ARM微控制器基础与实战1解答.ppt

学习嵌入式系统 迎接新技术挑战 * （代 序） 嵌入式系统是后PC时代的支撑技术 嵌入式系统的发展 嵌入式系统的若干概念 嵌入式系统的两种应用模式 学习嵌入式系统，迎接新技术挑战 关于嵌入式系统的教学 近50年的计算机发展历程大致可归纳成以下几个阶段：20 世 纪60年代是大型机年代（IBM 360 为代表）；70年代是小型机 年代（ 以DEC PDP 为代表）；80 年代是微型机的年代（ 以Intel 和微软为代表, 简 称Wintel）；90 年代是（PC ＋ 网 络） 的年代。 我 们 面 临 的21 世纪将是 “Internet ＋ 后PC” 的 年 代。 后PC 时代的特征： 计算机、 通信 和 消费类电子产品的技术将结合起来， 以3C产品的形式（computer 计算机 ，communication 通讯， cotrol 控制 或Consumer消费类电子） 通过Internet 进入家庭。 一、嵌入式系统是后PC时代的支撑技术 美国著名未来学家尼葛洛庞帝99年访华时预言，4～5年后嵌入式智能(电脑) 工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。这种预言已经兑现。 据统计2003年世界CPU产量约83亿片，用于通用计算机的只有1. 5亿片，其他81. 5亿片均以嵌入应用形式用于各种产品中。 以上数据反映着IT产业结构的变化，以及技术市场对人才需求的变化——具有软硬件结合应用能力的人才受欢迎。 高校电子信息类相关专业的高等教育没有很好地适应后PC时代的技术需求。 计算机专业偏软 电子类专业便硬 就业和就业质量逐渐变差！ 哪些专业可以涉足嵌入式系统技术领域？ 计算机业、电子、通信、控制类专业应立即行动 物理专业、机械专业可以有所作为 化学、生物、数学专业有兴趣的学生能够涉足 不同专业、不同知识背景的学生可以从不同的角度切入。 二、嵌入式系统的发展始于单片机 1、20世纪70年代，微处理器的出现，计算机的应用出现了历史性的变化。 以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性特点，迅速走出机房进入寻常百姓家庭； 基于高速数值运算能力的微型机，表现出的智能化水平引起了控制专业人士的兴趣，要求将微型机嵌入到一个对象体系中，实现对象体系的智能化控制。 嵌入式计算机系统的诞生，标志着计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代，从而导致20世纪末，微型计算机的高速发展。 2、嵌入式计算机系统与通用计算机系统的区别 通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算，技术发展方向是速度的提升和存储容量的扩大。 嵌入式计算机系统的技术要求是对对象的智能化控制能力；技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力、控制的可靠性、低能耗，低价格 。 3、嵌入式系统的单板机时代 去除冗余的勉为其难方案——单板化 Z80单板机：主要使用Zilog公司芯片 6800单板机：主要使用Motorola公司芯片 4、单片机时代 什么叫单片机 单片机是单片微型计算机的简称。 嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，然而，微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足广大对象系统的嵌入式应用要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路，这条道路就是单芯片化道路。将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。 单片微机在一块芯片上集成了运算器、控制器，构成了通常所说的CPU；同时在片内还集成有定时器、片内振荡器、ROM／EPROM、RAM、特殊功能寄存器、存储器扩展控制器、并行I／O控制、串行口控制器，尽管单片微机中没有键盘等输入设备，也没有CRT等输出设备，但单片微机允许利用I／O接口与各种输入／输出设备相连。 单片机的特点： ① 体积小：单片机在一个芯片中集成了CPU、ROM、RAM、计数器／定时器及众多的I／O接口，因此，一个芯片就是一台微型机。 ② 面向控制：单片机一般用于各类控制系统和智能化仪器仪表中，而且，使用单片机的设备，在硬件基本不变的情况下，往往只需要改变单片机中的程序，就可以成为新一代的产品。 ③ 指令系统简洁：由于单片机的程序常常放在片内ROM中，而片内ROM的容量有限，所以，要求指令简洁。以MCS-51单片机的指令系统为例，有近半数的指令为单字节指令，剩下的指令中，多数为2字节指令，只有少数为3字节指令。 ④ 性能价格比高：目前，不到10圆人民币就可以买到单片机，而在功能上，它就是一台微型机，所以，只要花费很小的代价就可以实现对一些系统的计算机控制。现在，单片机已经广泛应用于测量系统和工业控制系统，以及电子仪表、家用电器、医疗仪器、计算机外部设备的控制中。 ⑤ 可靠性好：由于单片机内部就含有ROM、RAM 和 I/O