用單片機實現嵌入式系統

❷ 嵌入式單片機的簡介

中文名稱：單片機與嵌入式系統
英文名稱：Single Chip Microcomputer & Embedded System 嵌入式系統指的是系統能單獨完成一項功能， 而單片機只是能實現這個目的的一個部分而已。 嵌入式系統是指把一個微處理器「嵌入」到實際的應用系統中從而構成一個嵌入式系統，可分為硬體部分和軟體部分。
其硬體部分主要有以下幾種方式實現：
1.以mpu為核心組成，例如：arm等。
2.以mcu為核心,就是各種各樣的單片機，它主要把處理器和存儲器等部件集成在一塊晶元上。
3.以dsp為核心，主要用來處理語音圖形方面。
4.就是人們所說的sop了。
而軟體部分，有的嵌入式有操作系統，有的沒有。這主要由系統大小來決定。 1.始於微型機時代的嵌入式應用
電子數字計算機誕生於1946年，在其後漫長的歷史進程中，計算機始終是供養在特殊的機房中，實現數值計算的大型昂貴設備。直到20世紀70年代，微處理器的出現，計算機才出現了歷史性的變化。以微處理器為核心的微型計算機以其小型、價廉、高可靠性特點，迅速走出機房；基於高速數值解算能力的微型機，表現出的智能化水平引起了控制專業人士的興趣，要求將微型機嵌入到一個對象體系中，實現對象體系的智能化控制。例如，將微型計算機經電氣加固、機械加固，並配置各種外圍介面電路，安裝到大型艦船中構成自動駕駛儀或輪機狀態監測系統。這樣一來，計算機便失去了原來的形態與通用的計算機功能。為了區別於原有的通用計算機系統，把嵌入到對象體系中，實現對象體系智能化控制的計算機，稱作嵌入式計算機系統。因此，嵌入式系統誕生於微型機時代，嵌入式系統的嵌入性本質是將一個計算機嵌入到一個對象體系中去，這些是理解嵌入式系統的基本出發點。
2.現代計算機技術的兩大分支
由於嵌入式計算機系統要嵌入到對象體系中，實現的是對象的智能化控制，因此，它有著與通用計算機系統完全不同的技術要求與技術發展方向。通用計算機系統的技術要求是高速、海量的數值計算；技術發展方向是匯流排速度的無限提升，存儲容量的無限擴大。而嵌入式計算機系統的技術要求則是對象的智能化控制能力；技術發展方向是與對象系統密切相關的嵌入性能、控制能力與控制的可靠性。
早期，人們勉為其難地將通用計算機系統進行改裝，在大型設備中實現嵌入式應用。然而，對於眾多的對象系統（如家用電器、儀器儀表、工控單元……），無法嵌入通用計算機系統，況且嵌入式系統與通用計算機系統的技術發展方向完全不同，因此，必須獨立地發展通用計算機系統與嵌入式計算機系統，這就形成了現代計算機技術發展的兩大分支。
如果說微型機的出現，使計算機進入到現代計算機發展階段，那麼嵌入式計算機系統的誕生，則標志了計算機進入了通用計算機系統與嵌入式計算機系統兩大分支並行發展時代，從而導致20世紀末，計算機的高速發展時期。
3.兩大分支發展的里程碑事件
通用計算機系統與嵌入式計算機系統的專業化分工發展，導致20世紀末、21世紀初，計算機技術的飛速發展。計算機專業領域集中精力發展通用計算機系統的軟、硬體技術，不必兼顧嵌入式應用要求，通用微處理器迅速從286、386、486到奔騰系列；操作系統則迅速擴張計算機基於高速海量的數據文件處理能力，使通用計算機系統進入到盡善盡美階段。
嵌入式計算機系統則走上了一條完全不同的道路，這條獨立發展的道路就是單晶元化道路。它動員了原有的傳統電子系統領域的廠家與專業人士，接過起源於計算機領域的嵌入式系統，承擔起發展與普及嵌入式系統的歷史任務，迅速地將傳統的電子系統發展到智能化的現代電子系統時代。
因此，現代計算機技術發展的兩大分支的里程碑意義在於：它不僅形成了計算機發展的專業化分工，而且將發展計算機技術的任務擴展到傳統的電子系統領域，使計算機成為進入人類社會全面智能化時代的有力工具。 1.單片機開創了嵌入式系統獨立發展道路
嵌入式系統雖然起源於微型計算機時代，然而，微型計算機的體積、價位、可靠性都無法滿足廣大對象系統的嵌入式應用要求，因此，嵌入式系統必須走獨立發展道路。這條道路就是晶元化道路。將計算機做在一個晶元上，從而開創了嵌入式系統獨立發展的單片機時代。
在探索單片機的發展道路時，有過兩種模式，即「Σ模式」與「創新模式」。「Σ模式」本質上是通用計算機直接晶元化的模式，它將通用計算機系統中的基本單元進行裁剪後，集成在一個晶元上，構成單片微型計算機；「創新模式」則完全按嵌入式應用要求設計全新的，滿足嵌入式應用要求的體系結構、微處理器、指令系統、匯流排方式、管理模式等。Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照創新模式發展起來的單片形態的嵌入式系統（單片微型計算機）。MCS-51是在MCS-48探索基礎上，進行全面完善的嵌入式系統。歷史證明，「創新模式」是嵌入式系統獨立發展的正確道路，MCS-51的體系結構也因此成為單片嵌入式系統的典型結構體系。
2.單片機的技術發展史
單片機誕生於20世紀70年代末，經歷了SCM、MCU、SoC三大階段。
1.SCM即單片微型計算機（Single Chip Microcomputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態嵌入式系統的最佳體系結構。「創新模式」獲得成功，奠定了SCM與通用計算機完全不同的發展道路。在開創嵌入式系統獨立發展道路上，Intel公司功不可沒。
2.MCU即微控制器（Micro Controller Unit）階段，主要的技術發展方向是：不斷擴展滿足嵌入式應用時，對象系統要求的各種外圍電路與介面電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統相關，因此，發展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發展也有其客觀因素。在發展MCU方面，最著名的廠家當數Philips公司。
Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優勢，將MCS-51從單片微型計算機迅速發展到微控制器。因此，當我們回顧嵌入式系統發展道路時，不要忘記Intel和Philips的歷史功績。
3.單片機是嵌入式系統的獨立發展之路，向MCU階段發展的重要因素，就是尋求應用系統在晶元上的最大化解決；因此，專用單片機的發展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發展，基於SoC的單片機應用系統設計會有較大的發展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統。

