嵌入式微控制器概述

嵌入式微控制器概述第一頁，共四十七頁，2022年，8月28日11.1嵌入式系統(tǒng)的含義與發(fā)展歷史1.1.1嵌入式系統(tǒng)與單片機（1）嵌入式系統(tǒng)的由來

計算機產(chǎn)生：因科學家需要一個高速的計算工具而產(chǎn)生。

計算機應用領域的發(fā)展：數(shù)字計算→邏輯運算與推理→信息處理→通信→工業(yè)控制→家用電器……

嵌入式系統(tǒng)（EmbeddedSystem）含義：面向測控對象，嵌入到實際應用系統(tǒng)中，實現(xiàn)嵌入式應用的計算機稱之為嵌入式計算機系統(tǒng)，簡稱嵌入式系統(tǒng)。第二頁，共四十七頁，2022年，8月28日2（2）單片機的含義

單片機是單片微型計算機（SingleChipMicroComputer）的簡稱，也稱之為微控制器（MicrocontrollerUnit，MCU）或嵌入式計算機(Embeddedcomputer)，即在一塊芯片上集成了中央處理單元(CPU)、存儲器(RAM/ROM等)、定時器/計數(shù)器及多種輸入輸出(I/O)接口的比較完整的數(shù)字處理系統(tǒng)。第三頁，共四十七頁，2022年，8月28日3目前典型的MCU內部框圖MCU內部總線（控制總線、數(shù)據(jù)總線、地址總線）CPURAMFlash存儲器A/D轉換接口工作支撐模塊定時器接口串行通信接口其他I/O模塊……一個典型的MCU內部框圖第四頁，共四十七頁，2022年，8月28日4（3）微控制器應用范圍微控制器應用范圍遍及航空航天、醫(yī)療、通訊、樓宇自動、網(wǎng)絡通訊等各個領域，典型應用領域如下：測控領域

包括自動控制/裝備控制/儀器控制/儀表控制等，該領域的應用是嵌入式系統(tǒng)最主要、最基本的應用形式，這種應用主要集中在生產(chǎn)領域，在該領域的應用已經(jīng)持續(xù)了將近30年，并一直保持持續(xù)發(fā)展。消費領域

家用電器、家用視頻音頻、娛樂產(chǎn)品、數(shù)碼相機、DVD、DV、MP3播放機、掌上電腦、游戲機、PDA、數(shù)字電視等。第五頁，共四十七頁，2022年，8月28日5網(wǎng)絡通信、移動通訊領域

交換機、嵌入式網(wǎng)關、路由器、防火墻、手機、網(wǎng)絡電話、機頂盒等。辦公自動化設備和微機周邊設備傳真機、復印機、打印機、鼠標、鍵盤、掃描儀、移動磁盤等。航空航天、武器裝備醫(yī)療設備和儀器智能玩具第六頁，共四十七頁，2022年，8月28日6微控制器應用領域嵌入式應用信息家電智能玩具軍事電子通信設備移動存貯工控設備智能儀表汽車電子網(wǎng)絡設備測控領域消費領域軍事國防電子商務網(wǎng)絡第七頁，共四十七頁，2022年，8月28日7具體產(chǎn)品第八頁，共四十七頁，2022年，8月28日8

1971年11月Intel公司首次宣布4004的4位微處理器，1974年12月Fairchild(仙童)公司即推出了8位MCUF8，開創(chuàng)了MCU的初級階段。

1978年，Zilog公司推出Z8MCU。1980年，Intel公司在MCS-48的基礎上，推出了MCS-51，它使MCU的應用躍上了一個新臺階。

Motorola公司于1974年開始推出MC6800微處理器，在1979年開始生產(chǎn)MCUMC6801，在1983年前后發(fā)展成為較高性能的M68HC05系列。二十世紀九十年代是MCU制造業(yè)大發(fā)展時期，這個時期的Motorola、Intel、ATMEL、德州儀器、三菱、日立、飛利浦、韓國LG等一批企業(yè)開發(fā)一批性能優(yōu)越的MCU，極大地推動了MCU的應用。目前MCU正向①大容量、高性能化；②小容量、低價格化；③外圍電路內裝化等幾個方向快速發(fā)展，應用領域也不斷地擴大。

