嵌入式单片机
单片机课件以MCU为核心的嵌入式系统的设计与调试
C语言在MCU开发中的应用
C语言在MCU开发中具有广泛的 应用,其丰富的库函数和结构化 编程方式使得开发过程更加高效。
C语言可以通过标准库和第三方 库来实现各种硬件操作和控制, 例如GPIO操作、定时器控制、
串口通信等。
C语言还可以用于编写中断服务 程序、实现实时操作系统等复杂
应用。
MCU开发工具的使用与选择
硬件设计
根据需求分析结果,设计嵌入式系 统的硬件结构,包括微控制器 (MCU)、存储器、接口电路等。
软件设计
根据硬件结构和需求分析,设计 嵌入式系统的软件程序,包括操 作系统、驱动程序和应用软件。
系统集成与测试
将硬件和软件集成在一起,进 行系统测试和调试,确保系统
功能和性能符合要求。
嵌入式系统硬件设计
MCU开发工具包括IDE(集成开 发环境)、编译器、调试器等。
常用的MCU开发工具有Keil、 IAR、Eclipse等,这些工具支 持多种MCU芯片和操作系统。
选择MCU开发工具时需要考虑 工具的易用性、功能、稳定性 以及支持的芯片种类等因素。
使用MCU开发工具可以大大提 高开发效率,减少错误,方便 调试和测试。
嵌入式系统将广泛应用于工业自动化 设备中,提高生产效率和产品质量。
嵌入式系统将应用于汽车电子控制系 统和智能驾驶辅助系统中,提高汽车 的安全性和舒适性。
智能家居
工业自动化
医疗电子
汽车电子
嵌入式系统将应用于各种智能家居设 备中,实现设备的互联互通和智能化 控制。
嵌入式系统将应用于各种医疗电子设 备中,如智能医疗诊断仪器、远程监 控设备等。
单片机课件:以MCU为核心的嵌 入式系统的设计与调试
contents
嵌入式系统与单片机的区别
嵌入式与单片机的异同及其发展趋势如果说微型机的出现,使计算机进入到现代计算机发展阶段,那么嵌入式计算机系统的诞生,则标志了计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代,从而导致20世纪末,计算机的高速发展时期。
嵌入式计算机系统走上了一条独立发展的单芯片化道路。
它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士,接过起源于计算机领域的嵌入式系统,承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务,迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。
按照历史性、本质性、普遍性要求,嵌入式系统定义为:“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。
“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。
对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。
嵌入式系统的特点与定义不同,由定义中的三个基本要素衍生出来的。
不同的嵌入式系统其特点会有所差异。
与“嵌入性”的相关特点:由于是嵌入到对象系统中,必须满足对象系统的环境要求,如物理环境(小型)、电气/气氛环境(可靠)、成本(价廉)等要求。
与“专用性”的相关特点:软、硬件的裁剪性;满足对象要求的最小软、硬件配置等。
与“计算机系统”的相关特点:嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。
与上两个特点相呼应,这样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。
嵌入式系统按形态可分为设备级(工控机)、板级(单板、模块)、芯片级(MCU、SoC)。
嵌入式系统与对象系统密切相关,其主要技术发展方向是满足嵌入式应用要求,不断扩展对象系统要求的外围电路(如ADC、DAC、PWM、日历时钟、电源监测、程序运行监测电路等),形成满足对象系统要求的应用系统。
因此,嵌入式系统作为一个专用计算机系统(满足对象系统要求的计算机应用系统),要不断向计算机应用系统发展。
单片机开创了嵌入式系统独立发展道路.嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代,然而,微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足广大对象系统的嵌入式应用要求,因此,嵌入式系统必须走独立发展道路——芯片化道路。
arm单片机
ARM单片机概述ARM单片机是嵌入式系统中常用的一种微控制器。
它基于ARM架构,具有高性能、低功耗、多功能、易开发等特点。
ARM单片机广泛应用于智能家居、工业自动化、汽车电子、智能穿戴等领域,成为嵌入式开发的重要组成部分。
ARM架构ARM架构是一种精简指令集(RISC)架构。
它的特点是指令集精简、代码紧凑、运行效率高,可有效降低功耗,提升性能。
ARM架构广泛应用于各种类型的设备,从低端嵌入式系统到高端的服务器和超级计算机都有应用。
ARM单片机的优势ARM单片机相比于其他微控制器具有以下优势:•高性能:ARM单片机采用现代的微架构设计,具有出色的处理性能和运算能力。
•低功耗:ARM单片机采用低功耗设计,能够在低电压下工作,延长电池寿命。
•多功能:ARM单片机具有丰富的外设接口和功能模块,能够满足各种应用需求。
•易开发:ARM单片机支持多种开发工具和开发环境,提供了丰富的软件库和示例代码,方便开发人员快速开发应用。
ARM单片机开发工具和环境ARM单片机的开发通常需要以下工具和环境:1.开发板:ARM单片机的开发板通常集成了单片机芯片和丰富的外设接口,方便开发人员进行硬件连接和调试。
2.开发工具链:ARM单片机的开发工具链包括编译器、调试器、烧录器等工具。
常用的开发工具链有Keil、IAR等。
