ARM单片机技术特点及其应用_许明伟

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嵌入式系统的起源、分类、与通用计算机和单片机的区别

嵌入式系统的起源、分类、与通用计算机和单片机的区别 一、现代计算机的技术发展史 (包括通用计算机系统与嵌入式计算机系统) 1.始于微型机时代的嵌入式应用 电子数字计算机诞生于1946年,在其后漫长的历史进程中,计算机始终是供养在特殊的机房中,实现数值计算的大型昂贵设备。直到20世纪70年代,微处理器的出现,计算机才出现了历史性的变化。以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性特点,迅速走出机房; 基于高速数值解算能力的微型机,表现出的智能化水平引起了控制专业人士的兴趣,要求将微型机嵌入到一个对象体系中,实现对象体系的智能化控制。例如,将微型计算机经电气加固、机械加固,并配置各种外围接口电路,安装到大型舰船中构成自动驾驶仪或轮机状态监测系统。这样一来,计算机便失去了原来的形态与通用的计算机功能。 为了区别于原有的通用计算机系统,把嵌入到对象体系中,实现对象体系智能化控制的计算机,称作嵌入式计算机系统。因此,嵌入式系统诞生于微型机时代,嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去,这些是理解嵌入式系统的基本出发点。 2.现代计算机技术的两大分支 由于嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中,实现的是对象的智能化控制,因此,它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算;技术发展方向是总线速度的无限提升,存储容量的无限扩大。 而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力;技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。

早期,人们勉为其难地将通用计算机系统进行改装,在大型设备中实现嵌入式应用。然而,对于众多的对象系统(如家用电器、仪器仪表、工控单元……),无法嵌入通用计算机系统,况且嵌入式系统与通用计算机系统的技术发展方向完全不同,因此,必须独立地发展通用计算机系统与嵌入式计算机系统,这就形成了现代计算机技术发展的两大分支。 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。 3.两大分支发展的里程碑事件 通用计算机系统与嵌入式计算机系统的专业化分工发展,导致20世纪末、21世纪初,计算机技术的飞速发展。计算机专业领域集中精力发展通用计算机系统的软、硬件技术,不必兼顾嵌入式应用要求,通用微处理器迅速从286、386、486到奔腾系列;操作系统则迅速扩张计算机基于高速海量的数据文件处理能力,使通用计算机系统进入到尽善尽美阶段。 嵌入式计算机系统则走上了一条完全不同的道路,这条独立发展的道路就是单芯片化道路。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。 因此,现代计算机技术发展的两大分支的里程碑意义在于:它不仅形成了计算机发展的专业化分工,而且将发展计算机技术的任务扩展到传统的电子系统领域,使计算机成为进入人类社会全面智能化时代的有力工具。 二、嵌入式系统的定义与特点 如果我们了解了嵌入式(计算机)系统的由来与发展,对嵌入式系统就不会产生过多的误解,而能历史地、本质地、普遍适用地定义嵌入式系统。

ARM单片机简介

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器设计公司的名称,ARM既不生产爱心篇也不销售芯片,是专业从事技术研发和授权转让的公司,世界知名的半导体电子公司都与ARM简历了合作伙伴关系,包括国内许多公司也从ARM购买芯核技术用于设计专用芯片。arm单片机以其低功耗和高性价比的优势逐渐步入高端市场,成为了时下的主流产品。 目录 arm单片机的优势 arm单片机的结构特性 arm单片机的工作状态和模式 arm单片机的寄存器结构 arm单片机的常见异常 arm单片机的应用 arm单片机的发展趋势 arm单片机的优势 ARM单片机采用了新型的32位ARM核处理器,使其在指令系统,总线结构,调试技术,功耗以及性价比等方面都超过了传统的51系列单片机,同时arm 单片机在芯片内部集成了大量的片内外设,所以功能和可靠性都大大提高。arm单片机的结构特性 具有统一和固定长度的指令域,使指令集和指令译码都大大简化 具有一个大而统一的寄存器文件,大多数数据操作都在寄存器中完成,使指令执行速度更快 采用加载/存储结构,使数据处理时只对寄存器操作,而不直接对存储器操作 寻址方式简单而灵活,所有加载/存储的地址都只由寄存器的内容和指令域决定,执行效率高 每一条数据处理指令都对算术逻辑单元和移位寄存器进行控制,以最大限度的提高算术逻辑单元和移存器的利用率 采用自动增减地址的寻址方式,有利于优化循环程序的执行 引入多寄存器加载/存储指令,有利于实现数据吞吐量的最大化 arm单片机的工作状态和模式