❸ 單片機與嵌入式系統的區別是什麼

根據IEEE的定義，嵌入式系統是用來控制或監視機器、裝置或工廠等大規模系統的設備。 從定義我們可以看出，實際上以前的控制裝置、單片機系統應該也屬於嵌入式系統的范疇。雖然嵌入式系統的流行是最近幾年的事，或者是說最近幾年才得到了迅速應用，但是，單片機系統早在20世紀七、八十年代就已經得到廣泛的應用。所以嵌入式的歷史已有幾十年。 但是，早期的單片機系統和嵌入式系統還是有一定的區別的。從操作系統OS(Operating System)應用的層面上分析，一般單片機應用都沒有OS的概念，由循環來進行控制，無網路協議支持，只適合簡單的應用領域。而嵌入式系統一般因為要求由OS，可以執行多任務調度，支持網路協議TCP/IP，所以嵌入式系統可以比普通單片機系統更適合完成復雜的應用。
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❹ 嵌入式與單片機之間的關系是什麼

嵌入式與單片機之間的關系如下：

嵌入式系統是一個大類，單片機是其中一個重要的子類。嵌式系統像是一個完整的計算機，而單片機更像是一個沒有外設的計算機。

以前單片機包括的東西並不算多，兩者的硬體區別較為明顯。但是，隨著半導體技術的突飛猛進，現在各種硬體功能都能被做進單片機之中。所以，嵌入式系統和單片機之間的硬體區別越來越小，分界線也越來越模糊。

於是，人們傾向於在軟體上進行區分。

從軟體上，行業里經常把晶元中不帶MMU（memory management unit，內存管理單元）從而不支持虛擬地址，只能裸奔或運行RTOS（實時操作系統，例如ucos、華為LiteOS、RT-Thread、freertos等）的system，叫做單片機（如STM32、NXP LPC系列、NXP imxRT1052系列等）。