3.开发环境:ARM单片机的开发环境通常是集成开发环境(IDE),提供了代码编辑、编译、调试和烧录等功能。
常用的开发环境有Keil MDK、IAR Embedded Workbench等。
4.软件库:ARM单片机的开发通常使用相应厂商提供的软件库,包括外设驱动、中断处理等功能的库文件。
ARM单片机的应用场景ARM单片机广泛应用于各种嵌入式系统中,包括但不限于以下场景:1.智能家居:ARM单片机用于控制家庭中的照明、空调、窗帘等设备,实现智能化管理和控制。
2.工业自动化:ARM单片机用于控制工业设备、机器人和自动化生产线,提高生产效率和安全性。
单片机与嵌入式的区别之学习感悟
单片机与嵌入式的区别之学习感悟单片机和嵌入式,其实没有什么标准的定义来区分他们,对于进行过单片机和嵌入式开发的开发者来说,都有他们自己的定义,接下来,就谈谈本人对这两个概念的理解和感悟。
首先明确概念,什么是单片机,单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。
从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的300M的高速单片机。
比如最经典的51系列单片机,外观只是一块一个拇指大小的长方体芯片,共40个引脚,里面包含了逻辑运算单元。
实际上也就是一个cpu。
一直记得上单片机的第一节课上,老师介绍单片机时,是这样说的:单片机姓单。
为什么要强调这一点呢?方便容易分不清的童鞋,以后每次想问这个问题的时候都想想这句话。
了解的人其实很容易分开它们,实际上他们也没有什么可比性。
首先,见过单片机的人,都知道,其实单片机只是一块芯片,里面有运算器、存储器等组成的一个具有逻辑、运算、通信等功能的单元。
说的再具体点,实际一个CPU。
DSP芯片也可以认为是一个单片机。
当然它们性能很强大,但是功能依然很单一,总之就是处理数据、逻辑。
其次,单片机可以完成很多的任务处理,但一般都是跟一定的外围设备进行协作,比如,添加LED灯,实现交通灯系统;添加液晶屏,实现动画播放等。
(当然很多同学都已经在大学期间自己完成过一个最小系统)最后,我们来总结一下单片机,单片机是完成运算、逻辑控制、通信等功能的单一模块。
相信我的上述讲解中,大家发现到了,单片机真的就是姓单(这个字读dan)。
针对嵌入式的概念是有些模糊定义的,一般情况下指的都是嵌入式系统。
正因为这个概念有些模糊,所以会导致很多人对该概念的模糊认识。
单片机与嵌入式系统的区别与联系
单片机与嵌入式系统的区别与联系简介:单片机和嵌入式系统是现代电子技术中重要的概念。
虽然它们都具有相似之处,但在应用领域和设计理念上存在一些不同之处。
本文将探讨单片机与嵌入式系统的区别和联系。
一、单片机介绍单片机(Microcontroller Unit,MCU)是一种集成了处理器、存储器和外设接口的微型计算机系统。
它通常运行一个特定的程序,以控制和管理外部设备,如电机、感应器和显示屏。
单片机通常用于需要实时控制和响应的应用,例如家电、汽车电子和工业控制等领域。
1.1 单片机的特点单片机具有以下特点:(1)集成度高:单片机由CPU、RAM、ROM、I/O接口等组成于一个芯片;(2)资源有限:存储器和外设资源有限,适合实时响应和简单控制任务;(3)低功耗:单片机通常以低功耗设计,能够长时间稳定运行。
1.2 单片机的应用单片机在各个领域得到广泛应用,如:(1)家电:空调、洗衣机、冰箱等家用电器中的控制单元;(2)汽车电子:发动机控制、车载电子、安全系统等;(3)工业控制:自动化生产线、仪器仪表等。
二、嵌入式系统介绍嵌入式系统(Embedded System)是包含硬件和软件的系统,通常用于特定的应用领域。
与单片机相比,嵌入式系统具有更高的计算能力和更强大的功能。
它们是专门针对特定任务而设计的,既可以包含单片机,也可以包含更复杂的处理器。
2.1 嵌入式系统的特点嵌入式系统具有以下特点:(1)更强大的处理能力:嵌入式系统可以包含多种处理器架构,如ARM、x86等,能够处理更加复杂的任务;(2)丰富的外设接口:嵌入式系统可以通过各种接口连接到更多的外设,如摄像头、触摸屏等;(3)扩展性强:嵌入式系统的设计允许扩展更多的外设和功能。
2.2 嵌入式系统的应用嵌入式系统广泛应用于各个领域,包括但不限于以下几个方面:(1)智能手机:智能手机是一种典型的嵌入式系统,它不仅具备通信功能,还包含多种嵌入式系统,如操作系统、传感器等;(2)网络设备:路由器、交换机等网络设备中的控制系统;(3)医疗设备:心脏起搏器、血糖仪等医疗器械中的控制单元。
单片机实验嵌入式系统实验
实验三
进行硬件调试,确保 电路功能正常,能够 支持后续的软件设计。
嵌入式系统软件设计实验
总结词
掌握嵌入式系统软件设计 原理
实验一
学习并掌握嵌入式系统操 作系统的使用,如Linux、 RTOS等。
实验二
根据项目需求,编写嵌入 式系统的底层驱动程序, 实现对硬件设备的控制。
实验三
进行软件调试,确保驱动 程序能够正确地与硬件交 互,实现所需功能。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
嵌入式系统应用开发实验
总结词
掌握嵌入式系统应用开发 流程
实验一
实验二
根据项目需求,设计并实 现嵌入式系统的应用软件, 如智能家居控制、工业自 动化等。
进行系统集成测试,确保 应用软件与硬件能够协同 工作,实现完整的功能。
实验三
优化嵌入式系统的性能, 提高其稳定性和可靠性。
单片机与嵌入式系统实验比
消费电子
嵌入式系统在消费电子领域应用广 泛,如智能手机、平板电脑、智能 电视等。
汽车电子
单片机和嵌入式系统都在汽车电子 领域有应用,但嵌入式系统在高级 驾驶辅助系统(ADAS)等领域的应用 更为广泛。
单片机与嵌入式系统实验案
06
例分析
LED闪烁实验案例分析
总结词:简单明了
