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零点起步:AVR单片机开发入门与实例

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:可以看出,满足上述要求的计算机系统与通用计算机系统是不同的。我们将具备高速计算和海量存储能力,用于高速数值计算和海量数据处理的计算机称为通用计算机系统。而将面对工控领域,嵌入到各种控制应用系统、各类电子系统和电子产品中,实现嵌入式应用的计算机系统称之为嵌入式计算机系统,简称嵌入式系统。与通用计算机系统相比,嵌入式系统最显著的特性是面对工控领域的测控对象。

零点起步:AVR单片机开发入门与实例

计算机发展的初期,其主要目的是用来进行数值计算。随着电子技术的不断发展,特别是大规模集成电路出现后,计算机的处理速度越来越快,存储容量越来越大,外围设备的性能越来越好,满足了高速数值计算和海量数据处理的需要,形成了高性能的通用计算机系统。

早期的计算机教材根据计算机的体系结构、运算速度、结构规模、适用领域,分为大型机、中型机、小型机和微型机,并以此来进行学科和产业分工。随着计算机技术的迅速发展,以及计算机技术和产品对其他行业的广泛渗透,使得以应用为中心的分类方法变得更为切合实际。具体地说,就是按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用将其分为嵌入式计算机系统和通用计算机系统。

通用计算机具有计算机的标准形态,通过装配不同的应用软件,出现并应用在社会的各个方面,现在广泛普及应用的PC就是其最典型的代表。而嵌入式计算机则是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中的。

在许多的应用领域中,如工业控制、智能仪器仪表家用电器、电子通信设备等电子系统和电子产品中,对计算机的应用有着不同的要求。这些要求是:

●面对控制对象。

●面对物理量传感器变换的信号输入。

●面对人机交互的操作控制。

●面对对象的伺服驱动和控制。(www.xing528.com)

●嵌入到应用系统。体积小、低功耗、价格低廉,可方便地嵌入到应用系统和电子产品中。

●能在工业现场环境中可靠运行。

●优良的控制功能。对外部的各种模拟和数字信号能及时地捕捉,对多种不同的控制对象能灵活地进行实时控制。

可以看出,满足上述要求的计算机系统与通用计算机系统是不同的。我们将具备高速计算和海量存储能力,用于高速数值计算和海量数据处理的计算机称为通用计算机系统。而将面对工控领域,嵌入到各种控制应用系统、各类电子系统和电子产品中,实现嵌入式应用的计算机系统称之为嵌入式计算机系统,简称嵌入式系统(Embedded System)。

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。嵌入式系统将应用程序和操作系统与计算机硬件集成在一起,简单讲就是系统的应用软件与系统的硬件一体化。这种系统具有软件代码小,高度自动化,响应速度快等特点,特别适合面向对象的控制要求和多任务的应用。

嵌入式计算机在应用数量上远远超过了各种通用计算机,一台通用计算机的外部设备中就包含了5~10个嵌入式系统,键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、Modem、网卡、声卡、打印机、扫描仪、数字相机、USB集线器等均是由嵌入式处理器控制的。在制造工业、过程控制、通信、仪器、仪表、汽车船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。

嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物,这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。今天嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元,1997年来自美国嵌入式系统大会(Embedded System Conference)的报告指出,未来5年仅基于嵌入式计算机系统的全数字电视产品,就将在美国产生一个每年1500亿美元的新市场。美国汽车大王福特公司的高级经理也曾宣称,“福特出售的‘计算能力’已超过了IBM”,由此可以想见嵌入式计算机工业的规模和广度。1998年11月在美国加州圣·何塞举行的嵌入式系统大会上,基于RTOS的Embedded Internet成为一个技术新热点。美国著名未来学家尼葛洛庞帝1999年1月访华时预言,4~5年后嵌入式智能(电脑)工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。通用计算机系统和嵌入式计算机系统形成了计算机技术的两大分支。与通用计算机系统相比,嵌入式系统最显著的特性是面对工控领域的测控对象。工控领域的测控对象都是一些物理量,如压力、温度、速度、位移等;控制对象则包括电动机、电磁开关等。嵌入式计算机系统对这些参量的采集、处理、控制速度是有限的,而对控制方式和能力的要求则是多种多样的。显然,这一特性形成并决定了嵌入式计算机系统和通用计算机系统在系统结构、技术、学习、开发和应用等诸方面的差别,也使得嵌入式系统成为计算机技术发展中的一个重要分支。

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