基于STM32的经典项目设计实例

13个基于STM32的经典项目设计实例,全套资料STM32单片机现已火遍大江南北,各种教程资料也是遍布各大网站论坛,可谓一抓一大把,但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM32 的制作,不能说每篇都是经典,但都是在其他地方找不到的,很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手,是一个学习stm32单片机的“活生生”的范例。 1.开源硬件-基于STM32的自动刹车灯设计 自动刹车灯由电池供电并内置加速度传感器,因此无需额外连接其他线缆。使用两节5号电池时,设计待机时间为一年以上(待机功耗66微安),基本可以实现永不关机,即装即忘。 2.基于STM32F407的openmv项目设计资料 本项目是一个openmv,通过摄像头可以把图像实时传输给显示屏显示。MCU选择的是STM32F407(STM32F407数据手册),ARM Cortex-M4内核,最高频率可达180Mhz,包含一个单精度浮点DSP,一个DCMI(数字相机接口)。 3.STM32无线抢答器 无线抢答器采用STM32F302(STM32F302数据手册)芯片主控,同时用蓝牙,语音模块,数码管,七彩灯等部件构成,当主持人按下抢答键时,数码管进入倒记时,选手做好准备,当数码管从9变为0时,多名选手通过手机上虚拟按键进行抢答,同时语音播报抢答结果,显示屏上显示选手的抢答时间。 4.基于ARM-STM32的两轮自平衡小车 小车直立和方向控制任务都是直接通过控制小车两个电机完成的。假设小车电机可以虚拟地拆解成两个不同功能的驱动电机,它们同轴相连,分别控制小车的直立平衡、左右方向。 5.基于STM32F4高速频谱分析仪完整版(原创) 本系统是以STM32F407(STM32F407数据手册)进行加Blackman预处理,再做1024个点FFT进行频谱分析,最后将数据显示在LCD12864上,以便进行人机交互!该系统可实现任意波形信号的频谱显示,以及可以自动寻找各谐波分量的幅值,频率以及相位并进行8位有效数据显示。 6.基于STM32F4的信号分析仪设计(有视频,有代码) 这次基于discovery的板子做一个信号分析仪,就是练手,搞清楚STM32F4(STM32F4系列数据手册)中的USB固件编写,USB驱动的开发,上位机UI开发等一整套流程,过一把DIY的瘾。 7.基于STM32F4的解魔方机器人-stm32大赛二等奖(有视频) 本系统是基于Cortex-M4内核的STM32微控制器的解魔方机器人,在硬件方面主要有OV7670摄像头,LCD,舵机,在软件方面主要有OV7670的驱动,摄像头颜色识别算法,解魔方算法和舵机动作算法。整个设计过程包括电子系统的设计技术及调试技术,包括需求分析,原理图的绘制,制版,器件采购,安装,焊接,硬件调试,软件模块编写,软件模块测试,系统整体测试等整个开发调试过程。

单片机和linux嵌入式操作系统区别

单片机和linux嵌入式操作系统区别 随着嵌入式行业硬件平台的性能增强,项目需求和功能日益复杂,ARM公司推出的 CORTEX-M3,更是让以往做单片机的工程师在芯片和技术选型面临两难选择,本专题将从芯片价格、整个系统的硬件软件设计及维护的成本等各个方面给您提供一个参考,并从技术角度分析单片机和带操作系统的系统的软件开发的异同点。 ● 1.单片机与ARM等新处理器的价格比较 ● 2.带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别 ● 2.1.驱动开发的区别 ● 2.2.应用程序开发的区别 1. 单片机与ARM等新处理器的价格比较 表1

