单片机原理及基于单片机的嵌入式系统设计 蔡方凯 第9章新.ppt

第9章 嵌入式系统概述 9.1 嵌入式系统简介 9.2 嵌入式系统的应用领域 9.3 嵌入式系统的发展趋势 9.1 嵌入式系统简介9.1.1什么是嵌入式系统 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可以伸缩的，控制、监视或者辅助操作设备、机器的装置，它一般应该具备三项属性： 是一种专用设备而不是通用设备，一般执行特定的功能。 以微处理器和外围电路构成控制核心。 按照设定的程序自动操作，必要时也可人工介入。 嵌入式系统至少应包含五个部分的软硬件：处理器、内存、输入设备、输出设备、操作系统、应用软件。 嵌入式系统常见于各类智能仪器仪表、自动化办公设备、家用电器设备、电子消费娱乐设备、自动化控制机械制造设备、智能医疗设备、有线无线的声光电通信设备等。 嵌入式系统可以分为硬件及软件两部分，其中硬件的设计包括单片机控制电路的设计、网络功能设计、无线通信设计及使用接口等等，嵌入式软件可分为操作系统和应用软件两大类。 9.1.2嵌入式系统的特点 嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点： 嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也很紧密。 9.1.3嵌入式系统的分类 根据嵌入式系统的复杂程度，可以将嵌入式系统分为以下四类： 1.包含单个简单微处理器的嵌入式系统 2.包含单个多功能微处理器的嵌入式系统 3.多功能交互式嵌入式系统 4.大型复杂并发控制嵌入式系统 9.1.4嵌入式微处理器 嵌入式产品应考虑两个重点问题，一个是软件，用以控制嵌入式系统的动作流程；另一个是硬件，硬件就像嵌入式系统的身躯一样，有手、头脑、眼睛等，这些掌控了嵌入式系统的先天功能。软件控制所有硬件的动作，硬件为软件控制提供支持。 在硬件设计中，嵌入式微处理器又占了极重要的地位，开发人员必须具有高超的选型能力才能从种类繁多的微处理器中选择一个最恰当的微处理器作为嵌入式系统的控制核心。 9.1.5嵌入式系统选型指南 选择嵌入式操作系统时，可遵循以下原则： 市场进入时间：目前现成资源最多的是WinCE。使用WinCE能够很快进入市场。用WinCE+X86做产品是在做减法，去掉你不要的功能，能很快出产品，但伴随的可能是成本高，核心竞争力差。 可移植性：良好的软件移植性应该可以在不同平台、不同系统上运行，跟操作系统无关。软件的通用性和软件的性能通常是矛盾的。 9.2 嵌入式系统的应用领域 9.3嵌入式系统的发展趋势 互联网时代嵌入式产品，对嵌入式系统技术，特别是软件技术提出新的挑战。这主要包括：支持日趋增长的功能密度、灵活的网络联接、轻便的移动应用和多媒体的信息处理，此外，当然还需对付更加激烈的市场竞争。 3.网络设备 包括路由器、交换机、Web server、网络接入盒等各种网络设备。嵌入式瘦服务器、嵌入式网关和嵌入式因特网路由器已成为嵌入式Internet时代的关键和核心技术。 4.工控、仿真、医疗仪器等 我国的工业生产需要完成智能化数字化改造、自动控制等，为嵌入式系统提供了很大的市场，目前有大量嵌入式控制器应用在工业过程控制、数控机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油勘探等领域。 5.交通管理 在车辆导航、车辆定位、车辆调度方面，内置GPS定位模块、GSM通信模块的移动定位系统在运输业得到了广泛的应用。 6.楼宇小区智能控制管理系统 在智能楼宇中，中央空调、照明、给排水、排风、电梯监视、周界监视、室内监视、游泳池温控、门禁控制等等，处处可以看到嵌入式系统。在智能小区中，水、电、煤气表的远程自动抄表，安全防火、防盗、紧急报警系统，其中嵌有的专用控制芯片将代替传统的人工检查。 7.POS及ATM网络 公共交通无接触智能卡系统、公共电话卡发行系统、自动售货机、ATM机、POS机在生活中越来越普及。 8.环境监测 环境监测包括水文资料实时监测、水土质量监测、地震活动监测、气象监测、水土空气污染监测等，在很多环境恶劣的地区，智能化的嵌入式系统将代替工作人员实现无人值守自动运行。 另外，嵌入式系统还广泛应用于兵器工业、DNA检测与分析处理、安全系统、WAP、机器人技术、科技农业、光学系统、模糊控制、卫星通信网、数控技术、纳米技术、国防等等领域。 * 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 嵌入式系统是软件和硬件的综合体，工业控制等领域的嵌入式系统往往还包含其它电气、机械辅助装