嵌入式系统最小系统硬件设计
嵌入式系统的设计与应用
嵌入式系统的设计与应用随着科技的发展，嵌入式系统已经在各个领域得到了广泛的应用，涉及到的行业非常的广泛，如智能家居、物联网、医疗、工业控制等等。
嵌入式系统是由硬件和软件组成的，它具有占用空间小、能耗低、性能高等优点。
在本文中，将简单探讨嵌入式系统的设计、应用以及未来的发展趋势。
嵌入式系统的设计嵌入式系统的设计分为硬件和软件两部分。
硬件设计中，需要考虑的问题很多，如电源管理、时钟、通信接口、外设等等。
其中，电源管理的设计尤为重要，因为嵌入式系统往往需要小巧轻便、省电节能，而电源管理系统就是为了使系统在工作时能够最大限度地实现功耗管理，从而提高系统的效率和稳定性。
在时钟的设计中，应当考虑到系统的精确度和零部件的通用性等因素，使时钟的设计更加灵活且具有一定的可扩展性。
在通信接口的设计中，要考虑到不同的系统之间的数据互通以及适应性。
在外设选择和集成的设计中，需要考虑到使用范围、系统安全性以及软件的适配等因素。
嵌入式系统的软件部分设计也十分重要，软件的设计和编写要设计合理、规范、可扩展和易于维护等规定。
嵌入式系统软件的开发过程中，会涉及到很多的方面如裸机开发、操作系统、应用程序等等，不同的嵌入式系统开发工具和软件平台都有各自特点和适用范围。
嵌入式系统的应用嵌入式系统的应用可以应用到各个领域。
在智能家居方面，嵌入式系统可以实现对家居环境的自动化管理，如智能家居系统可实现调节室内温度、照明、音响等功能。
在医疗方面，可以设计开发监测身体各项指标的设备。
在工业控制方面，可以设计开发自动化生产设备和制造工具，以提升生产效率和质量。
在交通设备和智能仓储等诸多方面嵌入式系统都有涉足。
未来的发展趋势随着科技的进步和人们对智能化的需求，未来嵌入式系统的发展前景非常广阔。
从今天的观察来看，随着人工智能技术、机器视觉技术、大数据等领域的蓬勃发展，嵌入式系统将会得到更加广泛的应用。
例如智能家居的开放性、可扩展性、可测量性等因素将会更加受到关注。
嵌入式系统体系结构
嵌入式系统体系结构嵌入式系统体系结构所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。
下面是店铺整理的关于嵌入式系统体系结构，欢迎大家参考!嵌入式系统体系结构：嵌入式系统的组成包含了硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层。
1、硬件层：嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。
嵌入式核心模块=微处理器+电源电路+时钟电路+存储器Cache：位于主存和嵌入式微处理器内核之间，存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据。
它的主要目标是减小存储器给微处理器内核造成的存储器访问瓶颈，使处理速度更快。
2、中间层(也称为硬件抽象层HAL或者板级支持包BSP).它将系统上层软件和底层硬件分离开来，使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件的具体情况，根据BSP层提供的接口开发即可。
BSP有两个特点：硬件相关性和操作系统相关性。
设计一个完整的BSP需要完成两部分工作：A、嵌入式系统的硬件初始化和BSP功能。
片级初始化：纯硬件的初始化过程，把嵌入式微处理器从上电的默认状态逐步设置成系统所要求的工作状态。
板级初始化：包含软硬件两部分在内的初始化过程，为随后的系统初始化和应用程序建立硬件和软件的运行环境。
系统级初始化：以软件为主的初始化过程，进行操作系统的初始化。
B、设计硬件相关的设备驱动。
3、系统软件层：由RTOS、文件系统、GUI、网络系统及通用组件模块组成。
RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。
4、应用软件：由基于实时系统开发的应用程序组成。
嵌入式芯片体系结构介绍1.嵌入式微处理器(Micro Processor Unit，MPU)嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演变而来的。
它的特征是具有32位以上的处理器，具有较高的性能，当然其价格也相应较高。
但与计算机处理器不同的是，在实际嵌入式应用中，只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，这样就以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。
嵌入式最小系统与S3C2410开发板(完全)
