造(zhzo)、飛機(jī)機(jī)體制造(zhzo)、汽車車體制造(zhzo)、火車車體制造(zhzo)等放到中國等國家，大量消耗我國有限的資源，損害我國的可持續(xù)發(fā)展能力，保護(hù)他們的資源，保持他們可持續(xù)發(fā)展的能力。因此，為了我們國家的長久利益，提升我們?cè)谟?jì)算

3、機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)水平勢(shì)在必行。共二十六頁嵌入式系統(tǒng)定義(dngy)、特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)定義：用于儀器、設(shè)備、裝置或生產(chǎn)線測(cè)量與控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)與普通計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要區(qū)別是：以測(cè)量控制為主要任務(wù)，對(duì)輸入輸出能力、抗干擾能力要求高。對(duì)運(yùn)算速度要求不是很高。而普通計(jì)算機(jī)要求速度越高越好。其它能力要求則不是很高。這就形成了兩大類計(jì)算機(jī)產(chǎn)品(chnpn): 一類是用于控制的計(jì)算機(jī) 另一類是用于數(shù)值計(jì)算的計(jì)算機(jī)共二十六頁一般來講，嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)(jch)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入

4、式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用得到了廣泛的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到了信息家電、手持機(jī)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)控制等各個(gè)領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)(xtng)特點(diǎn)共二十六頁嵌入式系統(tǒng)(xtng)特點(diǎn) 裝有嵌入式系統(tǒng)的裝置或設(shè)備很多，例如飛機(jī)、艦船、火車、汽車、工廠的數(shù)控機(jī)床、加工中心、自動(dòng)生產(chǎn)線、各類機(jī)器人、各種家用電器、電控玩具、電子醫(yī)療儀器、導(dǎo)彈(dodn)、雷達(dá)，各類檢測(cè)設(shè)備、通信設(shè)備(交換機(jī)、基站、手機(jī))等等。 普通計(jì)算機(jī)以計(jì)算為目標(biāo)，結(jié)構(gòu)簡單，品種較少。分為大、中、

5、小、微4種系列，發(fā)展最快的是微型機(jī)。 嵌入式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)以測(cè)控為目標(biāo)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，品種繁多，包括了從微機(jī)到單片機(jī)的所有計(jì)算機(jī)種類，功能多樣化。共二十六頁本講內(nèi)容(nirng)學(xué)習(xí)本課程的意義本課程內(nèi)容概述(i sh)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展計(jì)算機(jī)應(yīng)用概覽共二十六頁微機(jī)硬件與系統(tǒng)解剖麻雀單片微型計(jì)算機(jī)(8位16位32位單片機(jī)學(xué)習(xí))計(jì)算機(jī)通信技術(shù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)(shj)采集技術(shù)電路設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)本課程基本內(nèi)容(nirng)嵌入式系統(tǒng)(計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng))共二十六頁本講內(nèi)容(nirng)學(xué)習(xí)本課程的意義本課程內(nèi)容概述(i sh)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展計(jì)算機(jī)應(yīng)用概覽共二十六頁計(jì)算機(jī)的發(fā)展(fzhn)，微機(jī)和微控制器 計(jì)算機(jī)是人類

6、文明史上最重要的發(fā)明之一，是人類在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究中所創(chuàng)造的最有價(jià)值的工具，是人類智慧的結(jié)晶。 計(jì)算機(jī)按運(yùn)算速度和規(guī)模，分為巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)和微型機(jī)，以及各類微控制器(單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī))。 微型機(jī)發(fā)展快，用量很大。微控制器也發(fā)展迅速，用量相當(dāng)大。 目前微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，以三個(gè)方面的技術(shù)為主線，一是用于數(shù)值計(jì)算和信息處理的PC機(jī)微處理器及其外圍芯片的技術(shù)研究，二是品種繁多的8位單片微控制器與數(shù)字信號(hào)處理器DSP及32位微控制器ARM的研究，三是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(工業(yè)PC)與可編程序控制器PCC/PLC技術(shù)研究。微控制器的發(fā)展，主要集中(jzhng)在各類單片機(jī)（8位機(jī)、DS

7、P、ARM）的技術(shù)發(fā)展方面，將更多的功能加入到單片機(jī)中，或者簡化單片機(jī)使其成為某些專用的功能簡單、體積小巧的單片機(jī)。共二十六頁共二十六頁共二十六頁共二十六頁15工控機(jī)示意圖西門子工控機(jī)研華工控機(jī)共二十六頁16工業(yè)(gngy)PC的結(jié)構(gòu)工業(yè)控制機(jī)的典型結(jié)構(gòu)如下圖所示，主要(zhyo)有以下幾部分組成。工控機(jī)典型結(jié)構(gòu)圖全鋼機(jī)箱無源底板工業(yè)電源CPU卡其他配件共二十六頁17CPU板共二十六頁18無源(w yun)底板共二十六頁8051開發(fā)板共二十六頁ARM開發(fā)板共二十六頁本講內(nèi)容(nirng)學(xué)習(xí)本課程的意義本課程內(nèi)容概述計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展計(jì)算機(jī)應(yīng)用(yngyng)概覽共二十六頁計(jì)算機(jī)應(yīng)用(yngyn

