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基于嵌入式架构的单片机系统设计

作者：王永刚

来源：《电脑知识与技术》2013年第32期

摘要：单片机作为一种微型计算机，在工业控制领域中，得到了非常广泛的应用，在传统

的计算机应用中，受到其体积的限制，无法嵌入到实际的生产线中，但从计算机能够自行处理

任务可以知道，如果这个系统能够应用到实际生产中，将会极大的提高生产的效率，该文在嵌

入式架构概念和特点的基础上，结合目前单片机系统设计的现状，从硬件和软件两个方面，对

基于嵌入式架构的单片机系统设计，进行了深入的研究。

关键词：嵌入式；架构；单片机；系统；设计

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044（2013）32-7230-02

随着电子信息技术的发展，计算机在不同领域中得到了广泛的应用，人们根据不同领域的

实际需求，针对性的开发了具有相应功能的软件，从而提高实际的工作效率，但是在计算机出

现的早期，受到其体积和性能上的限制，其应用的范围很小，随着晶体管和集成电路的出现，

计算机的体积和性能得到了极大的提升，从计算机的发展可以看出，每次技术的更新，都是为

了减小其体积，同时提高其性能。计算机的出现是革命性的，由于其能够自行的处理任务，如

果应用在实际的工业生产中，就能够实现生产的自动化，这也是近些年计算机应用发展的方

向，但是通过实际的调查发现，计算机在应用的过程中，虽然经过了多年的发展，出现了笔记

本电脑，在体积上得到了极大的控制，但是在工业控制领域中，这样的体积依然很庞大，在这

种背景下，人们发明了单片机这种微型计算机，并在工业控制中得到了广泛的应用。

嵌入式架构1简述

嵌入式架构的概念1.1

嵌入式架构是随着计算机的发展，逐渐形成的一门学科，现在很多高校中，都开设了这门

课程，为社会培养大量的相关人才，学生在毕业后，能够掌握到充足的嵌入式架构知识，从而

能进行计算机系统的设计，我国受到特殊的历史因素影响，经济和科技发展的起步较晚，与西

方发达国家相比，存在较大的差距，尤其是在电子信息领域。虽然近年来随着国家的重视，出

台了很多优惠的政策法规，鼓励和扶持我国相关产业的发展，经过了多年的发展，现在我国嵌

入式架构的研究，已经得到了很大的提高，但是通过实际的调查发现，嵌入式架构使用的单片

机等设备，目前还都是国外的公司生产的，我国技术人员在完成系统的开发后，都需要采用国

外的设备，由于我国一直受到西方国家的技术封锁，很多先进的设备都无法进口，在很大程度

上影响了我国嵌入式架构的发展。对于嵌入式架构的概念，国际电气和电子工程师协会给出了

具体的解释，是控制、监视等辅助设备工作的系统，目前对于嵌入式架构的理解，主要基于计

算机技术，一般情况下，可以把带有控制程序的处理器，看成是一个嵌入式架构，在不同的时

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期，人们对于嵌入式架构概念的理解，也存在一定的差异，但是从根本上来说，都是为了更好

的使用嵌入式系统。

嵌入式架构的特点1.2

与传统的计算机技术相比，嵌入式架构具有鲜明的特点，首先就是体积更小，在嵌入式架

构出现的早期，主要是在计算机的基础上，进行系统的开发，但是随着相关技术的发展，嵌入

式架构自身有了很大的进步，尤其是单片机等微型计算机的出现，使得其应用的范围更加广

泛，从某种意义上来说，单片机的出现，就是由于嵌入式架构应用的需要。其次嵌入式架构具

有控制的特点，随着电子信息化的发展，很多机械设备都采用了智能芯片，通过这些芯片的使

用，可以写入特定的控制程序，从而达到相应的控制目的，近几年软件技术有了很大的发展，

尤其是在人工专家模块出现后，计算机软件可以实现一定的智能化，在遇到一些问题时，可以

通过检索以前的经验，对问题自行进行处理，如果将这个技术应用到嵌入式架构中，就可以实

现工业生产的自动化控制。从根本上来说，工业的自动化控制技术，就是在单片机等微型计算

机的基础上发展起来的，而单片机的使用，大多都是在嵌入式架构，通过硬件和软件的针对性

设计，可以最大程度的提高单片机应用的效率。

单片机系统设计的现2状

单片机系统设计的发展2.1

单片机的出现，主要是由于实际应用的需要，传统的计算机受到体积上的限制，虽然在很

多领域中得到了应用，但是在实际的工业生产中，要想对生产过程中的每个环节进行控制，必