• ARM 微处理器目前包括下面几个系列，以及其它厂商基 于 ARM 体系结构的处理器，除了具有 ARM 体系结构的 共同特点以外，每一个系列的 ARM 微处理器都有各自的 特点和应用领域。
– – – – – – – ARM7 系列 ARM9 系列 ARM9E 系列 ARM10E 系列 SecurCore 系列 Inter 的 Xscale Inter 的 StrongARM
– 1．工业控制领域：
• 作为32位的 RISC架构，基于ARM 核的微控制器芯片不但占据了高 端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用 领域扩展，ARM 微控制器的低功耗、高性价比，向传统的 8 位/16 位微控制器提出了挑战。
– 2．无线通讯领域：
• 目前已有超过 85%的无线通讯设备采用了 ARM 技术， ARM 以其高 性能和低成本，在该领域的地位日益巩固。
– 4．片内外围电路的选择
• 除 ARM 微处理器核以外，几乎所有的 ARM 芯片均根据各自 不同的应用领域，扩展了相关功能模块，并集成在芯片之中， 我们称之为片内外围电路，如 USB 接口、IIS 接口、LCD 控 制器、键盘接口、RTC、ADC 和 DAC、DSP 协处理器等， 设计者应分析系统的需求，尽可能采用片内外围电路完成所需 的功能，这样既可简化系统的设计，同时提高系统的可靠性。
2.1 ARM 微处理器概述
– 2．系统的工作频率
• 系统的工作频率在很大程度上决定了 ARM 微处理 器的处理能力。ARM7 系列微处理器的典型处理速 度为 0.9MIPS/MHz，ARM9系列微处理器的典型处 理速度为 1.1MIPS/MHz，常见的 ARM9 的系统主 时钟频率为 100MHz-233MHz，ARM10 最高可以 达到 700MHz。不同芯片对时钟的处理不同，有的 芯片只需要一个主时钟频率，有的芯片内部时钟控 制器可以分别为 ARM 核和 USB、UART、DSP、 音频等功能部件提供不同频率的时钟。 • 本书所讨论的 S3C2410 时钟频率为 200MHz 以上， 若更换成 S3C2440 时钟频率最高可达到 500MHz。
嵌入式最小系统设计PPT课件
81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96
VD1/GPD1 97
VD0/GPD0 98
RXD0/GPE2 99
TXD0/GPE1 100
DATA31/nCTS0/GPC15 101
DATA30/nCTS0/GPC14 102
DATA29/RxD1/GPC13 103 DATA28/TxD1/GPC12 104
7个起始地址固定及大小可编程的地址空间。
1个起始地址及大小可变的地址空间。
所有存储器空间的访问周期都可通过编程配置。
提供外部扩展总线的等待周期。
在低功耗模式下支持DRAM/SDARM自动刷新。
支 持 地 址 对 称 或 非 地第址18页对/共称102的页 D R A M 。
3. cache和片内SRAM 4路相连统一的8KB指令/数据cache。 未作为cache使用的0/4/8KB cache存储空间可作为片内SRAM使用。 cache伪LRU（最近最少使用）的替换算法。 通过在主内存和缓冲区内容之间保持一致的方式写内存。 具有4级深度的写缓冲。 当缓冲区出错时，请求数据填充。
• SDRAM存储器作为系统运行时的主要区域，系
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• JTAG接口可对芯片内部的所有部件进行访问，通 过该接口可对系统进行调试、编程等。
单片机最小应用系统制作实训报告
单片机最小应用系统制作实训报告《单片机最小应用系统制作实训报告》一、实训目的和背景单片机是嵌入式系统的核心，其应用广泛，包括家电控制、智能家居、工业控制等。
为了提高学生对单片机的理论和实践掌握能力，本次实践任务是制作一个单片机最小应用系统，以培养学生的创新意识和动手能力。
二、实训内容和步骤1.实训准备根据实验要求，选取合适的单片机型号，并准备相应的开发板、开发软件和实验器材。
2.系统设计根据实训要求，设计单片机系统的硬件和软件结构。
硬件部分包括单片机、外围设备（如按键、LED等）的连接方式和引脚分配；软件部分包括初始化设置和主程序的设计。
3.硬件搭建根据设计方案，将单片机和外围设备连接起来，并进行电路布线和焊接等工作。
4.软件编程使用开发软件对单片机进行编程，实现系统的功能。
根据设计方案，编写初始化设置的代码和主程序的代码，并进行调试和修改。
5.系统测试将制作好的单片机应用系统与外围设备连接，进行功能测试和性能评估。