8、g)概覽 從應(yīng)用方面來看，微型計(jì)算機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，具體如下：1、工業(yè)：機(jī)械制造、化工產(chǎn)品制造、電子產(chǎn)品制造、生活用品制造、油氣勘探生產(chǎn)儲(chǔ)存運(yùn)輸加工、電力自動(dòng)化、交通工具自動(dòng)化等。機(jī)械制造：包括機(jī)械冷加工(車、銑、刨、磨、鏜、鉆、鉸)中的各類自動(dòng)機(jī)床與加工中心，熱加工(鑄造、鍛壓、焊接、熱處理)中的自動(dòng)控制。化工產(chǎn)品制造：包括化肥、農(nóng)藥、藥品、化學(xué)試劑、油漆、涂料、化學(xué)添加劑、各類油脂、洗滌劑(肥皂、香皂、洗衣粉、洗衣液)等中的自動(dòng)控制。電子產(chǎn)品制造：所有電子元器件(二極管、三極管、可控硅、MOS管、MOSFAT、各類集成電路、電阻、電容)的制造，全部在計(jì)算機(jī)控制下，高精度地

9、多遍定點(diǎn)加工。目前(mqin)能夠制造集成電路加工設(shè)備的國家為數(shù)不多，這些設(shè)備要在很小的硅片上加出數(shù)百萬個(gè)晶體管和數(shù)目龐大、交錯(cuò)紛雜的連線，而且要多遍加工，要求的精度很高。要全部靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。共二十六頁計(jì)算機(jī)應(yīng)用(yngyng)概覽 生活用品制造：例如服裝，在現(xiàn)代化的服裝廠里，服裝的加工全部是批量進(jìn)行，縫紉機(jī)全部由電腦控制，自動(dòng)縫制衣服，就是衣服上的、帳子上需要的復(fù)雜的繡花，也是由計(jì)算機(jī)控制的繡花機(jī)進(jìn)行。油氣田勘探：勘探中先是航測(cè)，再是踏勘，再是地震勘探(獲取地下的地質(zhì)構(gòu)造)，再是打探井，取出巖心，對(duì)巖心進(jìn)行古生物檢測(cè)與分析，確定地層的地質(zhì)年代，檢測(cè)巖心的含油汽情況，檢測(cè)巖心的孔隙度、孔隙

10、結(jié)構(gòu)、含油飽和度，再進(jìn)行整個(gè)探區(qū)的各探井資料的整合，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行大量勘探數(shù)據(jù)的綜合分析，確定該區(qū)油氣的儲(chǔ)量。這些工作幾乎全部要在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。油氣田開發(fā)：要進(jìn)行開發(fā)方案的制定，首先要進(jìn)行多種井網(wǎng)方案的油田開發(fā)計(jì)算機(jī)模擬，確定自噴期、轉(zhuǎn)注時(shí)機(jī)、轉(zhuǎn)注方案。優(yōu)選開發(fā)方案，然后制定開發(fā)規(guī)劃，按照確定的井網(wǎng)打井，電力自動(dòng)化：所有發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)及其它設(shè)備全部由計(jì)算機(jī)控制和管理，進(jìn)入發(fā)電廠的控制中樞主盤，就會(huì)看到一大排計(jì)算機(jī)在進(jìn)行方方面面的控制和管理。交通工具自動(dòng)化：現(xiàn)在的火車、汽車、飛機(jī)、輪船(lnchun)都有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。共二十六頁計(jì)算機(jī)應(yīng)用(yngyng)概覽 2、金融業(yè)(包括銀

11、行信貸管理與結(jié)算、股票管理與操作)。3、交通業(yè)(鐵路與民航的網(wǎng)絡(luò)售票系統(tǒng)、城市交通管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng))。4、電信業(yè)(通信網(wǎng)管理、收費(fèi)計(jì)時(shí)、結(jié)算網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng))。5、教育業(yè)(學(xué)校管理、多媒體教學(xué)、招生管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、學(xué)生、教師檔案信息系統(tǒng))。6、信息業(yè)(互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、天氣預(yù)報(bào)、抗病救災(zāi))。7、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域(各種診斷儀器、治療儀器，基因分析，醫(yī)務(wù)專家系統(tǒng))。8、航空航天航海及國防領(lǐng)域(電子對(duì)抗技術(shù)、雷達(dá)、導(dǎo)彈、反導(dǎo)彈系統(tǒng))。計(jì)算機(jī)應(yīng)用越來越廣泛，成為促進(jìn)現(xiàn)代文明進(jìn)步(jnb)、推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要工具。共二十六頁本講內(nèi)容(nirng)小結(jié)學(xué)習(xí)本課程(kchng)的意義本課程內(nèi)容概述計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展計(jì)算機(jī)應(yīng)用概覽共二十六頁內(nèi)容摘要嵌入式系統(tǒng)及其電路的開發(fā)設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)應(yīng)用概覽。2、對(duì)于工科方向的研究生，對(duì)控制技術(shù)的了解和掌握也是很重要的方面。而現(xiàn)代各類控制器的核心器件就是計(jì)算機(jī)，因此學(xué)習(xí)了解計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)的相關(guān)知識(shí)就必不可少。3、西方國家在計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域?qū)ξ覈Ｃ?，?dāng)然人家(rnji