自己不熟悉的芯片和技术,最后的成本也可能更高。 2. 带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别 用通俗的话来说,一个处理芯片不运行操作系统,我们就把它称为单片机,而单片机编程就是写裸板程序,这个程序直接在板子上运行;相对的,另一种程序就是基于操作系统的程序,说得简单点就是,这种程序可以通过统一的接口调用“别人写好的代码”,在“别人的基础上”更快更方便地实现自己的功能。 2.1. 驱动开发的区别 驱动开发的区别我总结有两点:能否借用、是否通用。 2.1.1 能否借用 基于操作系统的软件资源非常丰富,你要写一个Linux设备驱动时,首先在网上找找,如果有直接拿来用;其次是找到类似的,在它的基础上进行修改;如果实在没有,就要研究设备手册,从零写起。而不带操作系统的驱动开发,一开始就要深入了解设备手册,从零开始为它构造运行环境,实现各种函数以供应用程序使用。 举个例子,要驱动一块LCD,在单片机上的做法是: ①首先要了解LCD的规格,弄清楚怎么设置各个寄存器,比如设置LCD的时钟、分辨率、象素 ②划出一块内存给LCD使用 ③编写一个函数,实现在指定坐标描点。比如根据x、y坐标在这块内存里找到这个象素对应的小区域,填入数据。 基于操作系统时,我们首先是找到类似的驱动,弄清楚驱动结构,找到要修改的地方进行修改。 下面是单片机操作LCD的代码: ①初始化: void Tft_Lcd_Init(int type) { /* * 设置LCD控制器的控制寄存器LCDCON1~5 * 1. LCDCON1: * 设置VCLK的频率:VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2] * 选择LCD类型: TFT LCD * 设置显示模式: 16BPP * 先禁止LCD信号输出 * 2. LCDCON2/3/4: * 设置控制信号的时间参数 * 设置分辨率,即行数及列数 * 现在,可以根据公式计算出显示器的频率: * 当HCLK=100MHz时,

如何选择适合的单片机-单片机选型

专利证书 网站首页 由单片机实现检测控制,其中一个首要的工作就是选择合适的单片机。目前国内在使用单片机作控制系统的微处理器时多选择51系列或Motorola 系列单片机,而本系统选用的PIC系列单片机在多个方面较其它系列单片机更有优越性。下面对PIC单片机作较详细介绍。 2.4.l 由单片机实现检测控制,其中一个首要的工作就是选择合适的单片机。目前国内在使用单片机作控制系统的微处理器时多选择51系列或Motorola 当今世界上涌现出各种各样的单片机,目前应用较广的主要有美国Intel公司开发和生产的MCS一51,MCS一96系列、台湾ICSI公司的8051系列、美国Motorola公司的MC68系列和美国Microchip公司的PIC系列等,其中各个系列的单片机都有其各自的优点,与其它系列相比,美国

力,从而提高了工业电脑自动控制器的适应能力,以下分几个方面通过与其它类型单片机的比较来说明它的优越之处。 (l)哈佛总线结构 PIC系列单片机在架构上采用了与众不同的设计手法,PIC系列单片机不仅采用了哈佛体系结构(也就是两种存储器位于不同的逻辑空间里,这种架构的微控制器、微处理器、数字信号处理器或者微型计算机系统,称为哈佛体系结构),而且还采用了哈佛总线结构。在PIC系列单片机中采用的这种哈佛总线结构,就是在芯片内部将数据总线和指令总线分离,并且采用不同的宽度,这样做的好处是,便于实现指令提取的“流水作业”,也就是在执行一条指令的同时对下一条指令进行取指令操作;便于实现全部指令的单字节化、单周期化,从而有利于提高CP U执行指令的速度。在一般的单片机中,指令总线和数据总线是共用的(即分时复用)Motorola公司开发的MC68H C05/08系列单片机,其程序存储器和数据存储器统一编址(也就是两种存储器位于同一个逻辑空间里,这种架构的微控制器、微处理器、数字信号处理器或者微型计算机系统,称为普林斯顿体系结构),早期在国内市场上最流行的单片机产品Intel开发生产的MCS一51系列单片机,其程序存储器和数据存储器虽然独立编址;但是它们与CP U之间传递信息必须共用同一条总线,仍然摆脱不了瓶颈效应的制约,于是影响到CP U运行速度的进一步提高。见图2.6。 (2)指令单字节化 因为数据总线和指令总线是分离的,并且采用了不同的宽度,所以程序器R OM和数据存储器RA M的寻址空间(即地址编码空间)是互相独立的,而且存储器度也不同。这样设计不仅可以确保数据的安全性,还能提高运行速实现全部指令的单字节化。在此所说的字节,特指PIC单片机的指令字节,是常说的8位字节。例如, PIC12C50X/PIC16CS X系列单片机的指令字节12位,PIC16C6X/PIC16C7X/PIC16CS X系列的指令字节为14位;PIC18FXXX系列的字节为16位。它们的数据存储器全为8位宽。而MCS一51系列单片机的R OM和宽度都是8位,指令长度从一个字节(8位)到3个字 节长短不一。另外,PIC 微控制器的取指令和执行指令采用指令流水线结构,当一条指令被执行时允一条指令同时被取出,使得在每个时钟周期内可以获得的最高效率。 其指令线结构见图2.7。

