【正文】 Copyright 169。 Yang Ming. 2022. Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, . China Freescale HCS08 單片機(jī)原理及應(yīng)用 Freescale HCS08單片機(jī)概貌及開發(fā)環(huán)境 Copyright 169。 Yang Ming. 2022. Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, . China Slide 1 Freescale HCS08單片機(jī)概貌及開發(fā)環(huán)境 ? 內(nèi)容 : ? 嵌入式系統(tǒng)、 MPU、單片機(jī)概念 ? 全球著名半導(dǎo)體公司單片機(jī)簡(jiǎn)介 ? Freescale HCS08單片機(jī)的 CPU和存儲(chǔ)器特點(diǎn) ? Freescale 匯編程序設(shè)計(jì) ? Codewarrior 開發(fā)軟件的使用 ? 目標(biāo) : ? 理解 嵌入式系統(tǒng)和單片機(jī)之間關(guān)系 ? 會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)搜集資料 ? 了解 MCU選型原則 ? 掌握 Freescale HCS08 MCU內(nèi)部的 CPU寄存器、存儲(chǔ)器特點(diǎn)和用法 ? 掌握 HCS08 匯編 程序完整框架，學(xué)會(huì)安裝、使用 Codewarrior軟件 Copyright 169。 Yang Ming. 2022. Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, . China Slide 2 嵌入式系統(tǒng)概述 嵌入式系統(tǒng) (Embedded system)是當(dāng)今最熱門的概念之一，然而到底什么是嵌入式系統(tǒng)呢 ? 嵌入式系統(tǒng)具有什么特點(diǎn) ? 嵌入式系統(tǒng)的架構(gòu)又是什么 ? 它和我們熟悉的 PC系統(tǒng)的不同之處又在哪里？ MCU、單片機(jī)、 MPU等術(shù)語(yǔ)大家也常聽說，它們到底是何含義 ? 和嵌入式系統(tǒng) 又有什么聯(lián)系 ? ? 計(jì)算機(jī)的分類 ? 嵌入式系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域 ? 什么是嵌入式系統(tǒng) ? 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn) ? 嵌入式系統(tǒng)的架構(gòu) ? 嵌入式處理器的分類 ? 嵌入式系統(tǒng)硬件和 PC硬件之比較 Copyright 169。 Yang Ming. 2022. Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, . China Slide 3 嵌入式系統(tǒng)概述 ? 計(jì)算機(jī)的分類 以往我們按照計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)、運(yùn)算速度、結(jié)構(gòu)規(guī)模、適用領(lǐng)域，將其分為 大型計(jì)算機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)和微型機(jī) ，并以此來組織學(xué)科和產(chǎn)業(yè)分工，這種分類沿襲了約 40年。近 10年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，實(shí)際情況發(fā)生了根本性的變化。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品對(duì)其它行業(yè)的廣泛滲透，以 應(yīng)用為中心的分類方法 變得更為切合實(shí)際，也就是按計(jì)算機(jī)的嵌入式應(yīng)用和非嵌入式應(yīng)用將其分為 嵌入式計(jì)算機(jī) 和 通用計(jì)算機(jī) 。 通用計(jì)算機(jī)具有計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)形態(tài) ，通過裝配不同的應(yīng)用軟件，以類似面目出現(xiàn)并應(yīng)用在社會(huì)的各個(gè)方面，其 典型產(chǎn)品為 PC；而 嵌入式計(jì)算機(jī)則是以嵌入式系統(tǒng)的形式隱藏在各種裝置、產(chǎn)品和系統(tǒng)中 。 Copyright 169。 Yang Ming. 2022. Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, . China Slide 4 嵌入式系統(tǒng)概述 ? 計(jì)算機(jī)的分類 通用計(jì)算機(jī)具有計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)形態(tài) ，通過裝配不同的應(yīng)用軟件，以類似面目出現(xiàn)并應(yīng)用在社會(huì)的各個(gè)方面，其 典型產(chǎn)品為 PC。 Copyright 169。 Yang Ming. 2022. Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, . China Slide 5 嵌入式系統(tǒng)概述 ? 計(jì)算機(jī)的分類 除了 PC之外， 嵌入式系統(tǒng)無處不在 – 消費(fèi)電子 ： PDA、手機(jī)、 MP MP數(shù)碼相機(jī) – 家電 ：數(shù)字電視、空調(diào)、冰箱、微波爐、機(jī)頂盒 – 汽車電子 、 醫(yī)療器械 – 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信設(shè)備 – 機(jī)器人 – … Copyright 169。 Yang Ming. 2022. Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, . China Slide 6 嵌入式系統(tǒng)概述 ? 什么是嵌入式系統(tǒng) ( Embedded Systems ) ? IEEE（國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）的定義 – 嵌入式系統(tǒng)是?用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置?（原文為 devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment machinery or plants)。 – 可以看出此定義是從 應(yīng)用 上考慮的，嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機(jī)電等附屬裝置。 