《嵌入式控制系统》ppt课件

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1、嵌入式控制系统学习《嵌入式控制系统》的意义激烈竞争的需要技术发展的需要本课程控制类的专业课，涉及到当今工业自动化、通信电子等许多领域的核心技术；综合型人才培养的需要是一门软件与硬件技术相融合、理论与实践相结合的综合课程；参考教材《嵌入式控制系统》清华大学出版社本课程重点学习内容嵌入式技术的基本理论和基本概念控制算法、嵌入式系统硬件、操作系统、应用程序设计及组态软件作为统一的技术平台嵌入式技术在控制系统中应用的特点通过应用实例分析解析嵌入式控制系统中各部分要解决问题。第一章嵌入式系统概述－嵌入式系统的简介－嵌入式系统的构成－嵌入式系统的特点－嵌入式系统的分类－嵌入式系统的应用－嵌入式系统的

2、现状和发展趋势一、嵌入式系统简介1、嵌入式系统的历史划分为以下4个阶段:第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，同时具有与监测、驱动、指示设备相配合的功能。第二阶段是以嵌入式中央处理器（EmbeddedCentralProcessingUnit，ECPU）为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统嵌入式系统的概念对嵌入式系统的定义多种多样从技术的角度定义：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。从系统的角

3、度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。一、嵌入式系统简介2、嵌入式系统的定义根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义，嵌入式系统是“用于控制、监测仪器、机器、设备的辅助运行装置”。这主要是从应用上加以定义的，从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。国内普遍被认同的定义是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。一、嵌入式系统简介3、嵌入式系统相关概念嵌入式微处理器实时操作系统分时系统多任务操作系统二、嵌入式系统的构成

4、嵌入式系统由硬件和软件两部分组成。硬件包括微处理器、存储器、外部设备和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统（一般要求实时多任务操作系统）和应用程序。有时，设计人员把硬、软件组合在一起，作为一个软件系统来安装。二、嵌入式系统的构成-硬件硬件系统以嵌入式微处理器为核心主要由嵌入式微处理器总线存储器输入/输出接口二、嵌入式系统的构成-硬件系统嵌入式微处理器每个嵌入式系统至少包含一个嵌入式微处理器。嵌入式微处理器体系结构可采用冯·诺依曼结构或哈佛结构；指令系统可采用精简指令集或复杂指令集。二、嵌入式系统的构成-硬件系统2.总线微处理器需要与一定数量的组件和外围设备连接，为了简化硬件电路

5、和系统结构，常用总线将CPU与各组件和外围设备进行连接。二、嵌入式系统的构成-硬件系统3.存储器嵌入式系统的存储器分为三级高速缓存Cache主存外存二、嵌入式系统的构成-硬件系统4.输入输出接口和设备嵌入式系统是面向应用的，不同的应用所需的接口和外设不同。在嵌入式系统中，通常把大多数接口和部分外设集成到嵌入式处理器上，如Timer、RTC、UART、GPIO、USB、A/D、D/A、LCDController、DMA控制器和中断控制器等。二、嵌入式系统的构成--软件系统嵌入式软件包括嵌入式系统软件、支撑软件和应用软件。嵌入式系统软件，是指控制、调度嵌入式系统资源的软件，主要包括嵌入式操作

6、系统等。嵌入式支撑软件，是指辅助应用软件开发的工具软件，包括系统分析设计工具、仿真开发工具、交叉开发工具、测试工具、配置管理工具和系统维护工具等。嵌入式应用软件，是指嵌入式系统中面向特定应用的软件。三、嵌入式系统的特点系统内核小。专用性强。系统精简。硬实时性。多任务处理功能。四、嵌入式系统的分类其分类可以从硬件和软件进行划分。从硬件方面来讲，各式各样的嵌入式处理器是嵌入式系统硬件中的最核心的部分。根据其现状，嵌入式处理器可以分成下面几类：1.嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit,MCU）2.数字信号处理器DSP（DigitalSignalProcessor,DSP）3.

7、微处理器（MicroProcessingUnit，MPU）4.嵌入式片上系统（SystemonChip）五、嵌入式系统的应用领域嵌入式系统小型化、专用性、高可靠性的优点，广泛应用于消费电子、通信、汽车、国防、航空航天、工业控制、仪表和办公自动化等领域。六、嵌入式系统的现状与发展趋势随着网络化、信息化、智能化的发展，嵌入式系统也将获得广阔的发展空间。嵌入式技术已全面展开，目前已成为工业控制、通信和消费类产品的共同发展方向。未来嵌入式系