详细描述:LED闪烁实验是单片机实验中最基础的实验之一,主要目的是让学习者了解单片机 的I/O端口操作。通过编程控制单片机,使得连接在单片机上的LED灯按照设定的频率进行闪烁, 从而掌握单片机的硬件连接和软件编程。
单片机实验的发展趋势
01 随着技术的不断发展,单片机也在不断升级换代, 未来单片机将更加注重高性能、低功耗、智能化 等方面的发展。
02 嵌入式系统与物联网技术的结合将更加紧密,单 片机将更多地应用于智能家居、工业自动化等领 域。
基于嵌入式单片机的实训室智能监控系统设计、仿真与实现
基于嵌入式单片机的实训室智能监控系统设计、仿真与实现目录1. 内容概述 (2)1.1 背景介绍 (3)1.2 研究目的和意义 (3)1.3 论文组织结构 (4)2. 嵌入式单片机技术概述 (5)2.1 嵌入式系统定义 (7)2.2 单片机技术介绍 (7)2.3 嵌入式单片机应用现状与发展趋势 (9)3. 实训室智能监控系统需求分析 (11)3.1 实训室管理现状 (12)3.2 智能监控系统功能需求 (13)3.3 系统设计原则与目标 (15)4. 智能监控系统设计 (15)4.1 系统架构设计 (18)4.2 硬件设计 (19)4.2.1 主要硬件设备选型 (21)4.2.2 硬件电路设计与实现 (23)4.3 软件设计 (24)4.3.1 软件开发环境搭建 (25)4.3.2 软件功能模块划分 (27)4.3.3 软件算法选择与优化 (29)5. 系统仿真与实现 (30)5.1 仿真工具选择与应用 (31)5.2 系统仿真流程 (32)5.3 仿真结果分析 (33)6. 系统测试与性能评估 (34)6.1 测试环境搭建 (36)6.2 系统功能测试 (37)6.3 系统性能测试 (39)6.4 测试结果分析与性能评估 (40)7. 系统应用与效果分析 (41)7.1 系统在实际中的应用情况 (42)7.2 应用效果分析 (43)7.3 存在问题及改进措施 (45)8. 结论与展望 (46)8.1 研究成果总结 (47)8.2 研究不足之处与展望 (48)1. 内容概述本系统旨在设计、仿真并实现基于嵌入式单片机的实训室智能监控系统。
该系统以嵌入式单片机为核心,整合了传感器、网络通信和用户界面等技术,能够实现实训室的实时监测、状态感知和远程控制。
系统架构设计:介绍系统整体框架,包括硬件平台、软件架构、传感器节点、通信模块以及用户界面等组成部分。
硬件电路设计:详细描述嵌入式单片机电路板设计,并说明传感器(如温度传感器、湿度传感器、摄像头等)、网络模块以及控制输出电路的具体原理和实现细节。
单片机、DSP、PLC、CPLD、FPGA、嵌入式的区别
81632DSP:数字信号处理器,处理器采用哈弗结构,工作频率较高,能大幅度提高数字信号处理算法的执行效率。
MCU:微控制器,主要用于控制系统,工作频率一般来说比DSP低,硬件上具有多个IO 端口,同时也集成了多个外设,主要是便于在控制系统中的应用。
至于ARM处理器,个人认为是MCU的高级版本,ARM本身只是一个内核,目前已经有多个版本。
CPLD:复杂可编程逻辑器件FPGA:现场可编程门阵列后两者都是可编程器件,CPLD目前一半采用FLASH技术,而FPGA采用SRAM技术,这就决定了FPGA需要采用特定的配置技术。
同时FPGA的规模要比CPLD大得多,但CPLD应用起来相对要简单的多单片机单片机是集成了CPU ,ROM ,RAM 和I/ O 口的微型计算机。
它有很强的接口性能,非常适合于工业控制,因此又叫微控制器(MCU) 。
它与通用处理器不同,它是以工业测控对象、环境、接口等特点出发,向着增强控制功能,提高工业环境下的可靠性、灵活方便地构成应用计算机系统的界面接口的方向发展。
所以,单片机有着自己的特点。
品种齐全,型号多样自从INTEL 推出51 系列单片机,许多公司对它做出改进,发展成为增强型51 系列,而且新的单片机类型也不断涌现。
如MOTOROLA 和PHIL IPS 均有几十个系列,几百种产品。
CPU 从8 ,16 ,32 到64 位,多采用RISC 技术,片上I/O 非常丰富,有的单片机集成有A/ D ,“看门狗”,PWM ,显示驱动,函数发生器,键盘控制等,它们的价格也高低不等,这样极大地满足了开发者的选择自由。
低电压和低功耗随着超大规模集成电路的发展,NMOS 工艺单片机被CMOS代替,并开始向HMOS 过渡。
供电电压由5V 降到3V ,2V 甚至到1V ,工作电流由mA 降至μA ,这在便携式产品中大有用武之地。
DSP 芯片DSP 又叫数字信号处理器。
顾名思义,DSP 主要用于数字信号处理领域,非常适合高密度,重复运算及大数据容量的信号处理。
嵌入式处理器的分类
行DSP算法,因而能够对离散时间信号进行极快的处理计算,提高了编 译效率和执行速度。
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3. 嵌入式DSP(Distal Signal Processor)
• 在数字滤波、FFT、频谱分析等方面,嵌入式 DSP获得了大规模的应用。
• SOC最大的特点就是成功实现了软、硬件无缝结合,直接在处理器片内嵌入式操作系统 的代码模块,满足了单片系统要求的高密度、高速度、高性能、小体积、低电压和低 功耗等指标。
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4.嵌入式片上系统(System on Chip)
• 目前比较典型的几款SoC产品包括Simens的TriCore、Philips的Smart XA、Motorola 的M-Core、某此ARM系列器件、Echelon和Motorola联合研制的Neuron芯片等。
• Introduced in1874 • 8-bit architecture • Still used in some
micorcontroller applications!