1.1.2MCU的發(fā)展簡史

第九頁，共四十七頁，2022年，8月28日91.1.3MCU在我國的應用與教學簡況

二十世紀八十年代前后，單片機在我國開始應用，各理工科院校陸續(xù)開設了有關課程。在教學及應用上，Zilog公司生產(chǎn)的Z80CPU成為我國工業(yè)控制的主流，以Z80為CPU組成的TP801單板機在教學上及應用領域發(fā)揮過巨大作用。二十世紀八十年代末至九十年代初，我國的工業(yè)控制領域開始轉向使用Intel公司生產(chǎn)的MCS-51。從1999年開始，Motorola公司及后來獨立出來的Freescale公司在我國推廣其新一代單片機HC08系列及增強型HCS08系列，已經(jīng)對我國的單片機應用產(chǎn)生積極的影響。本書即以HC08系列單片機及HCS08系列單片機為藍本學習嵌入式技術基礎。

第十頁，共四十七頁，2022年，8月28日10

MCU的體系結構1：MCU至少由CPU，存儲器與I/O端口組成，它們可以以不同的方式組合，形成不同的體系結構。A存儲器分離編址哈佛結構生成雙倍空間B存儲器統(tǒng)一編址馮諾依蔓結構第十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日11存儲器的訪問哈佛結構的存儲器地址出現(xiàn)重疊,通過不同的控制線并配合不同的指令就可以區(qū)分開來.馮諾依曼結構可以使用同一指令訪問兩種存儲器,僅由指令中的地址參數(shù)尋址不同的單元即可.哈拂結構地址重疊,用不同指令訪問.用MOVC訪問程序存儲器,用MOVX訪問數(shù)據(jù)存儲器.馮-諾依曼結構可以用統(tǒng)一指令訪問兩種存儲器,地址參數(shù)不同.第十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日12第十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日13I/O端口的編址分離編址方按:INTEL的MCU將I/O端口作為內部寄存器處理,獨立與程序存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器空間,類似哈佛結構的分離編址MOTOROLA的MCU則將I/O地址與存儲器地址統(tǒng)一在一個空間.僅分配不同單元第十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日14寄存器編址INTEL的MCU使用內部的RAM作為寄存器用MOV指令訪問,類似哈佛結構的存儲器分離編址MOTOROLA的MCU的寄存器占用存儲器資源第十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日15統(tǒng)一編址體系結構程序存儲器數(shù)據(jù)存儲I/O端口寄存器CPU第十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日16內存大、小端排序問題對于需要多于8位的數(shù)據(jù)，為其分配一組連續(xù)的存儲空間，字節(jié)排序有兩種方式：小端(littleendian)和大端(bigendian)。所謂大端是指高字節(jié)存儲在低的地址中，而低字節(jié)則存在高地址中；小端則恰好相反。

例如：將0x1234寫入到以0x0000開始的內存中，則結果為：

地址大端方式小端方式

0x00000x120x340x00010x340x12第十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日171.2嵌入式系統(tǒng)的基本概念

1.2.1嵌入式系統(tǒng)的定義及內涵

廣義上講，凡是帶有微處理器的專用軟硬件系統(tǒng)都可稱為嵌入式系統(tǒng)。從狹義上講，我們更加強調那些使用嵌入式微處理器構成獨立系統(tǒng)，具有自己的操作系統(tǒng)，具有特定功能，用于特定場合的嵌入式系統(tǒng)。目前國內一個普遍被認同的定義是：以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟件硬件可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。簡而言之，它是完成特定任務的專用計算機系統(tǒng)。它是“嵌入到對象中的專用計算機系統(tǒng)”，“嵌入性”、“專用性”與“計算機系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)的三個基本要素，對象體是嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng)。第十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日181.2.2嵌入式系統(tǒng)的特點軟硬件一體化需要實時操作系統(tǒng)（RTOS）支持實時性：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：應用廣泛、種類繁多技術密集：集計算機技術、微電子技術、行業(yè)技術為一體第十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日191.2.3嵌入式系統(tǒng)的構成

嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、外圍設備、嵌入式操作系統(tǒng)及上層應用軟件系統(tǒng)等組成，它是集軟件、硬件于一體的可獨立工作的系統(tǒng)。（1）嵌入式處理器嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心，是控制、輔助系統(tǒng)運行的硬件單元。目前，世界上嵌入式處理器的種類已經(jīng)超過1000種，流行的體系結構包括MCU、MPU等30多個系列，速度越來越快，性能越來越強，價格也越來越低。嵌入式處理器可以分為：嵌入式微處理器(MPU)、嵌入式微控制器(MCU)、嵌入式DSP處理器(DSP)和嵌入式片上系統(tǒng)(SOC)。第二十頁，共四十七頁，2022年，8月28日20①嵌入式微處理器(EmbeddedMicroProcessorUnit，EMPU)MPU是由通用計算機中的CPU演變而來的，它與CPU的關系是專用和通用的關系。MPU只保留與嵌入式應用緊密相關的功能硬件，去除其他冗余功能部分，配上了必要的擴展外圍電路，如存儲器的擴展電路、I/O的擴展電路和一些專用的接口電路等，以最低功耗和資源滿足嵌入式應用的特殊要求。MPU目前流行體系有ARM、MIPS、PowerPC、68000、Am186/88等系列。處理能力和速度通常按字長劃分為8位(仍然存在!)、16位(主流)和32位(開始流行)。第二十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日21②嵌入式微控制器(MicroControllerUnit，MCU)

MCU就是將整個計算機系統(tǒng)集成到一塊芯片中。MCU的典型代表是單片機。嵌入式微控制器一般以某一種微處理器內核為核心，芯片內部集成Flash、RAM、EEPROM、總線、總線邏輯、定時/計數(shù)器、WatchDog、I/O、串行口等各種必要功能模塊。MCU目前的品種和數(shù)量最多。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MCS-51、Philips公司從Intel公司獲得授權開始生產(chǎn)80C51單片機、Atmel公司推出的Flash型51單片機以及后來，歐美、日本、臺灣、韓國等很多廠商從Intel公司獲得51專利，結合自己的技術優(yōu)勢，生產(chǎn)兼容型或增強型51核單片機，51逐漸成為業(yè)界的一個事實標準（非壟斷性）。第二十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日22目前，除了Philips和Atmel的51核單片機外，市場上還有大量的51核單片機產(chǎn)品：Infineon的C500系列；臺灣華邦的W77、W78、W79系列；Maxim（Dallas）的的DS80C320系列；OKI的MSM80C系列；HYUNDAI的GMS90/97系列；ST的uPSD系列；ADI的μC8XX系列；TI的MSC1211、TUSB系列；上海新茂公司的SM系列；SST公司的89E系列；Silabs的C8051F系列；第二十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日23在51得到廣泛應用的同時，其他一些非51單片機由于具有某些特色各自具有一定的市場份額：Microchip的PIC系列單片機；摩托羅拉08系列單片機；Zilog公司的Z8/Z86系列單片機；ST的ST系列8位單片機；Atmel的AVR系列單片機；NS（美國國家半導體）的COP8系列單片機；三星的KS86/KS88系列單片機；Scenix公司的SX系列單片機；NEC公司的78K系列8位單片機；富士通的MB8900系列單片機；東芝的970/90系列單片機；Epson的帶LCD驅動的S1C88系列單片機；瑞薩（日立、三菱）的H8系列、740系列等；cypress的CG/CY系列PSoC混合信號陣列。第二十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日24其中，飛思卡爾公司（Freescale）以其豐富多彩的單片機系列（8位、16位和32位）在移動通信、PDA、汽車、網(wǎng)絡通信、工業(yè)控制等方面均獲得成功。飛思卡爾微控制器的有著51單片機不可比擬的特點：技術成熟，可靠性高，抗干擾和電磁兼容性強，內部資源豐富，品種齊全，選擇余地大，新產(chǎn)品多。更重要的是飛思卡爾單片機的調試方式有了根本性的變革，與過去的調試方式不同，不再需要仿真器，調試是通過BDM頭直接對MCU中的程序進行調試。BDM頭除實現(xiàn)Flash寫入、擦除功能外，還可以在應用程序運行時，動態(tài)地獲取CPU、存儲器等瞬態(tài)信息。BDM調試工具與單片機的通信通過雙向的BKGD引腳實現(xiàn)。調試模式有兩種：單步調試和斷點調試。第二十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日25③嵌入式DSP處理器(EmbeddedDigitalSignalProcessor，EDSP)DSP處理器是專門用于信號處理方面的處理器。DSP處理器對系統(tǒng)結構和指令進行了特殊設計，使其適合于執(zhí)行DSP算法。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。在數(shù)字濾波、語音處理和編碼解碼、譜分析等方面有著廣泛的應用。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。第二十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日26④嵌入式片上系統(tǒng)(SystemOnChip，SOC)

