单片机与嵌入式系统应用投稿经验介绍

单片机（又称为微控制器）的出现是计算机发展史上的一个重要里程碑，它以体积小、功能全、性价比高等诸多优点而独具特色，在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。51系列单片机是国内目前应用最广泛的8位单片机之一，经过二十多年的推广与发展，51系列单片机形成了一个规模庞大、功能齐全、资源丰富的产品群。随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和普遍接受及应用，51单片机的发展又进入了一个新的阶段。许多专用功能芯片的内核集成了51单片机，如AD公司的带80C51核的数据采集系统芯片ADμC812、TI公司的基于8051核的高性能系统级芯片MCS121X、Cypress公司的兼容8051的智能USB控制芯片EZUSB等，与51系列单片机兼容的微控制器以IP核的方式不断地出现在FPGA的片上系统中。因此，目前国内众多高校仍以51单片机作为单片机课程或微机原理课程的基本机型。可谓是“众人拾柴火焰高”，特别是近年来，基于51单片机的嵌入式实时操作系统的出现与推广，表明了51系列单片机在今后的许多年中依然会活跃如故，而且在很长一段时间中将占据嵌入式系统产品的低端市场。本书以51系列单片机为背景，介绍嵌入式系统应用软硬件设计的基本技术。其主要特点有：（1） 系统性强。本书分为预备篇、基础篇、接口篇和应用篇四大部分。基础篇重点介绍了51单片机的基本知识；接口篇较全面地介绍了单片机的外围接口硬件设计，这种设计具有普遍的意义；应用篇则突出了以C51为主的嵌入式单片机系统的开发设计。本书还在预备篇中补充介绍了计算机的基础知识，这样本书既可以作为单片机与嵌入式系统或类似课程的教材，也可以直接作为学习微机原理课程的教材。（2） 可读性强。在内容的编排上注意由浅入深，方便自学，按“必需”、“够用”、“适用”、“会用”逐步深入，通过典型例题，使学生重点掌握基本原理、基本分析方法和软硬件设计方法。全书将表格、示意图与文字描述相结合，使基本理论的表述一目了然，便于记忆。（3） 操作性强。为便于教学，我们将教学大纲中要求的基本内容尽量集中且靠前，其中标有“*”的内容为任选或作为毕业设计、竞赛、应用设计时的参考资料。同时本书还配有教学课件，为任课教师在授课时提供一个操作性强的组织形式。（4） 实践性强。本书大部分例题或习题，只需最基本的元器件（要求有一台计算机），即可在实验室或家中完成验证型和设计型实验。同时，为更好地方便读者在学习的过程中能将书本知识与工程实践相结合，我们还自行开发了一套在系统可编程（ISP）实验板作为一个实践平台供读者配套使用。书中编有实验指导一章，具有一般的51系列单片机实验指导作用，亦可以与ISP实验板相结合作为独立的实验教程使用。在编写选材的过程中，还兼顾到全国大学生电子设计竞赛，有许多例子和器件都常能在该竞赛中见到，同时还附有历届全国大学生电子设计竞赛的试题，因此本教材也适合作为该竞赛的培训使用。（5） 力图反映新技术的发展。当前非并行总线结构的单片机及其应用方式日趋增多，本书顺应这一发展趋势，将串行接口扩展集中到一章讲解。C51的普遍采用，使得51单片机的软件开发效率大幅度提高，本书在应用篇中以较大的篇幅介绍了C51的使用。实时操作系统的采用，使得单片机的发展提高到嵌入式系统的高度，本书介绍了一款小巧的、专为51系列单片机定制的操作系统RTOS——RTX51的Tiny版本，作为一个入门级的学习，希望能起到抛砖引玉的作用。

单片机与嵌入式系统区别：单片机是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），由运算器，控制器，存储器，输入输出设备等构成，相当于一个微型的计算机。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应（不用外接硬件）和节约成本。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低。由于其发展非常迅速，旧的单片机的定义已不能满足，所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器；从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，已经发展到现在的32位300M的高速单片机。嵌入式系统一般由以下几组嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、特定的应用程序。嵌入式系统设计的第一步是结合具体的应用，综合考虑系统对成本、性能、可扩展性、开发周期等各个方面的要求，确定系统的主控器件，并以之为核心搭建系统硬件平台。嵌入式系统从表面上来看，一般是电路比较复杂，使用的主控芯片一般是arm,最重要的是主控芯片里面有操作系统在运行。我们车子上的导航仪，还有我们使用的手机这一般都是嵌入式系统。拓展资料嵌入式系统，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”，根据英国电气工程师协会的定义，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。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。

嵌入式和单片机的区别除了个人电脑（PC）、工作站、大型超大型计算机，其他都可以归为嵌入式，从家电到手机，从玩具到航天飞机，都是嵌入式范畴。单片机只是嵌入式中的CPU的称呼。就好像奔腾CPU只是PC机上的CPU的称呼一样。嵌入式和单片机是两个不相关的概念。 嵌入式是指软件是固化在硬件里头的，软件随着产品走，叫Embedded，看《碟中谍3》里头那个用手术枪从鼻孔里头把炸弹打到脑子里头去的做法就叫Embedded。小到一个计算器，大到一个导弹，里头的程序都叫嵌入式。 单片机是一种特定的计算机体系，特点是只有一个控制单元（Single Processor）。有时候会把单片机的控制CPU叫单片机，这个都无所谓，理解就行。单片机是简单的计算机系统而已。因为单片机简单、便宜，所以用来做嵌入式产品比较合算。 单片机与嵌入式系统组成结构对比(1)单片机基本结构单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。(2)嵌入式系统成部分:嵌入式系统一般由以下几组嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、特定的应用程序。嵌入式系统设计的第一步是结合具体的应用，综合考虑系统对成本、性能、可扩展性、开发周期等各个方面的要求，确定系统的主控器件，并以之为核心搭建系统硬件平台。

单片机基本结构单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。 嵌入式系统成部分:嵌入式系统一般由以下几组嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、特定的应用程序。嵌入式系统设计的第一步是结合具体的应用，综合考虑系统对成本、性能、可扩展性、开发周期等各个方面的要求，确定系统的主控器件，并以之为核心搭建系统硬件平台。 单片机现在已经被认为是通用的电子器件了，单片机自身为主体。嵌入式系统在物理结构关系上是从属的，嵌入式系统被嵌入安装在目标应用系统内。嵌入式系统在控制关系上却是主导的，是控制目标应用系统运行的逻辑处理系统。 尽管可以用不同方式构成嵌入式系统，但是一旦构成之后，嵌入式系统就是一个专用系统。专用系统中，可编程器件的软件可以在系统构建过程中植入，也可以在器件制造过程中直接生成，以降低制造成本。控制逻辑复杂的单片机会需要操作系统软件支持；控制逻辑简单的嵌入式系统也可以不用操作系统软件支持。两者没有简繁区别。拓展资料：单片机(Microcontrollers)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。嵌入式系统是一种"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"，根据英国电气工程师协会的定义，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。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。