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1.嵌入式微控制器(MicroController)
• 与嵌入式微处理器相比,微控制器的最大特点是单 片化,体积大大减少,从而使功耗和成本降低,可 靠性提高。
嵌入式处理器的分类
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学习内容
1. 嵌入式微控制器(MCU) 2. 嵌入式微处理器(MPU) 3. 嵌入式DSP处理器(DSP) 4. 嵌入式片上系统(SOC)
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嵌入式处理器的分类
嵌入式处理器
嵌入理器 (DSP)
嵌入式片上系统 (SoC)
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1.嵌入式微控制器(MicroController)
嵌入式系统中单片机的作用和优势
嵌入式系统中单片机的作用和优势在现代科技的快速发展中,嵌入式系统成为了各种电子设备中不可或缺的核心部件。
而作为嵌入式系统的核心之一,单片机在其中扮演着重要的角色。
本文将介绍单片机在嵌入式系统中的作用和优势,以及它在各个领域中的应用。
一、单片机的作用在嵌入式系统中,单片机起到了控制和处理器的作用。
它集成了CPU、内存、IO接口和时钟等各种必需的电子组件,完全可以独立运行。
单片机可以根据外部输入信号进行计算和控制,实现各种功能,如数据采集、数据处理、通信控制等。
同时,单片机可以与其他外部设备相连接,通过IO口进行数据传输和控制,实现与外界的互动。
二、单片机的优势1. 低成本:单片机具有体积小、重量轻、功耗低等优势,使得嵌入式系统的制造成本更低。
相较于传统的大型计算机或控制器,单片机在实现相同功能的情况下,占用更少的空间和资源。
2. 高集成度:单片机内部集成了多个功能模块,如CPU、存储器、IO接口等,使得电路结构简单,减少了外部器件的数量和复杂性。
同时,单片机还可以通过编程来实现不同的功能,提高了系统的灵活性和可扩展性。
3. 实时性强:嵌入式系统常常需要对外部环境进行实时监测和响应,而单片机具有较高的运算速度和响应能力,能够满足对实时性要求较高的应用场景。
例如,单片机可以实时监测温度、湿度等参数,并根据设定的条件进行相应的控制。
4. 抗干扰性好:嵌入式系统常常工作在复杂的环境中,如电磁干扰、温度变化等。
而单片机常通过硬件设计和软件算法来提高抗干扰性能,保证系统的稳定工作。
这使得嵌入式系统能够在恶劣环境下可靠地工作。
5. 易于开发和调试:单片机的开发工具和调试工具相对成熟,并且有着丰富的开发资源和社区支持。
开发人员可以通过编写程序和调试工具,快速实现系统功能,并进行相应的测试和调试,提高开发效率。
三、单片机的应用领域单片机广泛应用于各个领域的嵌入式系统中,下面列举几个常见的应用领域:1. 家电控制:单片机被广泛应用于电视机、洗衣机、冰箱等家用电器中,实现各种控制和功能,如遥控操作、温度调节等。
电路中的嵌入式系统微控制器与单片机的应用
电路中的嵌入式系统微控制器与单片机的应用嵌入式系统微控制器和单片机在电路中的应用已经成为现代电子设备中不可或缺的组成部分。
它们在各种电子产品中发挥着至关重要的作用,从家电到通信设备,从汽车到医疗器械,都离不开这些智能控制器。
本文将探讨嵌入式系统微控制器和单片机在电路中的应用,以及它们之间的区别和优势。
一、嵌入式系统微控制器的概述嵌入式系统微控制器是一种集成了处理器核心、内存、输入/输出接口和定时器等功能的芯片。
它的主要任务是接收输入信号、进行处理和判断,并控制输出信号以实现特定功能。
嵌入式系统微控制器通常用于实时控制、数据采集、通信和调度等应用。
二、单片机的概述单片机也是一种集成了处理器核心、内存、输入/输出接口和定时器等功能的芯片,与嵌入式系统微控制器相比,单片机还集成了控制器、存储器和外设驱动电路等功能。
单片机通常用于控制和监测较简单的电子设备,例如电子游戏机、电子钟表和电子门锁等。
三、嵌入式系统微控制器与单片机的区别虽然嵌入式系统微控制器和单片机的功能有所重合,但它们在某些方面存在明显的区别。
1. 集成度:嵌入式系统微控制器的集成度更高,它集成了更多的功能模块,可以实现更复杂的控制任务。
而单片机的集成度较低,适用于相对简单的应用场景。
2. 外设支持:嵌入式系统微控制器通常具有更强大的外设支持能力,可以连接更多类型的外部设备。
而单片机的外设支持较为有限。
3. 软件开发:由于嵌入式系统微控制器集成度高,其软件开发比较复杂,需要使用高级编程语言进行开发。
而单片机的软件开发相对简单,可以使用汇编语言进行编程。
四、嵌入式系统微控制器与单片机的应用领域嵌入式系统微控制器和单片机在电路中的应用非常广泛,以下是一些常见的应用领域:1. 家电控制:嵌入式系统微控制器和单片机可用于智能家居系统的控制,如智能灯光控制、温度控制和安防系统等。
2. 工业控制:嵌入式系统微控制器和单片机可用于各种工业自动化设备的控制和监控,包括传感器数据采集、PLC控制和机器人控制等。
单片机和嵌入式有什么区别?单片机向左 嵌入式向右
单片机和嵌入式有什么区别?单片机向左嵌入式向右从横向纵向拓展性和进展潜力来看,总的来说嵌入式比单片机更具潜力,单片机比嵌入式简单入行。
ARM芯片这么个标题我想说什么呢?意思是单片机跟嵌入式是有区分的。
这篇文章就是来分析要如何选择,是学嵌入式还是单片机呢?我们朱老师物联网大讲堂推出的课程就有单片机跟嵌入式两个系列课程,有同学会觉得说单片机就是嵌入式,老师为什么要推出两个呢?这两个课程的内容是不一样的。
单片机课程主要是讲51单片机跟STM32,51单片机主要是裸机,没有操作系统,有同学说51单片机也可以上操作系统,话虽如此,但一般不需要这样用。
51单片机实战中一般都是裸机的,STM32有裸机跟RTOS,uCOS,裸机协议栈等等,单片机主要是玩这些。