单片机C语言编程实例

单片机C语言编程实例 前言 INTEL公司的MCS-51单片机是目前在我国应用得最广泛的单片机之一.随着 单片机应用技术的不断发展,许多公司纷纷以51单片机为内核,开发出与其兼容的 多种芯片,从而扩充和扩展了其品种和应用领域。 C语言已成为当前举世公认的高效简洁而又贴近硬件的编程语言之—。将C语言向单片机上的移植,始于20世纪80年代的中后期。经过十几年的努力,C语言终于成为专业化单片机上的实用高级语言。用C语言编写的8051单片机的软件,可以大大缩短开发周期,且明显地增加软件的可读性,便于改进和扩充,从而研制出规模更大、性能更完善的系统。因此,不管是对于新进入这一领域的开发者来说,还是对于有多年单片机开发经验的人来说,学习单片机的C语言编程技术都是十分必要的。. C语言是具有结构化.模块化编译的通用计算机语言,是国际上应用最广.最多的计算语言之一。C51是在通用C语言的基础上开发出的专门用于51系列单片机编程的C语言.与汇编语言相比,C51在功能上.结构上以及可读性.可移植性.可维护性等方面都有非常明显的优势。目前 最先进、功能最强大、国内用户最多的C51编译器是Keil Soft ware公司推出的KeilC51。第 一章单片机C语言入门 1.1建立您的第一个C项目 使用C语言肯定要使用到C编译器,以便把写好的C程序编译为机器码, 这样单片机才能执行编写好的程序。KEIL uVISION2是众多单片机应用开发软 件中优秀的软件之一,它支持众多不同公司的MCS51架构的芯片,它集编辑, 编译,仿真等于一体,同时还支持PLM、汇编和C语言的程序设计,它的界面 和常用的微软VC++的界面相似,界面友好,易学易用,在调试程序,软件仿真 方面也有很强大的功能。因此很多开发51应用的工程师或普通的单片机爱好者,都对它十分喜欢。 以上简单介绍了KEIL51软件,要使用KEIL51软件,必需先要安装它。KEIL51是一个商业的软件,对于我们这些普通爱好者可以到KEIL中国代理周 立功公司的网站上下载一份能编译2K的DEMO版软件,基本可以满足一般的个

单片机和嵌入式系统linux的区别转自21IC电子网

单片机和嵌入式系统linux的区别 随着嵌入式行业硬件平台的性能增强,项目需求和功能日益复杂,ARM公司推出的CORTEX-M3,更是让以往做单片机的工程师在芯片和技术选型面临两难选择,本专题将从芯片价格、整个系统的硬件软件设计及维护的成本等各个方面给您提供一个参考,并从技术角度分析单片机和带操作系统的系统的软件开发的异同点。 ● 1.单片机与ARM等新处理器的价格比较 ● 2.带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别 ● 2.1.驱动开发的区别 ● 2.2.应用程序开发的区别 1. 单片机与ARM等新处理器的价格比较 表1 型号架构资源价格(元) AT89S51 8051 最高频率33MHz 4 4KB Flash 128B内部RAM 32个可编程IO引脚 两个16bit的计数器 一个UART口 SST89E564RD 8051 最高频率40MHz 35