调试系统，确保其各项功能正常运行，同时测试系统的稳定性和可靠性。
6.实训总结根据实训经验，总结制作单片机最小应用系统的过程中遇到的问题和解决方法，总结经验教训，并提出改进意见。
三、实训结果和体会通过实践制作单片机最小应用系统，我收获了许多经验和体会。
首先，在系统设计阶段，我深入了解了单片机的硬件和软件结构，对于系统连接和引脚分配有了更深入的理解。
其次，在硬件搭建和焊接过程中，我学会了认真仔细地进行电路布线和焊接，确保电路的正确连接和稳定性。
此外，编程过程中，我掌握了单片机的初始化设置和主程序设计的方法，提高了自己的编程能力。
通过实训测试，我发现单片机最小应用系统能够正常运行，实现了预期的功能，并且稳定性和可靠性良好。
同时，我也意识到在实践过程中，遇到问题是很正常的，关键是要善于思考和解决问题，通过调试和修改，最终找到正确的解决方案。
总之，通过这次实训，我不仅学到了单片机的基本原理和应用技术，更重要的是培养了自己的动手能力和创新意识。
嵌入式系统硬件体系结构设计
嵌入式系统硬件体系结构设计一、嵌入式计算机系统体系结构体系主要组成包括：硬件层中涵盖嵌入式微处理器、存储器（sdram、rom、flash等）、通用设备USB和i/oUSB（a/d、d/a、i/o等）。
在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路，就构成了一个嵌入式核心控制模块。
其中操作系统和应用程序都可以固化在rom中。
硬件层与软件层之间为中间层，也称作硬件抽象化层（hardwareabstractlayer，hal）或板级积极支持纸盒（boardsupportpackage，bsp），它将系统上层软件与底层硬件拆分开去，并使系统的底层驱动程序与硬件毫无关系，上层软件开发人员无须关心底层硬件的具体情况，根据bsp层提供更多的USB即可展开研发。
该层通常涵盖有关底层硬件的初始化、数据的输出/输入操作方式和硬件设备的布局功能。
3.系统软件层系统软件层由实时多任务操作系统（real-timeoperationsystem，rtos）、文件系统、图形用户USB（graphicuserinterface，gui）、网络系统及通用型组件模块共同组成。
rtos就是嵌入式应用软件的基础和研发平台。
功能层主要由实现某种或某几项任务而被开发运行于操作系统上的程序组成。
一个嵌入式系统装置通常都由嵌入式计算机系统和继续执行装置共同组成，而嵌入式计算机系统就是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层共同组成。
继续执行装置也称作被控对象，它可以拒绝接受嵌入式计算机系统收到的掌控命令，继续执行所规定的操作方式或任务。
本网关硬件环境以单片机s3c2440芯片和dm9000以太网控制芯片为主，实现rj45接口和rs232接口的数据传输。
内容包括硬件环境的初始化，数据的收发控制，封包解包设计，操作系统的移植等。
硬件框图就是直观的将每个功能模块列举，也就是一个基本的模块女团，可以简约的每个模块的功能彰显出。
嵌入式开发教程之AT91RM9200微处理器的最小系统设计
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JTAG(联合测试行动小组)是一种国际标准测试 协议，主要用于芯片内部测试及对系统进行仿真、 调试，是开发、调试嵌入式系统的一种简洁高效的 手段。它有2种接门标准：14针接口和20针接口。 本设计中选择20针接口标准。
Leabharlann 千锋嵌入式学院 最专业的嵌入式培训机构
存储器模块包括Flash存储器和SRAM存储器两个部分。 Flash存储器用于存储系统运行所需的程序和重要数据，即使掉电程 序和数据都不会丢失。设计中推荐电路为Intel公司生产的28F640J3A， 其存储容量为64 Mbit(8 MB)，工作电压为2.7 V～3.6 V，采用48引脚 TSOP封装，16位数据宽度。它所需引脚为A[24：]、D[15：0]、NRST、 BFCS_NCS0、CFOE_NOE_NRD、CFWE_NWE_NWR0。 SDRAM存储器的作用是存放系统运行时的程序和数据，掉电后该部 分程序和数据会丢失。设计中使用2片数据宽度为16位的SDRAM并行运 行作为一个32位数据宽度的SDRAM模块，以充分发挥微处理器32位数 32 SDRAM 32 据宽度的高性能。SDRAM模块所需的引脚为A[0：11]、A[13：17]、 D[0：31]、NBS1、NBS3、SD-CKE、SDCK、SDCS、RAS、CAS、 SDWE。推荐使用的SDRAM电路为Hynix公司 生产的HY57V651620BTC，其工作电压为3.3 V，单片存储容量为4组 ×16 Mbit，54引脚TSOP封装，兼容LVTTL电平接口，支持自动刷新和 自刷新。