嵌入式课程主要讲的是ARM Cortex-A裸机、C语言高级专题、uboot及linux内核移植、应用编程和网络编程、Linux驱动开发等,最简单的就是Linux驱动。
他们的之间有差别大家是知道的。
那他们之间有什么关系呢?(1)从难度来看,单片机远小于嵌入式。
表现为:单片机对编程语言的要求低一些,代码量也较少一些,代码结构简单度也较低。
单片机更简单学会,更简单入行。
(2)从就业要求来说,单片机岗位也会比嵌入式岗位更多一些,嵌入式岗位更高端,更少一些。
(3)从薪资来看,两个岗位刚入职薪资差不多,但是中长期来看,譬如一年两年,嵌入式要比单片机进展潜力要好许多。
单片机做到八千一万就算高的了,但嵌入式八千一万是处于入行级别,拿个一万五也不算特殊高,年薪三十万的岗位多的是,嵌入式的高薪岗位还是要更多一些。
那是不是每个人都去做嵌入式呢?要说一句,嵌入式刚入行时拿到的工资也不高,拿高薪的人都是有好几年工作阅历的人。
(4)从横向纵向拓展性和进展潜力来看,总的来说嵌入式比单片机更具潜力,单片机比嵌入式简单入行。
这样讲下来,好像各有各的好处,各有各的优点。
这是确定的,假如有哪个肯定的好,那另一个也就不会存在,能活下去的都是有他自己特点的。
一单片机嵌入式系统概述
一、单片机嵌入式系统概述嵌入式系统一、一、嵌入式系统1、什么是嵌入式系统按计算机的非嵌入式应用和嵌入式应用将其分为通用计算机系统和嵌入式计算机系统。
PC机电梯控制柜通用计算机具有计算机的标准形态,通过装配不同的应用软件,以类同面目出现,并应用在社会的各个方面。
现在我们在办公室里、家庭中,最广泛普及使用的PC机就是通用计算机其最典型的代表。
而嵌入式计算机则是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中的。
在许多的应用领域中,如工业控制、智能仪器仪表、家用电器、电子通信设备等电子系统和电子产品中,对计算机的应用有着不同的要求。
这些要求的主要特征为:(1)面对控制对象。
面对物理量传感器变换的信号输入;面对人机交互的操作控制;面对对象的伺服驱动和控制。
(2)嵌入到应用系统。
体积小、低功耗、价格低廉,可方便地嵌入到应用系统和电子产品中。
(3)能在工业现场环境中可靠运行。
(4)优良的控制功能。
对外部的各种模拟和数字信号能及时地捕捉,对多种不同的控制对象能灵活地进行实时控制。
我们将具备高速计算能力和海量存储,用于高速数值计算和海量数据处理的计算机称为通用计算机系统。
而将面对工控领域对象,嵌入到各种控制应用系统、各类电子系统和电子产品中,实现嵌入式应用的计算机系统称之为嵌入式计算机系统,简称嵌入式系统。
2、嵌入式系统的特点与应用(1)嵌入式系统就是指用于实现独立功能的专用计算机系统。
(2)嵌入式系统是以应用为核心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、安全性、成本、体积、重量、功耗、环境等方面有严格要求的专用计算机系统。
(3)嵌入式计算机系统在应用数量上远远超过了各种通用计算机系统。
(4)通用计算机系统和嵌入式计算机系统形成了计算机技术的两大分支。
二、嵌入式系统的种类嵌入式计算机系统的构成,根据其核心控制部分的不同可分为几种不同的类型:(1)各种类型的工控机(2)可编程逻辑控制器PLC(3)以通用微处理器或数字信号处理器构成的嵌入式系统(4)单片嵌入式系统(5)FPGA嵌入式系统以单片机作为控制核心的单片嵌入式系统大部分应用于专业性极强的工业控制系统中。
嵌入式单片机原理及应用的作用
嵌入式单片机原理及应用的作用1. 什么是嵌入式单片机嵌入式单片机是一种专门设计用于特定任务的微型计算机系统,其内部集成了处理器、存储器、输入输出接口以及其他外设。
相比于市面上常见的个人电脑或智能手机,嵌入式单片机通常具有更小的体积、更低的功耗和更强的实时性。
2. 嵌入式单片机的原理嵌入式单片机的原理主要包括以下几个方面:2.1 处理器嵌入式单片机内部集成了一款特定的处理器,该处理器通常采用精简指令集(RISC)架构,以满足嵌入式系统对计算能力和功耗的要求。
2.2 存储器嵌入式单片机内部通常包含了两种类型的存储器,即随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
RAM用于存储临时数据,而ROM用于存储程序代码和常量数据。
2.3 输入输出接口嵌入式单片机需要与外部世界进行数据交互,因此它内部集成了各种不同的输入输出接口,如通用输入输出口(GPIO)、模拟输入输出口(ADC/DAC)以及通信接口(UART、SPI、I2C等)等。
2.4 外设嵌入式单片机通常会集成一些特定的外设,以便满足特定应用需求,如定时器、PWM输出、电源管理、中断控制器等。
3. 嵌入式单片机的应用嵌入式单片机广泛应用于各个领域,包括但不限于以下几个方面:3.1 智能家居系统嵌入式单片机可以用于智能家居系统,通过与传感器和执行器的连接,实现对家居环境的监控和控制。
用户可以通过手机等终端设备进行远程控制,实现对灯光、空调、窗帘等设备的智能化管理。
3.2 工业自动化在工业自动化领域,嵌入式单片机可用于控制和监控生产线上的设备和过程。
通过传感器采集数据,并经过处理后,对各个设备进行控制,以提高生产效率和质量。
3.3 汽车电子嵌入式单片机在汽车电子系统中起到了至关重要的作用。
比如在发动机控制单元(ECU)中,嵌入式单片机负责控制发动机的点火时机、燃油喷射量等参数,以保证汽车的运行效率和排放要求。
3.4 医疗设备在医疗设备领域,嵌入式单片机被广泛应用。
单片机发展的四个阶段
单片机发展的四个阶段随着科技的不断进步,单片机作为一种集成电路,逐渐走进我们的生活,并在各个领域发挥着重要的作用。
本文将为您介绍单片机发展的四个阶段,并深入探讨每个阶段所带来的特点和应用。
第一阶段:早期单片机早期单片机的诞生可以追溯到20世纪60年代末至70年代初,这些单片机规模相对较小,主要用于控制和测量领域。
它们的主要特点是功能简单、运算速度慢、存储空间有限。