从表1里面各种芯片的资源,大概就可以猜知它们的应用场合。51单片机通常被用来做一些比较简单的控制,比如采集信号、驱动一些开关。AT89S51的Flash 只有4K,一个稍微复杂的程序就不止4K了。SST89E564RD是一种扩展的51单片机,它的Flash达到64KB,可以外接最多64KB的SRAM。在SST89E564RD上的程序可以写得更复杂一些,但是它对外的接口也比较少。 CORTEX-M3系列的处理器,对外接口极其丰富,这使得它的应用面更广,但是限于它的Flash、内存还是比较小,一般不在上面运行操作系统,它算是一个性能非常突出的单片机。 HI3510 是海思半导体公司的一款用于监控设备的芯片,一般上面运行Linux系统,通过摄像头采集数据、编码,然后通过网络传输。另一端接收到数据之后,再解码。在上面运行的程序非常复杂,有漂亮的图片界面、触摸屏控制、数据库等等。对声音图像的编解码更是用到DSP核。 S3C2440 是一款通用的芯片,它与“高级单片机”STM32F103相比,多了存储控制器和NAND控制器──这使得可以外接更大的Flash、更大的内存;多了内存管理单元(MMU)──这使得它可以进行地址映身(虚拟地址、物理地址之间的映射)。可以在S3C2440上运行Linux系统,运行更大更复杂的程序。 在具体工作中,怎么选择这些芯片呢?一句话:成本!进行任何产品的开发都要考虑性价比,一切应该从“成本”出发。成本不仅包括芯片的价格,也包括整个系统的硬件、软件设计及维护的难易。 芯片价格可以在电子市场问到,也可以在https://www.360docs.net/doc/a313423301.html,.上找到有卖这种芯片的柜台,然

嵌入式系统概述及与单片机区别说明

嵌入式系统概述及与单片机区别说明 嵌入式的全称是嵌入式系统,英文是Embeded system,是一种“完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计的专用计算机系统”,根据英国电器工程师协会(U.K. Institution of Electrical Engineer)的定义,嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。从这里我们可以看出两点,第一,嵌入式并不是一个通用的设备。第二,嵌入式必须和具体的应用相结合,设计上具有针对性。 所以可以看出来嵌入式是一个系统,嵌入式是需要把这个系统嵌入到设备中去,比如手机主板上的芯片就是嵌入到手机上的一个系统,整合了电脑的主板、CPU、硬盘、内存、网卡、显卡、电源的所有功能。也就是说嵌入式系统主要是从芯片的使用时的组织形态来命名的,更通俗的解释就是只要是被嵌入到设备中的芯片都可以叫做嵌入式系统。 嵌入式系统这个定义太广泛了,所以我们平时所讲的嵌入式更多的是从狭义上讲的,狭义上讲,嵌入式是为了区别于单片机。 我们经常把芯片中不带MMU(memory management unit)从而不支持虚拟地址,只能跑裸机或RTOS(典型如ucos、华为LiteOS、RT-Thread、freertos等)的system叫单片机(典型如STM32、NXP LPC系列、新的NXP imxRT1052系列等),而把芯片自带MMU可以支持虚拟地址,能够跑Linux、Vxworks、WinCE、Android 这样的操作系统的system叫嵌入式。 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。