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引言 AT91RM9200 91RM9200简介 1 AT91RM9200简介 2 硬件设计 2.1 电源电路 2.2 晶体振荡器电路 2.3 复位电路 JTAG接口电路 2.4 JTAG接口电路 2.5 存储器模块 UART串行调试接口 2.6 UART串行调试接口 3 硬件调试 4 结束语
单片机最小系统
单片机最小系统单片机最小系统是指以单片机为核心，配以必要的外围电路，实现一定功能的电路系统。
它通常包含单片机、电源、时钟电路、复位电路和程序存储器等部分。
下面将详细介绍单片机最小系统的构成和特点。
单片机：单片机是整个系统的核心，它负责数据处理和控制信号输出。
常用的单片机型号有AT89CPIC16F877A等。
电源：为单片机提供电能，一般采用直流电源，如5V、3V等。
时钟电路：为单片机提供时钟信号，常用的时钟芯片有0592MHz和4MHz等。
复位电路：当单片机出现程序跑飞或异常情况时，可以通过复位电路使单片机重新启动。
常用的复位芯片有MAX811等。
程序存储器：用于存储单片机程序，常用的存储器有EPROM、EEPROM 和Flash等。
结构简单：单片机最小系统以单片机为核心，配以外围电路，结构简单，易于实现。
功能灵活：通过编程，单片机可以实现各种不同的功能，如数据采集、控制输出、通信等。
可靠性高：由于单片机最小系统结构简单，所以其可靠性较高，适用于各种工业控制和智能家居等领域。
成本低廉：单片机最小系统的硬件成本较低，适用于各种低成本应用场景。
单片机最小系统是一种简单、灵活、可靠且低成本的电路系统，广泛应用于各种嵌入式系统开发中。
随着物联网、智能家居等领域的快速发展，单片机最小系统的应用前景也将更加广阔。
在嵌入式系统和智能硬件领域，单片机最小系统作为一种基本的控制器单元，具有广泛的应用价值。
本文将介绍单片机最小系统的设计与应用，包括系统设计、系统应用和系统优化等方面的内容。
单片机最小系统通常由微处理器（MCU）、电源电路、时钟电路和复位电路等组成。
在设计单片机最小系统时，需要根据具体的应用需求选择合适的微处理器，并搭建相应的电源电路、时钟电路和复位电路。
单片机最小系统的架构设计应考虑应用需求和系统可靠性。
一般而言，系统架构应包括以下几个部分：（1）微处理器：作为系统的核心，微处理器负责数据计算、处理和传输等任务。
嵌入式教学PPT-第3章 最小系统
• 各部件简介 ——调试与测试接口
• 各部件简介 ——复位电路
• 各部件简介 ——串口电路一
• 各部件简介 ——串口电路二
• 各部件简介 ——按键电路
• 各部件简介 ——指示灯电路
• 各部件简介 ——指示灯电路
• 各部件简介 ——AD采集电路
• 各部件简介 ——液晶显示电路
• 各部件简介 ——芯片电路
（如减少功耗、需要严格同步等情况）需要使用外部振
荡源提供时钟信号。
• 各部件简介 ——时钟
• 各部件简介 ——存储器系统
时钟系统
调试测试接口
供电系统 (电源)
嵌入式控制器 存储器系统
复位及其 配置系统
对于大部分微控制器来说，存储器系统不是必需的， 但如果微控制器没有片内程序存储器或数据存储器时， 就必须设计存储器系统，这一般通过微控制器的外部总 线接口实现。
VDD3.3 37
27
C15
46
104
LPC2210存储器系统
• 各部件简介 ——调试与测试接口
时钟系统
调试测试接口
供电系统 (电源)
嵌入式控制器 存储器系统
复位及其 配置系统
调试与测试接口不是系统运行必须的，但现代系统 越来越强调可测性，调试、测试接口的设计也要重视了。 LPC1700有一个内置JTAG调试接口，通过这个接口可以 控制芯片的运行并获取内部信息。
模拟电源：电路简单，输出电压纹波较小，并且干扰较开关 电源小得多。
• 各部件简介 ——电源
• 各部件简介 ——时钟
时钟系统
调试测试接口
供电系统 (电源)
嵌入式控制器 存储器系统
复位及其 配置系统
目前所有的微控制器均为时序电路，需要一个时钟 信号才能工作，大多数微控制器具有晶体振荡器。简单 的方法是利用微控制器内部的晶体振荡器，但有些场合 （如减少功耗、需要严格同步等情况）需要使用外部振 荡源提供时钟信号。
嵌入式系统设计及应用实践
嵌入式系统设计及应用实践随着信息技术的快速发展，嵌入式系统已经广泛应用于现代工业、农业、医疗、交通等领域。
嵌入式系统是指集成了处理器、内存、存储器以及各种输入输出接口的小型电子系统，通常与外部环境交互并控制外设。