然而,这也为后来的单片机发展奠定了基础。
第二阶段:智能化单片机随着技术的不断进步,单片机逐渐进入了智能化的阶段。
在80年代和90年代,单片机的制造技术得到了快速发展,功能也得到了极大的提升。
智能化单片机具有更强大的运算能力、更大的存储空间和更丰富的接口。
这使得单片机在工业自动化、家居控制、车载系统等领域得到了广泛应用。
第三阶段:嵌入式单片机随着计算机技术的飞速发展,嵌入式系统应运而生。
嵌入式单片机是将计算机系统以一种特定的方式嵌入到其他设备中的单片机。
这些单片机通常具有更小巧的体积、低功耗、强大的计算能力和多样化的功能。
嵌入式单片机被广泛应用于智能手机、家电、医疗设备等大量领域。
第四阶段:物联网时代的单片机随着物联网时代的到来,单片机进入了一个新阶段。
物联网将各种设备通过互联网连接起来,单片机作为关键的控制核心,起到了不可或缺的作用。
新一代单片机具有更强大的计算能力、更丰富的通信接口和更高的稳定性。
它们被应用于智能家居、智能交通、智慧城市等领域,将人与物体之间的连接更加紧密。
总结:单片机发展经历了早期单片机、智能化单片机、嵌入式单片机和物联网时代的四个阶段。
每个阶段都对单片机的功能、性能和应用做出了重大改进和突破。
随着技术的不断进步,相信单片机将继续发展,并在更多领域发挥更为重要的作用。
随着单片机的广泛应用,我们的生活也将变得更加智能、便捷和舒适。
AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践
AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践嵌入式系统是指在特定用途的电子设备中,嵌入有专门功能的计算机系统。
AVR单片机作为一种常见的嵌入式系统核心,具有体积小、功耗低、性能稳定等特点,被广泛应用于各种电子设备中。
本文将从AVR单片机嵌入式系统的原理和应用实践两个方面进行介绍,希望能够为相关领域的研究者和开发者提供一些参考和帮助。
首先,我们来了解一下AVR单片机嵌入式系统的原理。
AVR单片机是由Atmel公司推出的一款低功耗、高性能的8位微控制器,其核心采用改进的哈佛结构,具有较高的指令执行速度和较大的存储容量。
AVR单片机内部集成了CPU、存储器、定时器、通信接口等功能模块,可以实现复杂的控制和处理任务。
在嵌入式系统中,AVR 单片机通常与外围设备(如传感器、执行器等)相连,通过输入输出接口实现与外部环境的交互。
同时,AVR单片机还支持多种编程语言和开发工具,开发者可以根据实际需求选择合适的开发环境进行软件开发。
其次,我们将介绍AVR单片机嵌入式系统的应用实践。
AVR单片机可以应用于各种领域,如工业控制、智能家居、医疗设备、汽车电子等。
以智能家居为例,我们可以利用AVR单片机实现智能灯光控制、智能门锁、智能温控等功能。
通过传感器采集环境信息,AVR单片机可以实时处理数据并控制执行器完成相应的动作,从而实现智能化的家居生活。
在工业控制领域,AVR单片机可以应用于自动化生产线、智能仓储系统、机器人控制等方面,帮助企业提高生产效率和产品质量。
除此之外,AVR单片机还可以用于医疗设备的控制和监测、汽车电子系统的控制和通信等方面,为人们的生活和工作带来便利和安全。
在实际应用中,开发者需要充分了解AVR单片机的特性和功能,合理设计硬件电路和软件程序,确保系统稳定可靠。
此外,开发者还需要注意系统的功耗、安全性、可扩展性等方面的问题,以提高系统的整体性能和用户体验。
在开发过程中,开发者可以利用AVR单片机的开发板和模块进行原型设计和验证,然后进行系统集成和优化,最终实现产品的量产和应用。
单片机在嵌入式系统中的应用
单片机在嵌入式系统中的应用单片机是一种集成电路,它集中了微控制器、时钟、存储器、IO 等功能模块,因此在嵌入式系统中有着广泛的应用。
实际上,单片机是一个小型计算机,能够通过程序对外部和内部环境进行监测和控制,并按照预先设定的逻辑进行操作。
一、单片机的优点1、体积小、功耗低由于单片机是集成电路,体积极小,通常只有数平方厘米,而且功耗也非常低,可以通过电池等小型供电设备进行供电,这使得单片机在移动设备、嵌入式系统中得到广泛应用。
2、易编程、灵活性强单片机的编程方式与普通计算机相似,只需要一台普通计算机和编译器即可完成程序设计。
而且,单片机可以通过编程修改自身的功能,具有极强的灵活性。
3、专用性强、成本低由于单片机只有少量的指令码和寄存器,因此一般只能实现特定的功能,但是这种特殊应用也广泛存在,如电动玩具、小电器,而且这种专用性应用的成本非常低,特别是在大量生产时。
二、单片机的应用1、家用电器现在,家用电器中嵌入单片机已经是一个趋势。
电冰箱、洗衣机、电视机等家用电器都采用了单片机控制,实现了更加智能化的功能。
2、汽车电子汽车电子中也广泛应用了单片机,如电子点火、自动挡等功能。
3、医疗器械一些医疗器械和医疗设备也采用了单片机控制,如呼吸机、心电图机等。
4、安防系统现代的安防系统也采用了单片机控制,如门禁系统、监控摄像机等。
5、教育领域单片机应用的另一个领域是教育。
单片机通过可编程控制、实时监测和反馈控制等方式,提高了教育效果,使得学习更加直观、生动。
三、单片机的发展趋势1、芯片技术不断提高随着芯片技术的不断提高,单片机的功能也越来越强大。
芯片工艺的发展使得芯片能够集成更多的功能,使得单片机成本更低,而且能够实现更多的功能。
2、物联网的发展物联网的发展对单片机的应用有着非常大的促进作用。
随着物联网的不断普及,越来越多的设备需要进行互联和控制。
而单片机具有低功耗、低成本、小型化等优点,能够很好地适应物联网应用。
嵌入式单片机stm32原理及应用
嵌入式单片机stm32原理及应用1 什么是STM32嵌入式单片机STM32嵌入式单片机是一款高性能的微控制器,由全球领先的半导体制造商ST公司设计生产。
它是一款使用ARM Cortex-M内核的处理器,具有独特的低成本、低功耗和高性能的优势。
