嵌入式微控制器概述-文庫(kù)吧資料
2025-05-20 07:25本頁(yè)面
【正文】 件平臺(tái)，并能完成用戶預(yù)期任務(wù)的計(jì)算機(jī)軟件。 ?免費(fèi)型： ?免費(fèi)型的嵌入式操作系統(tǒng)在價(jià)格方面具有優(yōu)勢(shì)，是學(xué)習(xí)和實(shí)踐的理想選擇。 ?商用型： ?商用型的嵌入式操作系統(tǒng)功能穩(wěn)定、可靠，有完善的技術(shù)支持和售后服務(wù)，但往往價(jià)格昂貴。 31 ? 從某種意義上說(shuō)，沒(méi)有配備操作系統(tǒng)的嵌入式處理器是不能真正稱之為嵌入式系統(tǒng)的，在嵌入式應(yīng)用中，只有把CPU嵌入到系統(tǒng)中，同時(shí)又把操作系統(tǒng)嵌入進(jìn)去，才是真正的計(jì)算機(jī)嵌入式應(yīng)用。操作系統(tǒng)能夠把硬件虛擬化，使得開發(fā)人員從繁忙的驅(qū)動(dòng)程序移植和維護(hù)中解脫出來(lái)。 ? 使用嵌入式操作系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)： ? ①操作系統(tǒng)能有效管理越來(lái)越復(fù)雜的系統(tǒng)資源，而且提高了系統(tǒng)的可靠性。 ? ③ 人機(jī)交互： ? 包括 LCD、鍵盤和觸摸屏等人機(jī)交互設(shè)備。其中， Flash以可擦寫次數(shù)多、存儲(chǔ)速度快、容量大及價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)在嵌入式領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 ? 外圍設(shè)備是指在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中，除了嵌入式處理器以外用于完成存儲(chǔ)、通信、調(diào)試、顯示等輔助功能的其他部件。 ? SOC（片上系統(tǒng)）是 IC設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著 EDA的推廣和 VLSI設(shè)計(jì)的普及，以及半導(dǎo)體工藝的迅速發(fā)展，在一個(gè)硅片上實(shí)現(xiàn)多個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng)的時(shí)代已來(lái)臨，這就是片上系統(tǒng) SoC(System on Chip)。 ?比較有代表性的產(chǎn)品是 TI公司的 TMS320系列和 Motorola公司的 DSP56000系列等。 DSP核心代碼使用匯編，有較高的執(zhí)行效率，指令執(zhí)行速度也較快。 26 ?③ 嵌入式 DSP處理器 (Embedded Digital Signal Processor， EDSP) ?DSP處理器是專門用于信號(hào)處理方面的處理器。 BDM調(diào)試工具與單片機(jī)的通信通過(guò)雙向的 BKGD引腳實(shí)現(xiàn)。 更重要的是飛思卡爾單片機(jī)的調(diào)試方式有了根本性的變革，與過(guò)去的調(diào)試方式不同，不再需要仿真器，調(diào)試是通過(guò) BDM頭直接對(duì) MCU中的程序進(jìn)行調(diào)試。 25 ?其中，飛思卡爾公司（ Freescale）以其豐富多彩的單片機(jī)系列（ 8位、 16位和 32位）在移動(dòng)通信、 PDA、汽車、網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)控制等方面均獲得成功。 ?比較有代表性的有 51系列和非 51系列， 51系列包括： 1980年 Intel公司推出 MCS5 Philips公司從 Intel公司獲得授權(quán)開始生產(chǎn) 80C51單片機(jī)、 Atmel公司推出的 Flash型 51單片機(jī)以及后來(lái)，歐美、日本、臺(tái)灣、韓國(guó)等很多廠商從 Intel公司獲得 51專利，結(jié)合自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)兼容型或增強(qiáng)型 51核單片機(jī)， 51逐漸成為業(yè)界的一個(gè)事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)（非壟斷性）。 ? 嵌入式微控制器一般以某一種微處理器內(nèi)核為核心，芯片內(nèi)部集成 Flash、 RAM、 EEPROM、總線、總線邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、 WatchDog、 I/O、串行口等各種必要功能模塊。 22 ?② 嵌入式微控制器 (Micro Controller Unit， MCU) ?MCU就是將整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一塊芯片中。 ?MPU目前流行體系有 ARM、 MIPS、 Power PC、 68000、Am186/88等系列。 21 ?① 嵌入式微處理器 (Embedded Micro Processor Unit，EMPU) ?MPU是由通用計(jì)算機(jī)中的 CPU演變而來(lái)的，它與 CPU的關(guān)系是專用和通用的關(guān)系。目前，世界上嵌入式處理器的種類已經(jīng)超過(guò) 1000種，流行的體系結(jié)構(gòu)包括 MCU、 MPU等 30多個(gè)系列，速度越來(lái)越快，性能越來(lái)越強(qiáng)，價(jià)格也越來(lái)越低。 19 ? 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn) ? 軟硬件一體化 ? 需要實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（ RTOS）支持 ? 實(shí)時(shí)性：代碼小、執(zhí)行速度快 ? 專用緊湊：用途固定、成本敏感 ? 可靠性高 ? 多樣性：應(yīng)用廣泛、種類繁多 ? 技術(shù)密集：集計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、行業(yè)技術(shù)為一體 20 ? 嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)成 ? 嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、外圍設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)及上層應(yīng)用軟件系統(tǒng)等組成，它是集軟件、硬件于一體的可獨(dú)立工作的系統(tǒng)。 ?簡(jiǎn)而言之，它是完成特定任務(wù)的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 ?從狹義上講，我們更加強(qiáng)調(diào)那些使用嵌入式微處理器構(gòu)成獨(dú)立系統(tǒng)，具有自己的操作系統(tǒng)，具有特定功能，用于特定場(chǎng)合的嵌入式系統(tǒng)。 所謂大端是指高字節(jié)存儲(chǔ)在低的地址中，而低字節(jié)則存在高地址中；小端則恰好相反。 11 MCU的體系結(jié)構(gòu) ?1： MCU 至少由 CPU，存儲(chǔ)器與 I/O端口組成，它們可以以不同的方式組合，形成不同的體系結(jié)構(gòu)。 從 1999年開始 ， Motorola公司及后來(lái)獨(dú)立出來(lái)的 Freescale公司在我國(guó)推廣其新一代單片機(jī) HC08系列及增強(qiáng)型 HCS08系列 ， 已經(jīng)對(duì)我國(guó)的單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)生積極的影響 。 在教學(xué)及應(yīng)用上 ， Zilog 公司生產(chǎn)的Z80CPU成為我國(guó)工業(yè)控制的主流 ， 以 Z80為 CPU組成的 TP801單板機(jī)在教學(xué)上及應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮過(guò)巨大作用 。 目前 MCU正向①大容量、高性能化；②小容量、低價(jià)格化；③外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方向快速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷地?cái)U(kuò)大。 Motorola公司于 1974年開始推出 MC6800微處理器 ， 在 1979年開始生產(chǎn) MCU MC6801， 在 1983年前后發(fā)展成為較高性能的 M68HC05系列 。 1978年， Zilog公司推出 Z8 MCU。 ?辦公自動(dòng)化設(shè)備和微機(jī)周邊設(shè)備 傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、鼠標(biāo)、鍵盤、掃描
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