STM32介绍以及与通常ARM的区别

STM32介绍以及与通常ARM的区别 ARM是英国的芯片设计公司,其最成功的莫过于32位嵌入式CPU核----ARM 系列,最常用的是ARM7和ARM9,ARM公司主要提供IP(Intellectual Property core 知识产权的核心)核,就是CPU的内核结构,只包括最核心的部分,并不是完整的处理器。ARM把这个核卖给各大半导体公司,如 Philips 三星,ATMEL,甚至Intel等许多公司。ARM为了对付 8位机市场,最近推出了 Cortex-M3核,STM32就是意大利的意法半导体基于Cortex-M3的32位嵌入式处理器, Cortex_M3核性价比更高,价格低,可以与8位单片机竞争。 一、ARM Cortex-M3 处理器初探 单片机市场的规模可以用“巨无霸”来形容,预计到2010时每年能有20G 片的出货量。世界各地的器件供应商纷纷亮出自己的得意之作,他们提供的器件和架构也是各具特色。业界内部可谓是百花齐放,热闹非凡,好戏不断。各行各业对单片机能力的要求也一直“得寸进尺”,而且还又要马儿跑,又要马儿不吃草——处理器必须在不怎么增加主频和功耗的条件下干更多的活儿。另一方面,处理器之间的互连也在加深,看这一串串熟悉的字眼:串口,USB,以太网,无线数传……处理器如欲支持这些数据通道,就必须在片上塞进更多的外设。软件方面的情况也如出一辙:应用程序的功能一直在花样翻新,性能需求也是变本加厉:更高的运算速度,更硬的实时能力,更多的功能模块,更炫的图形界面,……所有这些要求单片机都得照单全收。 在这个大环境下,ARM Cortex‐M3处理器,作为Cortex系列的处女作,为了让32位处理器入主作庄单片机市场,轰轰烈烈地诞生了!由于采用了最新的设计技术,它的门数更低,性能却更强。许多曾经只能求助于高级32位处理器或DSP的软件设计,都能在CM3上跑得很快很欢。相信用不了多久,CM3就一定能在32位嵌入式处理器市场中脱颖而出,像当年8051推动整个业界那样,再次放飞设计师的梦想,实现多年的夙愿! 二、CM3的招牌功夫包括: ?性能强劲。在相同的主频下能做处理更多的任务,全力支持劲爆的程序设计。?功耗低。延长了电池的寿命——这简直就是便携式设备的命门(如无线网络应

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。将计算机做在一个芯片上,从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。 在探索单片机的发展道路时,有过两种模式,即“∑模式”与“创新模式”。“∑模式”本质上是通用计算机直接芯片化的模式,它将通用计算机系统中的基本单元进行裁剪后,集成在一个芯片上,构成单片微型计算机;“创新模式”则完全按嵌入式应用要求设计全新的,满足嵌入式应用要求的体系结构、微处理器、指令系统、总线方式、管理模式等。Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照创新模式发展起来的单片形态的嵌入式系统(单片微型计算机)。MCS-51是在MCS-48探索基础上,进行全面完善的嵌入式系统。历史证明,“创新模式”是嵌入式系统独立发展的正确道路,MCS-51的体系结构也因此成为单片嵌入式系统的典型结构体系。 单片机诞生于20世纪70年代末,经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。 SCM即单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)阶段.主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功,奠定了SCM 与通用计算机完全不同的发展道路。