同時，把晶元自帶MMU可以支持虛擬地址，能夠跑Linux、Vxworks、WinCE、Android這樣的「高級」操作系統的system，叫做嵌入式。

在某些時候，單片機本身已經足夠強大，可以作為嵌入式系統使用。它的成本更低，開發和維護的難度相對較小，尤其是針對一些針對性更強的應用。而嵌入式系統理論上性能更強，應用更廣泛，但復雜度高，開發難度大。

嵌入式，一般是指嵌入式系統，嵌入式開發，就是對嵌入式系統的開發。IEEE(美國電氣和電子工程師協會)對嵌入式系統的定義是：「用於控制、監視或者輔助操作機器和設備的裝置」。

國內學術界的定義更為具體一些，也更容易理解：嵌入式系統，是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟體硬體可裁剪，適用於對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。 以應用為中心，說明嵌入式系統是有明確實際用途的。

以計算機技術為基礎，說明它其實就是一種特殊的計算機。軟硬體可裁剪，說明它有很強的靈活性和可定製能力。

嵌入式系統的核心，就是嵌入式處理器。嵌入式處理器一般分為以下幾種典型類型： 嵌入式微控制器MCU(Micro Control Unit) MCU內部集成ROM/RAM、匯流排邏輯、定時/計數器、看門狗、I/O、串口、A/D、D/A、FLASH等。典型代表是8051、8096、C8051F等。

嵌入式DSP處理器(Digital Signal Processor) DSP處理器專門用於信號處理，在系統結構和指令演算法進行了特殊設計。在數字濾波、FFT、頻譜分析中廣泛應用。

典型代表是TI(德州儀器)公司的TMS320C2000/C5000系列。 嵌入式微處理器MPU(Micro Processor Unit) MPU由通用處理器演變而來，具有較高的性能，擁有豐富的外圍部件介面。典型代表是AM186/88、386EX、SC-400、PowerPC、MIPS、ARM系列等。

此外，還有嵌入式片上系統SoC(System on Chip)和可編程片上系統SoPC(System on a Programmable Chip)。 我們的單片機，就屬於上述的第一種——MCU(嵌入式微控制器)。

單片機，又稱為單片微控制器，英文叫Single-Chip Microcomputer。它其實就是一種集成電路晶元，是通過超大規模集成電路技術，將CPU、RAM、ROM、輸入輸出和中斷系統、定時器/計數器等功能，塞進一塊矽片上，變成一個超小型的計算機。

單片機技術從上世紀70年代末誕生，早期的時候是4位，後來發展為8位，16位，32位。它真正崛起，是在8位時代。

8位單片機功能很強，被廣泛應用於工業控制、儀器儀表、家電汽車等領域。我們在研究單片機的時候，經常會聽到兩個詞——51單片機、STM32。我來介紹一下它們究竟是什麼。

51單片機，其實就是一系列單片機的統稱。該系列單片機，兼容Intel8031指令系統。它們的始祖，是Intel(英特爾)的8004單片機。

STM32，是意法半導體公司推出的基於ARM Cortex-M內核的通用型單片機。STM32的硬體配置可以滿足大部分的物聯網開發需求，開發工具和相關的文檔資料齊全，已經成為目前單片機學習的首選對象。

❺ 用51單片機做的那種系統屬於嵌入式系統嗎

屬於，51單片機也是結合了硬體和軟體，屬於嵌入式范疇
一個嵌入式系統裝置一般都由嵌入式計算機系統和執行裝置組成，嵌入式計算機系統是整個嵌入式系統的核心，由硬體層、中間層、系統軟體層和應用軟體層組成。執行裝置也稱為被控對象，它可以接受嵌入式計算機系統發出的控制命令，執行所規定的操作或任務。執行裝置可以很簡單，如手機上的一個微小型的電機，當手機處於震動接收狀態時打開；也可以很復雜，如SONY智能機器狗，上面集成了多個微小型控制電機和多種感測器，從而可以執行各種復雜的動作和感受各種狀態信息。

硬體層
硬體層中包含嵌入式微處理器、存儲器（SDRAM、ROM、Flash等）、通用設備介面和I/O介面（A/D、D/A、I/O等）。在一片嵌入式處理器基礎上添加電源電路、時鍾電路和存儲器電路，就構成了一個嵌入式核心控制模塊。其中操作系統和應用程序都可以固化在ROM中。