了解嵌入式系统开发

嵌入式系统的定义

嵌入式系统是一种计算机硬件和软件的组合，也许还有机械装置，用于实现一个特定功能。在某些特定情况下，嵌入式系统是一个大系统或产品的一部分。

例如，微波炉、数字手表、巡航导弹、数码相机、遥控器等，难以尽数。嵌入式系统置入应用对象^?内部起信息处理和控制作用的专用计算机系统。

应用对象：嵌入式系统在实际应用中的目标物体。

嵌入式系统的由来

通俗地说，计算机是一个高速的计算工具。20 世纪 70 年代，电子计算机在数字计算、逻辑推理以及信息处理等方面表现出非凡的能力。通信、测控与数据传输等领域的应用与单纯的高速计算要求不同，主要表现在：直接面向应用对象，嵌入具体的应用对象中；体积小，应用灵活；突出控制功能，特别是对外部信息的捕捉与丰富的输入输出功能。因此，一种称之为微控制器（单片机）^?的技术得以产生并发展，于是也就有了嵌入式计算机系统（简称嵌入式系统）。

单片机与微控制器这两个术语的语义是基本一致的，一般使用微控制器一词。早期使用 单片机（Single-chip Microcomputer），后来绝大多数称之为微控制器（Micro-controller），也就是 Microcontroller Unit，缩写就是 MCU。

区别于嵌入式计算机系统的就是通用计算机系统，也就是各行业、各种工作环境都能使用的计算机，平时能摸到的和接触到的计算机就是通用计算机。

MCU：微控制器

MCU 指的是单片机，或微控制器，即 MCU <=> 微控制器 <=> 单片机。单片机与微控制器这两个术语的语义是基本一致的。早期英文是 Single-chip Microcomputer，之后大多数称之为 Micro-controller。现在又有新的词语 Microcontroller Unit，也就是 MCU 的简称。

MCU 的基本含义是：在一块芯片内集成了中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）、存储器（RAM/ROM）定时器、I/O 的比较完整的数字处理系统。

MCU 使计算机技术从科学计算领域进入智能化控制领域。从此，计算机技术在两个重要的领域——通用计算机领域和嵌入式计算机领域都获得了极其重要的发展。

MCU 包含了计算机的基本组成单元：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。只不过这些都集成在一块芯片上，MCU 的特点是体积小、嵌入在具体的应用产品中、直接面向控制对象、突出控制功能。

相关术语

模拟量与开关量

模拟量指的是时间连续、数值也连续的物理量，例如：温度、压力、流量、速度、声音等。在工程技术上，常用传感器、变换器把模拟量转换为电流、电压或电阻等电学量。

开关量指的是一种二值信号，用两个电平（高电平和低电平）来分别表示两个逻辑值（0 和 1）。

并行通信

并行通信是指数据的各位（bit）同时在多根并行数据线上进行传输的通信方式，数据的各位同时由源到达目的地。常用的有 4 位、8 位、16 位、32 位等同时传输。

串行通信

串行通信是指数据在单线上，按顺序先后一位一位地传送，其优点是节省传输线，但相对于并行通信来说，速度较慢。在嵌入式系统中，串行通信一般指的是串行通信接口（UART）与 RS232 芯片连接的通信方式。SPI、I2C、USB 都属于串行通信。

通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）是 MCU 与外界进行数据通信的一种方式，其速度快、抗干扰能力强，在嵌入式系统中得到广泛的应用。USB 也是手机、家电等嵌入式产品的重要通信接口。

数模转换与模数转换

模数转换（Analog to Digital Convert，ADC）是将电压信号（模拟量）转换为对应的数字量。实际应用中，电压信号可能是温度、湿度、压力等实际物理量经过传感器和相应的便哈电路转换而来。经过 ADC，MCU 就可以处理这些物理量。与之相反的就是数模转换（Digital to Analog Convert，DAC）是将数字量转换为电压信号（模拟量）。