嵌入式系统在设计、开发和应用中需要考虑的问题比普通计算机要多，本文将从嵌入式系统设计和应用两个方面，进行深入探讨。
一、嵌入式系统设计嵌入式系统设计考虑的问题包括系统硬件设计、软件设计和系统性能等方面。
其中硬件设计是嵌入式系统设计的核心，硬件设计的质量直接影响嵌入式系统的性能、可靠性和稳定性。
1、硬件设计硬件设计通常包括电路设计和PCB设计两个方面。
电路设计是指按功能要求确定电路拓扑结构和选型，电路实现完成的硬件设计。
PCB设计则是将电路设计好的电路布图、元器件的位置和走线规划，最终完成电路板的绘制。
嵌入式系统的硬件设计要考虑电路的性能、功耗、成本和体积等因素。
如果要开发了便携式嵌入式系统，需要重点考虑功耗和体积，因此，一般选用低功耗和小型化元器件进行设计。
2、软件设计嵌入式系统的软件设计主要包括嵌入式操作系统、驱动程序和应用程序三个方面。
操作系统负责控制硬件环境以及提供其他软件组件的运行环境，是嵌入式系统的核心。
嵌入式操作系统常用的有ucOS、FreeRTOS和Linux等。
驱动程序：负责与嵌入式系统硬件环境进行交互，可以访问各种设备接口并通过操作对硬件进行控制。
例如，照相机的驱动程序和手机的驱动程序。
应用程序：嵌入式应用程序与其他软件组件密切相关，例如，智能家居、车载娱乐等。
3、系统性能同时，嵌入式系统设计需要考虑系统性能，主要包括以下几个方面。
1)功能性能。
嵌入式系统的硬件及软件要提供特定的功能，达到客户及用户的需求。
2)可靠性。
对于很多嵌入式系统，其开发和运行一旦失败，将给生产和生活带来非常重要的影响和损失，因此嵌入式系统设计的可靠性非常重要。
3)安全性。
嵌入式系统的安全性是防止非法入侵、信息泄漏、数据丢失等的保证。
51单片机最小系统原理图
51单片机最小系统原理图51单片机是一种常用的微控制器，它具有体积小、功耗低、性能稳定等特点，因此在嵌入式系统中得到了广泛的应用。
而要搭建一个完整的嵌入式系统，首先需要设计并搭建一个最小系统，本文将介绍51单片机最小系统的原理图设计。
首先，我们需要明确51单片机最小系统的组成部分。
一个完整的最小系统包括51单片机、晶振、复位电路、电源电路、下载电路等几个基本部分。
其中，晶振是单片机工作的时钟信号源，复位电路用于单片机的复位控制，电源电路提供单片机所需的电源，下载电路用于单片机的程序下载。
其次，我们需要根据这几个基本部分设计出相应的原理图。
首先是晶振电路，一般使用的是12MHz的晶振，其原理图是将晶振的两端分别连接到单片机的晶振输入引脚和晶振输出引脚。
接下来是复位电路，复位电路一般由一个电阻和一个电容组成，其原理是通过电容的充放电来实现单片机的复位控制。
然后是电源电路，电源电路一般包括稳压电路和滤波电路，其原理是通过稳压电路将输入的电压稳定在单片机所需的工作电压范围内，并通过滤波电路去除电源中的杂波。
最后是下载电路，下载电路一般由一个串口电平转换芯片和一个串口接口组成，其原理是通过串口电平转换芯片将电脑串口的TTL电平转换成单片机所需的电平，并通过串口接口与单片机相连接。
最后，我们需要将这几个部分的原理图进行整合，设计出完整的51单片机最小系统原理图。
在设计原理图时，需要注意各个部分之间的连接关系，以及引脚的连接方式。
同时，还需要考虑到原理图的布局和美观性，尽量使得原理图清晰易懂，方便后续的调试和维护工作。
总的来说，设计51单片机最小系统原理图是搭建一个完整嵌入式系统的第一步，它直接关系到后续系统的稳定性和可靠性。
因此，在设计原理图时需要认真对待，确保各个部分的连接正确，电路设计合理，从而为后续的系统开发奠定良好的基础。
希望本文的介绍能够对大家有所帮助，谢谢阅读。
嵌入式系统接口与案例
4） 第三，四路是二路 0 ~ 5 V的可调直流电 ） 第三， 的可调直流电 源输出； 适当放大，直接送A/D。 源输出； 适当放大，直接送 。 5） ） 其他功能分析 要求用数码管十进制显示，分辨率达 1/2000， ， 位数码管表示4位十进制数 可 用4位数码管表示 位十进制数， 位数码管表示 位十进制数， 用二个数码管表示通道数 2 系统组成 框图
多 路 开 关
A/D
微处理器
传感器
放大
传感器 .. 器 .. 传感器
多 路 开 关 增益放大器 可编程
A/D
微处理
信号拾取: 传感器， 信号拾取 传感器，测量仪表 非电量 信号调理电路： 信号调理电路： 测量放大器，可编程放大器， 测量放大器，可编程放大器，隔离放大器 模拟多路开关 ， 采样 保持器 S/H， 采样/保持器 ， A/D转换器 转换器 电量
三、 系统硬件设计 1 最小系统 框图 1） ROM 的容量确定 ） 2）RAM的容量确定 ） 的容量确定