STM32微控制器具有多种特殊功能,如实时时钟,多种接口,内存,存储器,ADC和DAC,等等。
2 STM32嵌入式单片机的特点1. STM32嵌入式单片机具有低功耗特性,可以在相同温度和频率情况下节省大量的能耗。
2. STM32具有高度灵活性,除了物联网应用外,它还可以用于航空航天,家用电子,医疗保健,工业控制和可穿戴设备等多个应用领域。
3. STM32具有灵活的内存,内部带有SDRAM、SRAM和Flash memory等存储介质,可根据应用的需要自由切换。
4. STM32拥有卓越的外围接口性能,具有多种通信接口,如USB、SPI、I2C、CAN、SPI等,可以广泛用于各种设备之间的通信。
5. STM32具有强大的扩展性,可以通过各种接口和外设单元实现各种复杂的功能,使得嵌入式开发变得更加简单。
3 STM32嵌入式单片机的应用STM32嵌入式单片机的应用十分广泛,它可以广泛用于控制系统,运动控制,检测控制,低功耗模式,模拟信号处理等,并能将复杂电子系统简化和变得更加可靠,以增强实时性能和可重用性,因此它成为人们了解微控制器技术和更深入开发新应用的首选设备。
此外,STM32嵌入式单片机还可用于汽车应用,医疗设备,智能家居,消费电子,工业控制和人机界面等。
4 小结STM32嵌入式单片机具有高性能、低功耗、灵活的内存、强大的外围接口性能和良好的扩展性,可以满足各种应用领域的需求,广泛应用于控制系统,运动控制,检测控制,低功耗模式,模拟信号处理,汽车应用,医疗设备,智能家居,消费电子,工业控制和人机界面等。
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1、在CPU和物理内存之间进行地址转换时,( B )将地址从虚拟(逻辑)地址空间映射到物理地址空间。
A.TCB B.MMUC.CACHE D.DMA2、NFS服务器通过调用/etc/rc.d/init.d中的portmap和nfs脚本启动,启动后它将通过寻找本地服务器的( D )文件,向网络上的子机提供NFS文件共享服务A./etc/hosts B./etc/inittabC./etc/inet.d D./etc/exports3、Linux下的Vi编辑器分别有命令行模式.插入模式.底行模式3种模式,从插入模式切换到命令行模式需要按( D )A.回车键 B.i键C.CTRL+I键 D.ESC键4、安装Linux操作系统时需要设置分区,其中SWAP分区的作用是( C )A.主分区 B.引导分区C.交换分区 D.扩展分区5、文件exer1的访问权限为rw-r--r--,现要增加所有用户的执行权限和同组用户的写权限,下列命令正确的是( A )。
A .chmod a+x g+w exer1B .chmod 765 exer1C .chmod o+x exer1D .chmod g+w exer16、下列提法中,属于ifconfig命令作用范围的是( B )。
A.编译源程序B.配置网卡的IP地址C.配置系统内核 D.加载网卡到内核中7、一般可以用( C )实现自动编译。
A.gcc B.gdb *C.make D. vi8、在FTP协议中,控制连接是由( B )主动建立的。
A.服务器端 B.客户端C.操作系统D.服务提供商9、进程有三种状态:( C )。
A .准备态.执行态和退出态B .精确态.模糊态和随机态C .运行态.就绪态和等待态D .手工态.自动态和自由态10、以下叙述中正确的是( C )。
A.宿主机与目标机之间只需要建立逻辑连接即可B.在嵌入式系统中,调试器与被调试程序一般位于同一台机器上C.在嵌入式系统开发中,通常采用的是交叉编译器D.宿主机与目标机之间的通信方式只有串口和并口两种11、Linux文件系统的文件都按其作用分门别类地放在相关的目录中,对于外部设备文件,一般应将其放在( C )目录中。
A./bin B./etcC./dev D./lib12、安装linux操作系统后,/bin目录下通常存放( C )A.引导程序 B.驱动程序 C.可执行程序 D.共享库13、中断向量是指(C )。
A.中断断点的地址B.中断向量表起始地址C.中断处理程序入口地址D.中断返回地址14、在微型计算机中,采用中断方式的优点之一是( C )。
A.简单且容易实现B.CPU可以不工作C.可实时响应突发事件D.传送速度最快15、NFS是( C )系统。
A.文件 B.磁盘C.网络文件 D.操作16. 嵌入式linux系统中,如果在gcc编译过程中没有指定输出的文件名,则默认输出的可执行文件名为:( B )A、a.exeB、a.outC、aD、a.obj17. 嵌入式linux系统中,关闭系统但不重新启动的命令常采用( B )。
A、Ctrl+Alt+DelB、haltC、shutdown -r nowD、reboot18.如下哪一个命令可以帮助你知道 shell 命令的用法( A )A. manB. pwdC. helpD. more19.在大多数Linux 发行版本中,以下哪个属于块设备( B )A. 串行口B. 硬盘C. 虚拟终端D. 打印机20. 制作嵌入式Linux根文件系统时常用到的工具是( B )A EcpliseB BusyboxC Visual C++D SPY二、多项选择题(共10个题,每小题不选或选错得0分,漏选得1分,全部选对得2分,共20分)1、嵌入式系统组成一般由:(ABCD )。
A.嵌入式微处理器 B.嵌入式操作系统C.嵌入式应用软件 D.外围设备 E.寄存器2、嵌入式操作系统不同于通用操作系统的功能是( B C )A.任务调度 B.可裁减性C.强实时 D.设备管理 E.存储器管理3、内核分为( ABCE )等子系统。
