1- 嵌入式系统基础知识ok----ok.ppt

嵌入式系统基础 讲授： 孙 波 （sunbo@sdu.edu.cn） 孙同景 教 授 嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义。目前嵌入式系统已经渗透到我们生活中的每一个角落。 嵌入式系统首先是一个计算机系统，其次它被嵌入到对象体系中，实现对象要求的数据采集、处理、状态显示、输出控制等功能。 嵌入式系统的计算机没有计算机的独立形式及功能。 在设计简单的应用程序时,可以不使用操作系统,但在设计较复杂的程序时,可能就需要一个操作系统来管理和控制存储器、多任务和各种资源等. 实时嵌入式系统其最大特点就是程序的执行具有确定性。μC/OS和μC Linux是广泛应用的实时嵌入式操作系统，而WindowsCE2.0就是一个多任务分时系统。 微型计算机的应用形态可以分为： 它从外观上看，与普通的集成电路或芯片毫无差别。与普通芯片不同的是，单片机芯片内集成了一般微机系统所具有的主要组成部件。 概括的讲：一块芯片就是一台计算机。 1)系统机（桌面应用）属于通用计算机，主要用于数据处理、办公自动化及辅助设计。 CPU（Central Processing Unit） 它是单片机的核心部件 运算器 控制器 运算器既是算术逻辑单元ALU（Arithmetic logic Unit)， 其功能是进行算术运算和逻辑运算。 主要负责对信息的加工处理。运算器不断地从存储器中得到要加工的数据，对其进行加、减、乘、除及各种逻辑运算，并将最后的结果送回存储器中，整个过程在控制器的指挥下有条不紊地进行。 控制器是CPU的神经中枢 用于对指令进行解释，控制逻辑运算单元的运行，同时控制计算机的各个部件有条不紊地工作。 数据存储器（RAM：Random Access Memory ） 在单片机中，用随机存取的存储器（RAM）来存储数据，暂存运行期间的数据、中间结果、缓冲和标志位等，所以称之为数据存储器。 程序存储器（ROM：Read Only Memory ） 单片机的应用中常常将开发调试成功后的应用程序存储在程序存储器中，因为不再改变，所以这种存储器都采用只读存储器ROM的形式。 RAM的特点是可读也可写，但是断电后立即消失，所以，它只是用来暂存数据。 ROM在单片机正常运行模式下，存储器是只能读不能写的。只有在特殊模式下，才能将程序写到ROM中。目前单片机中使用的只读存储器是Flash闪速存储器，简称闪存。 与其他存储器相比，Flash具有以下特点： 非易失。不同于SRAM和DRAM，Flash不需要任何数据刷新机制，也不需要维持工作电压。 可更新。在各种温度条件下，可擦写次数在10万次以上，存储数据可以保持10年以上。 支持在线编程。允许单片机内部的程序去改写Flash。这一技术大大增加了单片机的应用范围和使用的方便性。 所谓普通的I/O，即Input/Output基本的输入输出。 作为普通输入引脚，MCU内部程序可以读取该引脚，知道该引脚是“1”（高电平）还是“0”（低电平），即开关量输入。 作为普通输出引脚，MCU内部程序向该引脚输出“1”或“0”，即开关量输出。 单片机上一般集成了多个I/O（Input/Output）接口 其中有通用并行I/O口（一般每口8个外部引脚）以及SCI、PWM、I2C、CAN等专用子系统。 复位后一般所有I/O引脚默认设置为通用I/O输入，当专用子系统激活后，自动变更为专用功能。 将数字信号转换为模拟信号的电路称为数模转换器 （D/A转换器或DAC，Digital to?Analog Converter） D/A转换是把数字量转变成模拟量的器件。D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。 在计算机系统中，CPU和外部通信有两种通信方式：并行通信和串行通信。 在测量控制系统中，常需要有实时时钟和计数器，实现 定时（或延时）控制 对外界事件进行计数。 生活中计数的例程处处可见。例：录音机上的计数器、家里面用的电度表、汽车上的里程表等。 定时器／计数器简称定时器，其作用主要包括产生各种时标间隔、记录外部事件的数量等，是单片机中最常用、最基本的部件之一。 单片机中的定时器和计数器是一个东西，只不过计数器是记录的外界发生的事情，而定时器则是由单片机供给一个非常稳定的计数源。 对外部输入信号的计数功能。 定时功能。定时器/计数器的定时功能也是通过计数实现的，它的计数脉冲是由单片机的片内振荡器，即为对机器周期计数。 PWM（Pulse Width Modulate）即脉宽调制，脉宽调制波是一种可用程序来控制波形占空比、周期、相位的波形。它在电动机驱动、D/A 变换等场合有着广泛的应用。 通（on）的时候即是直