2、 前向通道 、 1） A/D选择 AD574 12位 1/4096 ； ） 选择 位 0.2/400 = 1/2000 2） A/D转换器与单片机的接口 图 ） 转换器与单片机的接口 3） 多路开关 CD4051/4052 ） 4） 取样 保持电路 确定 ） 取样/保持电路 Fmax ≤ 1/π2Ntconv， 其中 = 6 ， 其中N 小于500 Hz , 用S/H 可得 Fmax ≤ 200Hz, 小于
5、接口电路设计： 、接口电路设计：
1） 何谓接口电路？ ） 何谓接口电路？ 2） 接口电路功能 ） 3） 接口电路基本设计方法 ） 分析接口二侧情况： 分析接口二侧情况：CPU， 外部设备 ， 进行信号转换 接口驱动程序分析与设计
嵌入式系统原理及应用—基于STM32和RT-Thread 第2章 STM32软硬件基础
本章总结
课后作业
2.2.2 最小系统示例
5. 启动
具有BOOT0和BOOT1引脚的MCU启动模式配置
启动模式选择引脚
BOOT1
BOOT0
启动模式
说明
X
0
从Flash启动
Flash被选为启动区域
0
1
从系统存储器启动 系统存储器被选为启动区域
1
1
从SRAM启动
SRAM被选为启动区域
22
嵌入式系统基本 概念
1 0 1 1 0 1 0
Flash 空
0 X 1 X X X X
启动模式
从Flash启动 从Flash启动 从系统存储器启动 从系统存储器启动 从系统存储器启动
从SRAM 从SRAM
23
本节小结
嵌入式系统基本 概念
最小系统搭建
开发环境搭建
本章总结
课后作业
1. 掌握STM32最小系统概念； 2. 熟练设计STM32最小系统。
24
2.3 开发环境搭建
裸机开发环境 RT-Thread开发环境 本节小结
STM32概述 最小系统设计 开发环境搭建
本章总结 课后作业
2.3.1 裸机开发环境
1. 软件下载 2. 软件安装
3. 软件测试
报错——安装程序所在路径包含 中文
26
STM32概述 最小系统设计 开发环境搭建
本章总结 课后作业
最小系统搭建
开发环境搭建
本章总结
课后作业
2.2.2 最小系统示例
5. 启动
具有BOOT0，无BOOT1引脚的MCU启动模式配置
BOOT0
0 X 0 1 X 1 X
第4章-嵌入式最小系统(三版)
4.3 供电模块设计
供电模块设计是整个系统 工作的基础，极其重要。 电源模块好，系统故障 往往减少一大半。
STM32F10x电源部分框图
供电模块设计应考虑的因素
(1)输出的电压、电流(按硬件系统需要的最大功率) (2)输入的电压、电流(直流/交流，输入电压和电流) (3)安全因素(是否需要本安型电源) (4)电磁兼容 (5)体积限制 (6)功耗限制 (7)成本限制
供电
调试
模块
接口
嵌入式处理器
复位
时钟
模块
内部存储器
模块
存储模块
外部存储器 器
4.2嵌入式处理器选型
嵌入式处理器芯片品种繁多，各有特色，其选型应该遵 循以下总体原则：性价比越高越好。 (1)性能：应该选择完全能够满足功能和性能要求且略 有余量的嵌入式处理器，够用就行。 (2)价格：在满足需求的前题下选择价格便宜的。
19 20
SWD调试接口设计
SWD(Serial wire Debug)调试接口，即串行线调试接口。
VCC
R1 R2 R3
10K 10K 10K
嵌入式处理器
ICEDAT ICECLK nRST SW调试接口 GND
VCC
SWD-10
VREF ICEDAT ICECLK nRST GND
1 3 5 7 9
对于需要隔离的电源可使用DC－DC隔离模块，主要有 1W和2W两种主要隔离模块，典型代表包括B0305、 B0505、B0509、B0512、B0524、B1205、B1212、 B1224、B2405、B2412以及B2424等。隔离电压通常高 于2000V，这些隔离型DC-DC模块在抗干扰要求高的 场合非常有用，缺点是代价高。图4.6为5V变换为24V 的隔离DC-DC模块引脚示意图，输入5V，通过隔离变 换为24V输出。可以只设计一路电源，需要多路时可 用隔离型DC-DC模拟变换成不同电压等级的电源。
89c52最小系统原理
89c52最小系统原理89C52最小系统原理是指使用AT89C52单片机的最简单电路系统。
AT89C52是一款非常常用的低功耗、高性能的8位单片机，广泛应用于各种嵌入式系统中。
最小系统原理就是指仅仅包含AT89C52单片机和一些必要的外围电路的系统。
最小系统原理的具体实现可以分为以下几个方面：1. 时钟电路：AT89C52单片机需要外部提供时钟信号才能正常工作。
一般使用晶体振荡器作为时钟源，通过将晶体振荡器连接到单片机的XTAL1和XTAL2引脚上来提供时钟信号。
晶体振荡器的频率决定了单片机的运行速度，常用的频率有12MHz、16MHz等。
