《工學緒論》ppt課件

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1、緒論李群芳主編主要內容★嵌入式系統(tǒng)★單片機及其特點★單片機的應用★單片機的發(fā)展趨勢★單片機的類型一、計算機的新分類長期以來人們按照計算機的體系結構、運算速度、結構規(guī)模、適用領域，將其分為大型計算機、中型機、小型機和微型計算機。隨著計算機技術的迅速發(fā)展，計算機技術和產(chǎn)品對其它行業(yè)的廣泛滲透，人們以應用為中心、按計算機的嵌入式應用和非嵌入式應用進行新的分類,將其分為嵌入式計算機和通用計算機。通用計算機具有計算機的標準形態(tài)，通過裝配不同的應用軟件，以類同面目出現(xiàn)，并應用在社會的各個方面，其典型產(chǎn)品為PC機；嵌入式計算機則是以嵌入式系統(tǒng)的形式

2、隱藏在各種裝置、產(chǎn)品和系統(tǒng)中。什么是嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、針對具體應用系統(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)。嵌入式計算機在應用數(shù)量上遠遠超過了各種通用計算機，一臺通用計算機的外部設備中就包含了5-10個嵌入式微處理器，鍵盤、鼠標、軟驅、硬盤、顯示卡、顯示器、網(wǎng)卡、Modem、聲卡、打印機、掃描儀、數(shù)字相機、USB集線器等均是由嵌入式處理器控制的。在制造工業(yè)、過程控制、通訊、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、家電產(chǎn)品等方面無不是嵌入式計算機的應用領域

3、。嵌入式系統(tǒng)的特點1。產(chǎn)品穩(wěn)定性不象PC機那樣更新?lián)Q代很快，51單片機問世20多年，至今方興未艾。2。不可壟斷性PC機壟斷全世界，Windows壟斷全世界,而單片機沒有一個能壟斷全世界，各種單片機各有自己的市場。3。產(chǎn)品的多樣性、分散性、創(chuàng)新性。4。軟件特性：不是以磁盤的形式存儲，而是固化在芯片中。5。嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)需要開發(fā)工具嵌入式系統(tǒng)自身無開發(fā)能力，需借助開發(fā)工具，如編程器、仿真器。單片機、DSP、ARM各自都有自己的開發(fā)工具。嵌入式系統(tǒng)的核心部件嵌入式系統(tǒng)的核心部件有以下三類：嵌入式1.嵌入式微處理器((EmbeddedMic

4、roprocessorUnit,EMPU)MPU)：功能同標準的CPU，但在工作溫度、電磁干擾、可靠性等方面做了各種增強。例如ARM,32位微處理器，以它為核，構成多種ARM嵌入式系統(tǒng)，用于信息處理、多媒體技術等高科技領域。2.嵌入式微控制器(MicrocontrollerUnit,MCU又稱單片機)。計算機的基本部分（CPU存儲器IO接口）集成在一塊芯片上的微機，用于常規(guī)的控制和檢測。3.嵌入式DSP處理器(EmbeddedDigitalSignalProcessor,EDSP)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

5、執(zhí)行DSP算法，編譯效率較高，指令執(zhí)行速度也較高。單片機全稱單片微型計算機(SingleChipMicrocomputer)又稱微控制器MCU(MicroControllerUnit),是將計算機的基本部分微型化,使之集成在一塊芯片上的微機。片內含有CPU、ROM、RAM、并行I/0、串行I/O、定時器/計數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)總線等，它本身就是一個嵌入式系統(tǒng)，同時它也可作更大的嵌入式系統(tǒng)的核心。單片機的特點單片機的特點是小而全，即體積小、功能全、功耗低、、性能價格比高。一、單片機的應用由于單片機小而全，易于推廣應用等顯著優(yōu)點

6、，在自動化裝置，智能化儀器儀表和家用電器等領域得到日益廣泛的應用。下面僅列舉一些典型的應用領域。（1）工業(yè)控制數(shù)控機床，電機控制，工業(yè)機器人，自動控制等（2）儀器儀表智能儀器，醫(yī)療器械，數(shù)字示波器等。（3）電信技術調制解調器，聲像處理，數(shù)字濾波，通信設備等。（4）辦公自動化和計算機外部設備傳真機，復印機，打印機，繪圖儀，掃描儀等（5）汽車與節(jié)能點火控制，變速控制，防滑車控制，排氣控制，，計費器，交通控制等。（6）導彈導彈控制，魚雷制導，智能武器裝置，航天導彈系統(tǒng)等。（7）商用產(chǎn)品電子收款機，電子秤，銀行統(tǒng)計機等。（8）家用電器微波爐

7、，電視機，錄像機，音響設備，游戲機等以上可見它無處不有、無時不在，像個萬能的螺絲釘。（3）單片機內的存儲容量越來越大。由1KB、2KB、4KB、8KB、16KB、32KB、發(fā)展到64KB等。二、單片機的發(fā)展趨勢（1）單片機的字長由4位、8位、16位發(fā)展到32位。這幾種字長的MCU目前同時存在于市場，由于單片機主要用于控制，目前8位的MCU仍然占主流地位，只有在精度要求特別高的場合如圖像處理等，才采用16位的MCU,用戶可以根據(jù)產(chǎn)品的需要進行選擇。（2）運行速度不斷提高。單片機的使用最高頻率由6MHz、12MHz、24MHz、33MHz

8、、發(fā)展到40MHz。（4）ROM存儲器的編程也越來越方便有ROM型（掩模型）、OTP型（一次性編程）、EPROM（紫外線擦除編程）、EEPROM（電擦除編程）及FLASH（閃速編程）。編程（燒錄）方式也越來越方便，目前有