1、第一章 嵌入式应用技术概述 主要内容v 嵌入式系统的基本含义v 单片机发展概况v MCU发展新特点及选型原则v 如何学习嵌入式应用技术v 嵌入式产品的一般构成与开发方法1.1 嵌入式系统的基本含义1.1.1 嵌入式系统与单片机( 1)嵌入式系统的由来计算机产生: 因科学家需要一个高速的计算工具而产生。计算机应用领域的发展: 数字计算 逻辑运算与推理 信息处理 通信 工业控制 家用电器 嵌入式系统( Embedded System)含义: 面向测控对象,嵌入到实际应用系统中,实现嵌入式应用的计算机称之为嵌入式计算机系统,简称嵌入式系统。1.1 嵌入式系统的基本含义( 2)单片机的含义单片机( M
2、icrocontroller Unit, MCU) 是单片微型计算机的简称,也称之为微控制器或嵌入式计算机 (Embedded computer),即在一块芯片上集成了中央处理单元 (CPU)、存储器(RAM/ROM等 )、定时器 /计数器及多种输入输出 (I/O)接口的比较完整的数字处理系统。1.1 嵌入式系统的基本含义目前典型的 MCU内部框图MCU内部总线(控制总线、数据总线、地址总线)CPU RAM Flash存储器A/D转换接口工作支撑模块定时器接口 串行通信接口 其他 I/O模块一个典型的 MCU内部框图1.1 嵌入式系统的基本含义v 嵌入式系统通常有 4种: 工控机; 通用 CP
3、U模块; 嵌入式微处理器( Embedded Processor); 嵌入式微控制器( Embedded Microcontroller,即单片机,简称 MCU), 它是最典型的、最广泛的嵌入式系统。 ( 3)单片机与嵌入式系统的关系1.1 嵌入式系统的基本含义v 工业与农业方面 v 仪器仪表与电讯方面 v 日常生活用品方面 v 导航控制与数据处理方面 v 汽车控制方面 1.1.2 单片机的主要应用领域 返回1.1 嵌入式系统的基本含义1.2 单片机发展概况1.2.1 单片机的发展简史Intel公司 :1971年首次宣布 4004的 4位微处理器; 1980年推出 MCS-51;1983年推出
4、 MCS-96系列 16位单片机。 Motorola公司 :1974年开始推出 MC6800微处理器; 1979年开始生产单片机 MC6801,在 1983年前后发展成为较高性能的 M68HC05系列; 2000年前后推出了 M68HC08系列单片机; 2004年 (2004年 6月 Motorola更名为Freescale半导体公司 )推出增强型 8位单片机 HCS08系列,使 8位单片机的品种更加丰富。同时,其 8位 MCU、 16位 MCU、 32位 MCU并行发展,增加了市场份额,也方便了用户的选型。其他公司 :德州仪器,三菱、日立、飞利浦、韩国 LG等也开发了性能优越的单片机。各类单
5、片机不断出现,据统计,至今已达 500多种。1.2 单片机发展概况单片机在我国的应用始于上世纪 70年代末, 80年代各理工科院校陆续开设了有关应用课程,使其得以较广泛的应用 。 80末至 90年代初,巴黎统筹委员会限制向中国出口单片机,而 Intel公司通过香港转口使其产品几乎独占了中国的单片机市场 。 1990年 9月巴黎统筹委员会解除对中国的贸易禁令后,各公司的单片机纷纷进入中国,单片机应用的开发呈多样性。目前, Freescale公司正在我国组织推广新一代 HC08系列单片机及增强型 HCS08系列单片机,相信会对我国的单片机应用产生积极的影响。可以预见, HC08及 HCS08系列单
6、片机将在我国得到广泛的应用。 1.2.2 单片机在我国的应用简况返回1.2 单片机发展概况1.3 MCU发展新特点及选型原则 1.3.1 MCU发展的新特点 v 价格更低: 每片几十元的 MCU,其内部资源已经相当丰富。 v 使用更加方便 : 内部含有 EPROM或 ROM,不需要外部扩展总线;有的 MCU内部甚至固化了晶振电路。 v 功耗更低 : 有等待状态、睡眠状态、关闭状态等。 v 低电压型: 工作电压只要 2.7V ,甚至 1.8V。 v Flash型 : 具有闪速存储器 (Flash Memory),实现大规模电擦除。1.3 MCU发展新特点及选型原则 ( 1)了解 MCU对应用系统的适用性MCU是否含有所需的 I/O端口数目 MCU是否含有所需的外围端口部件 MCU的 CPU是否有合适的吞吐量 MCU的极限性能是否满足要求 1.3.2 MCU的选型原则 1.3 MCU发展新特点及选型原则