課件 嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介

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1、基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)合肥工業(yè)大學(xué)吳曄，張陽(yáng)，滕勤參考教材吳曄，張陽(yáng)，滕勤.基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社，2010.王宜懷，劉曉升.嵌入式系統(tǒng)——使用HCS12微控制器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京航空航天大學(xué)出版社，2008.孫同景，陳桂友.Freescale9S12十六位單片機(jī)原理及嵌入式開(kāi)發(fā)技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，2008.張陽(yáng)合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院TEL：13966717615《基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第1章嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介本章內(nèi)容1.1嵌入式系統(tǒng)1.2嵌入式系統(tǒng)硬件1.3嵌入式系統(tǒng)軟件1.

2、4嵌入式操作系統(tǒng)1.5嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法1.6HCS12和HCS12X系列單片機(jī)簡(jiǎn)介《基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》概述【單片微型計(jì)算機(jī)】簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)(Single-chipMicrocomputer)，是將中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器(RAM、ROM、EPROM、EEPROM、Flash等)、外圍接口(并行I/O、串行I/O、高速I(mǎi)/O)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、A/D轉(zhuǎn)換器、PWM、通信接口(SCI、SPI、I2C、USB、CAN、以太網(wǎng))等集成在單個(gè)芯片內(nèi)的高集成度器件?！緫?yīng)用】汽車(chē)、家電、航空航天及工業(yè)控制等領(lǐng)域。也稱(chēng)為微控制器

3、(Microcontroller)或微控制單元(MCU)?！痘贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》概述MC9S12EVK教學(xué)與評(píng)估核心板《基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》概述智能小車(chē)控制電路板《基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》概述發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元（ECU）《基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》概述世界上著名的單片機(jī)供應(yīng)商主要有Freescale(Motorola)、Infineon、Microchip、Atmel、Philips、ST、TI、NEC、西門(mén)子、日立、東芝、三菱等。迄今為止，市場(chǎng)上出售的單片機(jī)產(chǎn)品已達(dá)70多個(gè)系列、上千個(gè)品種。從

4、單片機(jī)的年產(chǎn)量來(lái)看，8位、16位、32位單片機(jī)的需求與供給呈現(xiàn)逐漸上升的態(tài)勢(shì)。從市場(chǎng)產(chǎn)值份額上看，大有8位、16位、32位單片機(jī)三分天下的趨勢(shì)。《基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》1.1嵌入式系統(tǒng)【嵌入式系統(tǒng)】一種專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它包含微處理器或微控制器——計(jì)算機(jī)隱藏或嵌入在系統(tǒng)中。【組成】嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)等。是可獨(dú)立工作的“機(jī)器”或“器件”?！痘贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》1.1嵌入式系統(tǒng)圖1.1嵌入式系統(tǒng)的基本架構(gòu)《基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》1.1嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的分類(lèi)小型嵌

5、入式系統(tǒng)采用8位或16位微控制器。硬件和軟件復(fù)雜度小，需要進(jìn)行板級(jí)設(shè)計(jì)。開(kāi)發(fā)嵌入式軟件時(shí)，主要編程工具是微控制器或微處理器專(zhuān)用的編輯器、匯編器和交叉匯編器等，系統(tǒng)的軟件通常利用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)?！痘贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》1.1嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的分類(lèi)中型嵌入式系統(tǒng)采用16位或32位微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）或精簡(jiǎn)指令集（RISC）計(jì)算機(jī)等設(shè)計(jì)，硬件和軟件復(fù)雜度較高。對(duì)于復(fù)雜的軟件設(shè)計(jì)，可以使用如下編程工具：RTOS、源代碼設(shè)計(jì)工具、模擬器、調(diào)試器和集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）等，軟件工具往往還提供硬件復(fù)雜性的解決和分析方法

6、?！痘贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》1.1嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的分類(lèi)復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)軟件和硬件都非常復(fù)雜，需要可升級(jí)的處理器或可配置的處理器和可編程邏輯陣列（如FPGA、CPLD）等器件。用于邊緣應(yīng)用，需要硬件和軟件協(xié)同設(shè)計(jì)，并且都集成到最終的系統(tǒng)中，但受到硬件單元所提供的處理速度、存儲(chǔ)器等資源的限制。為了解決時(shí)間問(wèn)題，提高系統(tǒng)運(yùn)行速度，可以在硬件中實(shí)現(xiàn)一部分軟件功能，例如加密和解密算法、TCP/IP協(xié)議棧和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序等功能。系統(tǒng)中某些硬件資源的功能模塊也可以用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具一般十分昂貴，有時(shí)還需要為這些系統(tǒng)開(kāi)發(fā)編譯

7、器或者重定目標(biāo)的編譯器等?！痘贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》1.2嵌入式系統(tǒng)硬件嵌入式微處理器一般具備4個(gè)特點(diǎn)：對(duì)實(shí)時(shí)和多任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力，能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應(yīng)時(shí)間，從而使內(nèi)部代碼和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的執(zhí)行時(shí)間減少到最低限度；具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能，這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)已模塊化，而為了避免在軟件模塊之間出現(xiàn)錯(cuò)誤的交叉作用，需要設(shè)計(jì)強(qiáng)大的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能，同時(shí)也有利于軟件診斷；可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，以便能夠迅速地?cái)U(kuò)展?jié)M足應(yīng)用的高性能嵌入式微處理器；嵌入式微處理器的功耗低，尤其是用于便攜式無(wú)線及移動(dòng)計(jì)算和通信設(shè)備

8、，對(duì)于靠電池供電的嵌入式系統(tǒng)更是如此，功耗往往為mW甚至uW級(jí)?！痘贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》1.2嵌入式系統(tǒng)硬件1.2.1嵌入式微處理器【微處理器CPU】集中取址和處理一組通用指令的單元，包含一個(gè)控制單元和一個(gè)ALU單元。嵌入式微處理器采用的是“增強(qiáng)型”通