应广单片机选型表-2014

Series 系列型号 FPPA 核心数 OTP ROM (K Word) RAM (Byte) ADC (bit*ch) I/O LCD (bit*ch) PWM INT Special Functions Package Re. PMS150-S081160-6--1-SOP82501C,12C509 PMC150-S081160-6--1-SOP8131,513 PMC153-S141164-12--2- SOP14153,2511,16C505 PMC156-S161164-14?VDD*4-2- SOP16156 PMC156-S181164-16?VDD*4-2- SOP1816C56 PMC251-S082160-6--1-SOP8153+ PMC251-D082160-6--1-DIP82511+ PMC251-S14 2160-12--2- SOP14 PMC251-D142160-12--2-DIP14 PMC271-S0821648*26?VDD*2-2-SOP816C71 PMC271-S1421648*512?VDD*4-2-SOP14 PMC271-S1621648*614?VDD*4-2-SOP16 PMC271-S1821648*716?VDD*4-2- SOP18 P201CS082158-69*321-SOP8EM78P152 P201CD082158-69*321-DIP8SN8P2501 P201CS142158-129*422- SOP148P53 P201CD142158-129*422- DIP14 EM78P163N P201CS162158-149*422- SOP16 P201CD162158-149*422-DIP16 PMC131-S081 1.58812*46-218*8加乘器SOP82711+ PMC131-S141 1.58812*912-448*8加乘器 SOP1671AS+ PMC131-S161 1.58812*1114-648*8加乘器 SOP16712+ PMC232-S14 2216012*61213*312- SOP1478P259 PMC232-S162216012*71413*422- SOP162712+ PMC232-S20 2216012*91813*422- SOP20 PMC234-S202420812*101821*432- SOP2078P346 PMC234-S242420812*102221*432- SOP242712+ PMC234-S28 2420812*102621*432- SOP28 P232CS142220012*612-12- SOP14EM78P259 P232CD142220012*612-12- DIP14SN8P2711/22 P232CS202220012*1018-22- SOP20HT46R064/65 P232CD202220012*1018-22- DIP20 HT46R46/47 P234CSS202420012*101816*422- SSOP20EM78P418 P234CS202420012*101816*422- SOP20EM78P346 P234CS242420012*102216*432- SOP24HT46R066/67 P234CK242420012*102216*432- SKDIP24 P221CS1821648*41611*4-2- SOP18EM78P156/159、SH69P20 P221CD1821648*41611*4-2- SOP18SN8P2602B/C、HT48R05/06 ① 产品名称说明: P232CS14 P = PADAUK 2 = FPPA Count 3 = Series 2 = ROM size(K word) C = Program Memory Type(C=OTP/F=FLASH/R=MASK) S = Package Type 14 = Pin Count ② PMC为P的升级版,引入单一FPPA运作模式,降低功耗,工作电压更宽,内部基准电压更准。但P系列比PMC系列多了一个硬件比较器。 P201C、PDK22、P211C、P221C、P232C、P234C全系列将于2015年停产,请优先选择PMC系列芯片。 ③ 全系列都带16位定时器,含PWM功能的芯片另带8位定时器并可产生PWM波形。 ④ 含A/D功能的芯片,晶圆上均有1个通道为内置Band-gap参考电压生成器,可用于绝对电压的测量。 ⑤ PMC系列通常为金线封装,高抗干扰(High EFT),工作温度(-40℃ ~ 85℃)。 ⑥ PMS系列通常为合金线封装,请勿使用于AC阻容降压供电,强电源纹波,或高EFT要求的应用场景,工作温度(0℃ ~ 70℃)。 ⑦

CPU;MPU;MCU三者以及ARMDSPFPGA三者的区别

CPU ? MPU ? MCU 1 CPU(Central Processing Unit,中央处理器) (1) 1.1 CPU的组成 (2) 1.2 CPU的工作原理 (2) 2 MPU(Microprocessor Unit,微处理器) (4) 2.1 MPU的组成 (5) 2.2 MPU的分类 (5) 2.3 MPU的体系结构:冯.诺伊曼结构和哈佛结构 (5) 2.4 MPU的典型代表:DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器). 6 3 MCU(Microcontroller Unit,微控制器/单片机) (7) 3.1 MCU的概念 (7) 3.2 MCU的概述 (8) 3.3 MCU的分类 (9) 3.4 MCU的架构:CISC架构和RISC架构 (9) 3.5 常见的MCU (10) 3.6 MCU的典型代表:ARM (14) 4 CPLD(Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件) (15) 5 FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列) (15) 6 DSP,ARM,FPGA的区别 (15) 1 CPU(Central Processing Unit,中央处理器) 中央处理器(CPU)是电子计算机的主要器件之一,其功能主要是解释计算机 指令及处理计算机软件中的数据。