2. 复位电路：复位电路是保证单片机在上电或复位时能够正常初始化的重要电路。
一般使用一个电压比较器或者RC电路来实现复位电路。
当电源电压上升到达一定值时，复位电路会将单片机的复位引脚拉低，使得单片机重新初始化。
复位电路的设计需要考虑电源波动、稳压电路和上电延时等因素。
3. 下载电路：最小系统原理中的下载电路用于通过串行通信接口将程序下载到单片机中。
一般使用USB转串口模块或者MAX232芯片将计算机的串口信号转换为单片机可接受的信号，并通过串行通信接口（如UART）将程序写入到单片机的Flash存储器中。
4. 电源电路：最小系统原理中的电源电路是为单片机提供稳定的电压供电。
大多数单片机的工作电压为5V，一般使用稳压电路（如7805稳压芯片）将电源电压稳定在5V。
此外，还需要考虑电源滤波电路，以确保供电电压的稳定性和纹波小于单片机的要求。
5. 外围设备：最小系统原理中的外围设备包括LED指示灯、按键开关、蜂鸣器等。
这些设备一般通过IO口来控制。
通过设置相应的IO口电平，可以实现对外围设备的控制。
最小系统原理的设计需要根据具体的应用需求来确定，上述仅是一个基本的框架。
在实际设计中，还需要考虑单片机的引脚分配、外围电路连接及电源管理等因素，并进行合理的布局和优化。
设计时应注意时钟频率、信号干扰、PCB布线等问题，以确保系统的可靠性和稳定性。
第5章 嵌入式最小系统设计
获得。对BANK预充电或者关闭已激活的BANK，可预充特定 BANK，也可同时作用于所有BANK。
操作控制：nSDCS、nSDRAS、nSDCAS和nWE在时钟上升
沿的状态决定具体操作动作，地址线和BANK选择控制线在部 分操作动作中作为辅助参数输入。
5.2.2 存储器接口电路
Flash存储器接口电路
Flash存储器是一种可在系统（In-System）进行电擦写，掉电后 信息不丢失的存储器。它具有低功耗、大容量、擦写速度快、可 整片或分扇区在系统编程（烧写）、擦除等特点，并且可由内部 嵌入的算法完成对芯片的操作。
Flash存储器HY29LV160的单片存储容量为16M位（2M字节）
嵌入式系统原理与设计
第五章 嵌入式最小系统设计
本章提要
1
电源、晶振及复位电路
2 存储器接口
3
中断接口4ຫໍສະໝຸດ JTAG接口5.1.0 嵌入式最小系统 • 框图
时钟系统
可选，但是在样 调试测试接口 品阶段通常都会 设计这部分电路
供电系统 (电源)
嵌入式控制器
复位及其 配置系统
可选，因为许多面向嵌入 式领域的微控制器内部集 成了程序和数据存储器
48Pins
48Pins
3.3V
nWBE<0> nCE nRCS<0> nRESET
3.3V
nWBE<0> nCE nRESET nRCS<0>
图5.7 32位FLASH存储系统电路图
5.2.2 存储器接口电路
SDRAM接口电路
SDRAM存储器HY57V641620存储容量为4组×16M
单片机最小系统
最小系统具有结构简单、功能完 善、易于扩展等特点，能够满足 单片机的基本应用需求。
最小系统的组成
电源电路
为单片机提供稳定的电 源，确保单片机正常工
作。
时钟电路
为单片机提供时钟信号 ，控制单片机的运行速
度。
复位电路
用于将单片机恢复到初 始状态，保证程序的正
确执行。
存储器电路
用于存储程序和数据， 提高单片机的运算速度
和远程控制。
02
单片机最小系统的硬件设计
单片机型号选择
01
02
03
通用型单片机
如AT89C51、AT89C52等 ，适用于简单的控制电路 。
专用型单片机
如PIC、AVR等，具有特 定的功能和优点，适用于 特定应用。
嵌入式系统单片机
如ARM、MIPS等，具有 强大的处理能力和丰富的 外设接口，适用于复杂的 控制系统。
和存储容3
04
智能家居
最小系统可以作为智能家居的 控制核心，实现家居设备的智
能化控制。
工业自动化
最小系统可以应用于工业自动 化领域，实现生产过程的自动
化控制。
医疗设备
最小系统可以应用于医疗设备 中，实现医疗设备的智能化和
远程控制。
智能仪表
最小系统可以作为智能仪表的 控制核心，实现仪表的智能化
单片机最小系统
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目录
• 单片机最小系统概述 • 单片机最小系统的硬件设计 • 单片机最小系统的软件设计 • 单片机最小系统的调试与测试 • 单片机最小系统的优化与改进 • 单片机最小系统的应用案例分
析
01
单片机最小系统概述
定义与特点
定义
嵌入式系统设计(STM32)第2讲
文档和库规范
一、缩写 缩写 GPIO NVIC EXTI RCC SysTick TIM USART