在一個硅片上實現(xiàn)多個更為復雜的系統(tǒng)。隨著EDA的推廣和VLSI設計的普及，以及半導體工藝的迅速發(fā)展，在一個硅片上實現(xiàn)多個更為復雜的系統(tǒng)的時代已來臨，這就是片上系統(tǒng)SoC(SystemonChip)。它結合了許多功能模塊，將整個系統(tǒng)做在一個芯片上。SOC（片上系統(tǒng)）是IC設計的發(fā)展趨勢。第二十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日27（2）外圍設備外圍設備是嵌入式處理器的輔助部件。外圍設備是指在一個嵌入式系統(tǒng)中，除了嵌入式處理器以外用于完成存儲、通信、調試、顯示等輔助功能的其他部件。根據(jù)外圍設備的功能可分為以下3類：

①存儲器：

嵌入式系統(tǒng)有別于一般的計算機處理系統(tǒng)，它不具備像硬盤那樣大容量的存儲介質，而大多使用EPROM、EEPROM或閃存(FlashMemory)作為存儲介質。其中，F(xiàn)lash以可擦寫次數(shù)多、存儲速度快、容量大及價格低等優(yōu)點在嵌入式領域得到了廣泛的應用。第二十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日28②接口：

應用最為廣泛的包括并口、RS－232串口、IRDA紅外接口、SPI串行外圍設備接口、I2C(InterIC)總線接口、USB通用串行總線接口、Ethernet網(wǎng)口等。③人機交互：

包括LCD、鍵盤和觸摸屏等人機交互設備。第二十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日29（3）嵌入式操作系統(tǒng)隨著嵌入式系統(tǒng)越來越復雜，嵌入式操作系統(tǒng)就顯得越來越有必要。使用嵌入式操作系統(tǒng)有以下優(yōu)點：①操作系統(tǒng)能有效管理越來越復雜的系統(tǒng)資源，而且提高了系統(tǒng)的可靠性。②提高了開發(fā)效率，縮短了開發(fā)周期。操作系統(tǒng)能夠把硬件虛擬化，使得開發(fā)人員從繁忙的驅動程序移植和維護中解脫出來。③操作系統(tǒng)能夠提供庫函數(shù)、驅動程序、工具集以及應用程序。第三十頁，共四十七頁，2022年，8月28日30從某種意義上說，沒有配備操作系統(tǒng)的嵌入式處理器是不能真正稱之為嵌入式系統(tǒng)的，在嵌入式應用中，只有把CPU嵌入到系統(tǒng)中，同時又把操作系統(tǒng)嵌入進去，才是真正的計算機嵌入式應用。常用嵌入式操作系統(tǒng)大體上可分為兩種，商用型和免費型。商用型：商用型的嵌入式操作系統(tǒng)功能穩(wěn)定、可靠，有完善的技術支持和售后服務，但往往價格昂貴。有代表性的產(chǎn)品主要有WindowsCE、PalmOS、VxWorks等。免費型：免費型的嵌入式操作系統(tǒng)在價格方面具有優(yōu)勢，是學習和實踐的理想選擇。目前主要有μC/OS-II和嵌入式Linux。第三十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日31嵌人式實時操作系統(tǒng)（RTOS）應用無處不在第三十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日32（4）嵌入式應用層軟件①嵌入式軟件是針對特定的實際專業(yè)領域，基于相應的嵌入式硬件平臺，并能完成用戶預期任務的計算機軟件。②嵌入式軟件的特點要求軟件代碼高質量、高可靠性，要盡可能地優(yōu)化。對嵌入式應用軟件的要求也與通用計算機有所不同。為減少系統(tǒng)成本，除了精簡每個硬件單元的成本外，應盡可能地減少應用軟件的資源消耗。存儲空間仍然是寶貴的。為此，程序編寫和編譯工具的質量要高，以減少程序二進制代碼的長度，提高執(zhí)行速度。開發(fā)模式，需要用交叉編譯開發(fā)環(huán)境。簡單地講交叉編譯就是在一個平臺上生成可以在另一第三十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日33個平臺上執(zhí)行的代碼。使用交叉編譯是因為在嵌入式硬件板上無法安裝所需的編譯器，只好借助于宿主機（即通用的PC機），在宿主機上對即將運行在嵌入式系統(tǒng)上的應用程序進行編譯，生成可在嵌入式系統(tǒng)上運行的代碼文件。嵌入式應用軟件的開發(fā)與通用計算機軟件開發(fā)不同，由于受資源約束，嵌入式軟件開發(fā)一般需要在專門的開發(fā)平臺上進行交叉開發(fā)(crossdeveloping)。同時，由于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)及嵌入式軟件的調試也非常復雜，因而迫切需要強有力的集成開發(fā)平臺(IntegratedDevelopmentEn-vironment，IDE)作為支持，以保證程序執(zhí)行的實時性、可靠性，保障軟件質量，并縮短開發(fā)時間。操作系統(tǒng)與用戶軟件沒有明顯的界線第三十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日341.3嵌入式系統(tǒng)常用術語1.3.1與硬件相關的術語封裝：封住集成電路所用的塑料、金屬或陶瓷包裝。常用的封裝形式可分為通孔封裝和貼片封裝兩大類。通孔封裝有：單列直插(SIP)、雙列直插(DIP)、Z字型直插式(ZIP)等。貼片封裝主要有：小外形封裝(SOP)、緊縮小外形封裝(SSOP)、四方扁平封裝(QFP)、薄方封裝(LQFP)等。印刷電路板(PCB，Printedcircuitboard)：印刷電路板是組裝電子元件用的基板，是在通用基材上按預定設計形成點間連接及印制元件的印制板。它的主要功能是提供集成電路等各種電子元器件固定、裝配的機械支撐；實現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接（信號傳輸）或電絕緣；為自動裝配提供阻焊圖形，為元器件插裝、檢查、維修提供識別字符和圖形。