1.1 CPU的组成 CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。 运算器:进行算术运算和逻辑运算(部件:算数逻辑单元、累加器、寄存器组、路径转换器、数据总线)。 控制器:控制程序的执行,包括对指令进行译码、寄存,并按指令要求完成所规定的操作,即指令控制、时序控制和操作控制。复位、使能(部件:计数器、指令暂存器、指令解码器、状态暂存器、时序产生器、微操作信号发生器)。 寄存器:用来存放操作数、中间数据及结果数据。 1.2 CPU的工作原理 CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器,并对指令译码,将指令分解成一系列的微操作,然后发出各种控制命令,执行微操作,从而完成一条指令的执行。可分为四个阶段:提取(Fetch)、解码(Decode)、执行(Execute)和写回(Writeback)。 注:指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。指令是由一个字节或者多个字节组成,其中包括操作码字段、一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字以及特征码。有的指令中也直接包含操作数本身。 第一阶段:提取 从存储器或高速缓冲存储器中检索指令(为数值或一系列数值)。由程序计数器(Program Counter)指定存储器的位置,程序计数器保存供识别目前程序位置的数值。换言之,程序计数器记录了CPU在目前程序里的踪迹。

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。(就像大学中的一门课程,既可以叫

PLC,DSP,ARM,单片机有什么区别

自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)取代传统继电器控制装置以来,PLC得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。同时,PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高,PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制,在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。 作为离散控的制的首选产品,PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展,世界范围内的PLC年增长率保持为20%~30%。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大,近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。但是,在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。综合相关资料,2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右,在自动化领域占据着十分重要的位置。 PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的,二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制,首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令;并通过数字输入和输出操作,来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求,并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行,以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器,在程序运行过程中,每执行一步该计数器自动加1,程序从起始步(步序号为零)起依次执行到最终步(通常为END指令),然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC,循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程,在解算逻辑方面,表现出快速的优点,在微秒量级,解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理,16位(也有32位的)为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。 相同I/O点数的系统,用PLC比用DCS,其成本要低一些(大约能省40%左右)。PLC没有专用操作站,它用的软件和硬件都是通用的,所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC 的控制器,可以接收几千个I/O点(最多可达8000多个I/O)。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少,采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件,在设计企业的管理信息系统方面,要容易一些。 近10年来,随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大,越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制,PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高,今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。 通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器,但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器,现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。 数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的飞速发展,数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里,数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。

(完整版)通用PC系统与嵌入式系统的区别

通用PC系统与嵌入式系统的区别.txt精神失常的疯子不可怕,可怕的是精神正常的疯子!一什么是嵌入式系统 嵌入式系统一般指非pc系统,有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是以应用为中心,软硬件可裁减的,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。简单地说,嵌入式系统集系统的应用软件与硬件于一体,类似于pc中bios的工作方式,具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点,特别适合于要求实时和多任务的体系。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成,它是可独立工作的“器件”。 嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备,如掌上pda、移动计算设备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。 嵌入式系统的硬件部分,包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和i/o端口、图形控制器等。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统,它不具备像硬盘那样大容量的存储介质,而大多使用eprom、eeprom或闪存 (flash memory)作为存储介质。软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为;而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。 二嵌入式处理器 嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般具备4个特点:(1)对实时和多任务有很强的支持能力,能完成多任务并且有较短的中断响应时间,从而使内部的代码和实时操作系统的执行时间减少到最低限度;(2)具有功能很强的存储区保护功能,这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化,而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用,需要设计强大的存储区保护功能,同时也有利于软件诊断;(3) 可扩展的处理器结构,以能迅速地扩展出满足应用的高性能的嵌入式微处理器;(4)嵌入式微处理器的功耗必须很低,尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此,功耗只能为mw 甚至μw级。 据不完全统计,目前全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000种,流行的体系结构有30 多个系列。其中8051体系占多半,生产这种单片机的半导体厂家有20多个,共350多种衍生产品,仅philips就有近100种。现在几乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器,越来越多的公司有自己的处理器设计部门。嵌入式处理器的寻址空间一般从64kb到16mb,处理速度为 0.1~2000mips,常用封装8~144个引脚。 根据现状,嵌入式计算机可分成下面几类: (1)嵌入式微处理器(embedded microprocessor unit, empu) 嵌入式微处理器采用“增强型”通用微处理器。由于嵌入式系统通常应用于环境比较恶劣的环境中,因而嵌入式微处理器在工作温度、电磁兼容性以及可靠性方面的要求较通用的标准微处理器高。但是,嵌入式微处理器在功能方面与标准的微处理器基本上是一样的。根据实

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