外设/单元 通用输入/输出 嵌套中断向量列表控制器 外部中断事件控制器 复位与时钟控制器 系统嘀嗒定时器 通用定时器 通用同步异步接收发射端
备份区域复位。
2.2.3 时钟树
P83 图4-3
➢ 系统时钟（SYSCLK）的产生
来源有3个：HSI, PLLCLK, HSE
由SW（时钟配置寄存器RCC_BDCR的D0位和D1位）控制选择。
SW[1:0]= 00， HSI，内部
01， HSE，外部
10， PLLCLK，锁相环，倍频
锁相环输入来自HSI/2或者HSE, 由PLLSRC控制选择。
2.3 STM32时钟配置
在STM32中，有五个时钟源: HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。 ①HSI是高速内部时钟，RC振荡器，频率为8MHz。 ②HSE是高速外部时钟，可接石英/陶瓷谐振器，或者接外部
时钟源，频率范围为4MHz~16MHz。 ③LSI是低速内部时钟，RC振荡器，频率为40kHz。 ④LSE是低速外部时钟，接频率为32.768kHz的石英晶体。 ⑤PLL为锁相环倍频输出，其时钟输入源可选择为HSI/2、
第2讲 STM32最小系统
下周一下午实验，带上笔记本电脑
熟悉软件开发环境 笔记本需要安装的软件有：
MDK4.70a STM32固件库V3.5 JLINK驱动 PL2303驱动（USB转串口驱动） mcuisp.exe（STM ISP下载器） 串口调试助手 固件库使用手册 STM32中文参考手册_V10
锁相环倍频系数由PLLMUL（ RCC_BDCR 的D21—D18位）控制。
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引言
嵌入式系统是以应用为中心，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。
本文主要研究了基于S3C2410的嵌入式最小系统，围绕其设计出相应的存储器、总电源电路、复位电路等一系列电路模块。
嵌入式最小系统
嵌入式最小系统即是在尽可能减少上层应用的情况下，能够使系统运行的最小化模块配置。
以ARM内核嵌入式微处理器为中心，具有完全相配接的Flash电路、SDRAM电路、JTAG电路、电源电路、晶振电路、复位信号电路和系统总线扩展等，保证嵌入式微处理器正常运行的系统，可称为嵌入式最小系统。
对于一个典型的嵌入式最小系统，以ARM处理器为例，其构成模块及其各部分功能如图1所示，其中ARM微处理器、FLASH和SDRAM模块是嵌入式最小系统的核心部分。
微处理器——采用了S3C2410A ；
电源模块——本电源运用5V 的直流电源通过两个三端稳压器转换成我们所设计的最小系统所需要的两个电压，分别是3.3V 和1.8V ，3.3V 的给VDDMOP ，VDDIO,VDDADC 等供电，而1.8V 的给VDDi 和RTC 供电。
时钟模块（晶振）——通常经ARM 内部锁相环进行相应的倍频，以提供系统各模块运行所需的时钟频率输入。
32.768kHz 给RTC 和Reset 模块，产生计数时钟，10MHz 作为主时钟源； Flash 存储模块——存放嵌入式操作系统、用户应用程序或者其他在系统掉电后需要保存的用户数据等；
SDRAM 模块——为系统运行提供动态存储空间，是系统代码运行的主要区域；
复位模块——实现对系统的复位；
1.8V 电源LDD 稳压
SDARM 32MB (use
JTAG 接口
REST 电路256字
节E2PROM E2PROM
UART 串口功能扩展
32768Hz 晶振RTC 时钟源
S3C2410A-20
(ARM920T) (16KB I-Cache,16KB
D-Cache)
SDARM 32MB (use
NOR FLASH 2MB (use。
上电顺序为3.3V－2.5V。
其中5V－2.5V转换电路前面连接RC 延迟网络，可获得比3.3V较晚些的上电时间，时间设为约10ms。
电源电路中使用了大量的去耦电容，用于滤除交流成分，使输出的直流电源更平滑。
同时，每个芯片的电源引脚和地之间都连接了这样的去耦电容，以防止电源噪声影响元件正常工作。
三复位电路
（3）.存储器电路原理
1)Nor Flash
SST39VF1601是16位宽的存储器，每次读操作可取2字节数据，对于S3C2410A来说相应于半字节对其操作地址最小变化值为
0x00000002，因此将S3C2410A的ADDR1引脚与SST39VF1601的A0引脚连接，不用ADDR0引脚，其它地址一次递增连接即可。
2）SDRAM存储器
此32位总线的存储器由两片16位的SDRAM(HY57V561620)组成，使用 s3c2410a的Ngcs6片选信号，用U4与数据总线的低16相连，U5与数据总线的高16位相连。