第三十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日351.3.2與硬件相關的術語動態(tài)可讀寫隨機存儲器(DRAM，DynamicRandomAccessMemory)：靜態(tài)可讀寫隨機存儲器(SRAM，StaticRandomAccessMemory)：只讀存儲器(ROM，ReadOnlyMemory)：ROM有固定ROM、可編程

ROM(PROM)和可擦除ROM(EPROM)三種。閃速存儲器(FlashMemory)：是一種快速的E2PROM。模擬信號：時間連續(xù)、數(shù)值也連續(xù)的物理量，如溫度、壓力、流量等。數(shù)字信號：是一種二值信號，用兩個電平（來表示兩個邏輯值)。第三十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日361.3.3與通信相關的術語并行通信：將數(shù)據(jù)的各位同時在多根并行傳輸線上進行傳輸。數(shù)據(jù)的各位同時由源到達目的地。適合近距離、高速通信。常用有4位、8位、16位、32位等同時傳輸串行通信：數(shù)據(jù)在單線上按時間先后一位一位地傳送，其優(yōu)點是節(jié)省傳輸線，但是數(shù)據(jù)傳送速度較慢。在嵌入式系統(tǒng)中，串行通信一詞一般特指用串行通信接口SCI（SerialCommunicationInterface）與RS232芯片連接的通信方式。I2C、USB等也是串行通信，但它們有專用名詞。串行外設接口(SPI，SerialPeripheralInterface)I2C(InterIntegratedCircuit)：I2C總線是一種由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接MCU及其外圍設備。第三十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日37通用串行總線(USB，UniversalSerialBus)控制器局域網(wǎng)(CAN，ControlAreaNetwork)：它是一種全數(shù)字、全開放的現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡。背景調試模式(BDM，BackgroundDebugMode)：背景調試模式是Freescale半導體公司提出的一種調試接口，開創(chuàng)了片上集成調試資源的趨勢。邊界掃描測試協(xié)議(JTAG，JointTestActionGroup)：該協(xié)議由國際聯(lián)合測試行動組開發(fā)，提供一種串行掃描路徑。JTAG能獲取芯片寄存器等內容，或者測試遵守IEEE規(guī)范的器件之間引腳連接情況。第三十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日381.3.4與功能模塊相關的術語普通輸入/輸出(GPIO，GeneralPurposeI/O)A/D與D/A：A/D轉換模塊的功能是將電壓信號轉換為對應的數(shù)字信號。D/A轉換則是將數(shù)字信號轉換為電壓信號。