一般定義 – 嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪，對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。是將 應(yīng)用程序 和 操作系統(tǒng) 與 計(jì)算機(jī)硬件 集成在一起 的系統(tǒng)。 Copyright 169。 Yang Ming. 2022. Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, . China Slide 7 嵌入式系統(tǒng)概述 ? 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn) 專用性強(qiáng) 系統(tǒng)內(nèi)核小 系統(tǒng)精簡(jiǎn) 實(shí)時(shí)性高 使用多任務(wù)的操作系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要專門的開發(fā)工具和環(huán)境 Copyright 169。 Yang Ming. 2022. Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, . China Slide 8 嵌入式系統(tǒng)概述 ? 嵌入式系統(tǒng)的架構(gòu) 一般而言，整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)可以分成四個(gè)部分：嵌入式處理器、嵌入式外圍設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用軟件。 嵌入式應(yīng)用軟件嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式外圍設(shè)備嵌入式處理器嵌入式硬件平臺(tái)嵌入式處理器FLASHRS232RAM網(wǎng)口 EPROM專用外圍設(shè)備 嵌入式系統(tǒng)的 硬件核心部件是 嵌入式處理器 。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界嵌入式處理器的品種數(shù)量已經(jīng)超過 1000多種，流行體系結(jié)構(gòu)有 30多個(gè)。 Copyright 169。 Yang Ming. 2022. Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, . China Slide 9 嵌入式系統(tǒng)概述 ? 嵌入式處理器的分類 一般可以將嵌入式處理器分成 4類： – 嵌入式微處理器 (Micro Processor Unit， MPU) – 嵌入式微控制器 (Micro Controller Unit， MCU) – 嵌入式 DSP處理器 (Digital Signal Processor， DSP) – 嵌入式片上系統(tǒng) (System On Chip， SOC) 嵌入式微控制器( MCU )嵌入式DS P處 理器( DS P )嵌入式微處理器( MP U)嵌入式片上系統(tǒng)( S yst e m O n C h ip)嵌入式處理器Copyright 169。 Yang Ming. 2022. Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, . China Slide 10 嵌入式系統(tǒng)概述 ? 嵌入式處理器的分類 嵌入式微控制器 (MicroController Unit， MCU) – 是指將計(jì)算機(jī)的基本部件微型化，使之集成在一小塊硅片上的 IC（ Integrated Circuit） 芯片 。片內(nèi)含有 CPU、 ROM、 RAM、中斷控制、系統(tǒng)時(shí)鐘、系統(tǒng)總線、并行 I/0、 SCI、 TIMER、鍵盤管理、 A/D等。 ——內(nèi)含模塊因單片機(jī)內(nèi)型各異 。單片機(jī)芯片內(nèi)部集成了 ROM／ EPROM、 RAM、總線、總線邏輯、定時(shí)／計(jì)數(shù)器、看門狗、 I／ O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、 A／ D、D/A、 Flash、 EEPROM等各種必要功能和外設(shè) ——內(nèi)含模塊因單片機(jī)內(nèi)型各異 。與嵌入式微處理器相比，微控制器的最大特點(diǎn)是單片化，體積大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。微控制器的片上外設(shè)資源一般比較豐富，適合于控制，因此稱為 微控制器 (Micro Controller Unit， MCU) 。 – MCU還有一個(gè)通俗的稱呼? 單片機(jī) ? Copyright 169。 Yang Ming. 2022. Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, . China Slide 11 嵌入式系統(tǒng)概述 ? 嵌入式系統(tǒng)硬件和 PC硬件之比較 Copyright 169。 Yang Ming. 2022. Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, . China Slide 12 嵌入式系統(tǒng)概述 ? 嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā) 嵌入式系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)為各種類型的 MPU/MCU/DSP/SOC，各種嵌入式處理器的結(jié)構(gòu)、功能各異，基于不同嵌入式處理器構(gòu)成的系統(tǒng)不僅在功能上也會(huì)有很大差別，在軟件開發(fā)方式上也有很大的不同； 常用的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)軟件平臺(tái)： – uC/OSII：免費(fèi)，有源代碼，功能簡(jiǎn)單，適于入門 – ucLinux：源碼開放，應(yīng)用范圍廣泛 – Vxworks：功能強(qiáng)大，商業(yè)軟件，費(fèi)用高 – Windows CE. 以上開發(fā)軟件往往結(jié)合不同嵌入式處理器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分別為各種處理器構(gòu)建了簡(jiǎn)單的操作系統(tǒng)內(nèi)核框架，用戶只需在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)功能的添加 。 對(duì)于 MCU，特別是 8位的 MCU，由于其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，內(nèi)部資源極其有限 (如只有幾百字節(jié)的 Ram)，即使上述軟件開發(fā)平臺(tái)提供的操作系統(tǒng)內(nèi)核框架很簡(jiǎn)單，但對(duì) MCU也是一個(gè)很大的開銷，故 8位 MCU的開發(fā)較少借用