A.进程管理系统 B.内存管理系统C.i/o 管理系统 D.网络通信系统 E.文件管理系统4、Linux 系统中的设备文件通常有如下分类(B C D )A、虚拟设备B、字符设备C、网络设备D、块设备E、存储设备5、利用 gdb 进行调试时,可通过( AC ) 命令进行单步执行A.step B.listC.next D.break E. run6、嵌入式系统中常用的GUI有( C D E)A.KDE B.GNOMEC.MiniGUI D.OpenGUI E.QT/Embedded7、Linux系统中常用的压缩打包命令有(A C D E )A.tar命令 B.winrar命令C.gzip命令 D.bzip2命令 E.compress命令8、总线是各种信号线的集合。
嵌入式系统中按照总线所传送的信息类型,可以分为( ABC )等几种。
A.数据总线 B.地址总线C.控制总线 D.CAN总线 E.存储总线9、下列linux版本为稳定版本的有(A C E)A.linux2.0 B.linux2.3C.linux2.4 D.linux2.5 E.linux2.610、linux操作系统支持的文件系统有( A B C D E )A.EXT2 B.VFATC.NFS D.ISO9660 E.JFFS三、简述题1、程序、进程、线程有何区别?程序是编译后形成的可执行代码,是静止的。
进程是程序的一次执行,是活动的。
线程是进程的可执行单元,同一进程的不同线程共享进程的资源和地址空间。
2、什么是BootLoader?它有几种工作模式并简要说明它们的主要功能?参考答案要点:简单地讲,Bootloader就是操作系统内核运行的一段小程序,完成进行初始化系统硬件设置的任务,包括CPU、SDRRAM、Flash、串口等初始化,时钟的设置、存储器的映射等工作。
它分为启动加载模式和下载模式:启动加载模式-启动加载(Boot laoding)模式又称为“自主”(Autonomous)模式,是指 Bootloader 从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到 RAM 中运行,整个过程并没有用户的介入。
下载模式-在下载模式下,目标机上的 Bootloader 将先通过串口连接或网络连接等通信手段从宿主机下载文件。
3、简述网络文件系统NFS,并说明其作用。
参考答案要点:NFS 即网络文件系统,是主机通过网络进行文件共享的协议。
通常用于 UNIX 或LINUX系统中。
NFS 服务器的共享目录可以被 NFS 客户端作为文件系统挂载,其作用是通常在局域网中用于文件共享。
它的特点是不像 http 和 ftp 要下载到本地才能够被访问,NFS 不需要下载到本地即可访问。
4、简述嵌入式操作系统的特点?参考答案要点:1)要求编码体积小,能够在嵌入式系统的有效存储空间内运行;2)面向应用,可以进行裁减和移植;3)实时性强,有时也称为实时多任务操作系统RTOS;4)可靠性高,无需人工干预独立运行,并处理各类事件和故障。
5、介绍一下嵌入式系统的主要设计步骤?并简要说明各部分完成的主要工作是什么?参考答案要点:(1)需求分析阶段,罗列出用户的需求;(2)体系结构设计阶段,描述系统的功能如何实现;(3)详细设计阶段,进行硬件系统与软件系统的分类划分,以决定哪些功能用硬件实现,哪些用软件实现;(4)系统集成,把系统的软件.硬件和执行装置集成在一起,进行调试,发现并改进在设计过程中的错误;(5)系统测试,对设计好的系统进行测试,看其是否满足给定的要求。
6、简述嵌入式系统中非占先式与占先式调度法的区别有哪些。
非占先式调度法也称作合作型多任务,各个任务彼此合作共享一个 CPU。
中断服务可以使一个高优先级的任务由挂起状态变为就绪状态。
但中断服务以后控制权还是回到原来被中断了的那个任务,直到该任务主动放弃 CPU的使用权时,那个高优先级的任务才能获得 CPU 的使用权。
当系统响应时间很重要时,要使用占先式内核。
最高优先级的任务一旦就绪,总能得到 CPU的控制权。
当一个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入了就绪态,当前任务的 CPU 使用权就被剥夺了,或者说被挂起了,那个高优先级的任务立刻得到了 CPU 的控制权。
四、阅读程序与编写应用题1、请为下列Makefile程序加注释,并说明程序的功能。
objects = main.o subr.o //1)exec = prog //2)all:$(objects) //3)gcc –o $@ $^ //4)clean:rm –r $(exec) $(objects) //5)参考答案要点:注释:(每行1分)1)定义目标文件:objects = main.o subr.o2)定义输出的可执行文件名为prog3)make命令的入口点4)开始编译5)删除可执行文件以及中间文件功能:实现对文件main.c subr.c文件的自动编译,并可清除输出的可执行文件以及中间文件。
五、实践应用题假定你在目录/home/arm下有一个C程序,它由几个单独的文件组成,而这几个文件又分为包含了其他文件,如下图所示:完成下列任务:编写makefile文件,最终的目标文件为hello(交叉编译器为arm-linux-gcc)在目标机上通过网络文件系统挂载/mnt ,宿主机上的/home/arm目录(IP 自己定)。
参考答案及要点:1、答:dep = main.o list.o symbol.o table.ohello: $(dep)arm-linux-gcc-o hello $(dep)main.o:main.c table.h symbol.h list.harm-linux-gcc -c -o main.o main.clist.o: list.c list.harm-linux-gcc -c -o list.o list.csymbol.o: symbol.c symbol.harm-linux-gcc -c -o symbol.o symbol.ctable.o: table.c table.h symbol.h list.harm-linux-gcc -c -o table.o table.cclean:rm hello *.o2、Mount –t nfs –o nolock 192.168.0.10:/home/arm /mnt。