脈沖寬度調制器(PWM，PulseWidthModulator)：PWM是一個D/A轉換器，可以產(chǎn)生一個高電平和低電平之間重復交替的輸出信號，這個信號就是PWM信號。看門狗(WatchDog)：為防止程序跑飛而設計的一種自動定時器。當程序跑飛時，由于無法正常執(zhí)行清看門狗定時器，定時器會溢出使系統(tǒng)程序復位。液晶顯示(LCD，LiquidCrystalDispaly)發(fā)光二極管(LED，LightEmittingDiode)第三十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日39中斷：指中央處理器CPU正在處理某件事情的時候，外部發(fā)生了某一事件，請求CPU迅速去處理，CPU暫時中斷當前的工作，轉入處理所發(fā)生的事件，處理完后，再回到原來中斷的地方，繼續(xù)原來的工作，這樣的過程稱為中斷。

實時操作系統(tǒng)RTOS(RealTimeOperatingSystem)：指的是一種操作環(huán)境，運行于嵌入式系統(tǒng)上，并在可預測的時間間隔內，程序能對特定的事件做出反應。中斷服務程序：響應特定中斷而運行的一段程序。這段程序所在的地址稱為中斷向量。μC/OS-II：是一個可移植和可裁剪的搶占式多任務實時操作系統(tǒng)，并且開放源代碼，在嵌入式系統(tǒng)中得到廣泛的應用。

臨界區(qū)(CriticalSection)：RTOS中使用的一個術語，它是指一段必須按次序執(zhí)行的代碼，并且不能被中斷，否則程序有可能無法正常運行。1.3.5與嵌入式軟件相關的術語第四十頁，共四十七頁，2022年，8月28日401.4嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法導引

1.4.1嵌入式產(chǎn)品的一般構成

一個以MCU為核心的比較復雜嵌入式產(chǎn)品或實際嵌入式應用系統(tǒng)，包含模擬量的輸入、模擬量的輸出，開關量的輸入、開關量的輸出及數(shù)據(jù)通信的部分。

第四十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日41嵌入式應用系統(tǒng)框圖

放大器：將微弱電信號放大成MCU可接受的電信號傳感器：將實際物理信號轉換為微弱電信號實際模擬信號MCUD/A轉換接口I/0接口A/D轉換接口將實際開關信號轉換成MCU可接受的電信號實際開關信號模擬量驅動機構：將MCU送出的信號放大模擬量執(zhí)行機構通信接口開關量驅動機構：將MCU送出的信號放大開關量執(zhí)行機構通信信號匹配電路其他通信設備圖一個典型的嵌入式應用系統(tǒng)框圖MCU工作支撐電路其他輸入信號其他輸出信號第四十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日421．基本輸入/輸出分析

2．MCU的選擇

3．選擇評估系統(tǒng)并對與MCU相關的硬件進行初步評估

4．設計并制作硬件系統(tǒng)

5．進行硬件系統(tǒng)的模塊測試

6．軟件系統(tǒng)設計

7．系統(tǒng)測試

8．進一步工作

1.4.2嵌入式產(chǎn)品的一般開發(fā)方法

第四十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日43

認識嵌入式系統(tǒng)的特點有助于學習嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)最主要特點是軟件與硬件的結合，只有充分認識這個特點，才能學好嵌入式系統(tǒng)。

1．嵌入式系統(tǒng)資源受限嵌入式系統(tǒng)通常專用于某一特定應用領域，其硬件資源不會像普通計算機一樣豐富，MCU的處理能力也比不上通用CPU。

2．嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要專用工具和特殊方法嵌入式系統(tǒng)不像通用計算機那樣有了計算機就可以進行應用開發(fā)。其芯片本身不具備開發(fā)功能，必須要有一套與該MCU相配套的開發(fā)工具和開發(fā)軟件。

3．嵌入式系統(tǒng)要求較高可靠性和穩(wěn)定性嵌入式系統(tǒng)與具體應用有機地結合在一起，與產(chǎn)品關系密切，升級換代也是和具體產(chǎn)品同步進行。而應用于一些關鍵性產(chǎn)品的嵌入式系統(tǒng)要求具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。1.5嵌入式系統(tǒng)的特點與學習建議

1.5.1嵌入式系統(tǒng)的特點第四十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日444．嵌入式系統(tǒng)有實時約束嵌入式系統(tǒng)有比較嚴格的實時性要求，對于外部事件的發(fā)