单片机和嵌入式系统概述Word下载.docx
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逻辑器件：
电子管和继电器
内存：
汞延迟线，静电存储管，53年出现磁芯（统治20年）
外存：
磁带机、穿孔纸带机和卡片机，56年IEM生产磁盘机
（2）软件：
54年以前几乎没有软件，主要用机器语言--二进制代码指令
后期发展了汇编语言
（3）性能
运算速度：
几千次到几万次
平均稳定运行时间：
几小时
（4）特点
体积大、功耗大、价格大，速度慢、容量小、可靠性差
（5）典型机器
佃42年美籍保加利亚人，爱荷华州立学院数学系文森特■阿培纳索夫（VincentAtanasoff）与其助手克里夫德贝利（CliffordBerry）研制成功世界上第一台数字电子计算机ABC。
采用300个电子管，用电容器做存储器，穿孔卡片作为辅助存储器，运算速度为1次/s。
用于解线性代数方程。
1973年美国法院把发明权归属于阿培纳索夫。
由美国宾夕法尼亚大学的工程师埃克特（J.PresperEckert）和物理学家毛希利（John.W.Mauchly）于1945年12月研制成功，于1946年2月正式公开表演数字式电子计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer）。
佃47年运到马里兰州陆军阿伯丁试炮场的弹道研究实验室正式使用。
用了18800只电子管、12bit字长、内存17kB,300次乘法/s,
5000次加法/s，占地165m2,重量30T,耗电150kW。
1953年4月IEM—701
1954年11月IEM—650
104（DJS—2）
1958年
103（DJS—l）
2第二代晶体管计算机（1958〜1964）
晶体管
内存:
磁芯
外存:
磁盘和磁带机
（2）软件
汇编语言、高级语言FORTRAN、COBOL（59年开发，61年完成卜ALGOL
（I960年）的编译系统，管理/监控程序
几万到几十万次/秒
（4）典型机器
1959年11月
1962年9月
数十小时
IBM7090
IBM7094
441B
108—乙（DJS—6）
109
X—2
3第三代集成电路计算机（1964〜1971）
中小规模集成电路
磁芯存储器和磁膜存储器
69年IEM360/85部分采用半导体存储器
70年IEM370/145全部采用半导体存储器
磁盘（机）
65年出现高级语言BASIC,60年代末发明高级语言PASCAL（67年
开发，71年完成），并出现多道、分时操作系统和网络系统软件
几十万到几百万次/秒
几百小时
1964年
IBM3
60
DJ
S
-20
1971年
70
9
（TQ
-16）
NOVA
（DJ
S-
-10
0）
PDP-1
1
-18
1974DJS-130
4第四代大规模集成电路计算机（1971〜?
）
大规模集成电路
大规模集成电路
磁盘、光盘
（2）软件
高级语言FORTH（70年）、C（72年）、Ada（79年）、LOGO人工智能语言LISP、Prolog
操作系统、数据库管理系统、Windows
（3）性能
几千万到几亿次/秒
（4）典型机器
1981年Cyber-205、Cray-1、YH—1（1亿次/秒）
ILLIAC-IV（美宇航局阿姆斯中心）：
64个处理机,1.5亿〜2亿次/秒
PEPE（美弹道导弹防御局）:
256个处理机,10亿次/秒
70年代计算机技术开始加速，80年代2〜3年就一个档次飞跃，90年代一年一个样，机器的生命周期仅1〜1•5年。
Intel8086/8088IBMPC/RT
80286IBMPC/AT
80386
80486
PentiumCPU含310万个晶体管，速度可达1.12亿次/秒PentiumProCPU含520万+1550万个晶体管
Motorola68000—68010—68020—68030—68040AppleMacintosh
5第五代人工智能计算机
这是面向知识处理的新型计算机，其目标是能通过推理做出判断，能听懂自然语言，能识别印刷体和手写体字，能对语言的意义加以理解，能说自然语言，甚至可能在思考问题方面超过人类的个体。
但是由于种种原因，日本实施的第五代计算机计划未能成功。
6第六代神经网络计算机
这是一种仿真人大脑结构的新型计算机。
目标是可以对图形、图像直接处理,
对非逻辑的复杂问题具有推断和知觉判断的能力，甚至还具有总结经验教训、归纳推理的能力。
95年11月中科院半导体所研制成功数字和模拟混合电路的神经网络计算机“预言神一号;
2000万亿次/秒，可用于图像、文字和语音识别。
1.1.3微处理器与微型计算机发展简况
1.>
86系列
⑴Intel
7172747879828589
4040—8008—8080—8085—8086—8088—80186—80286—80386—80486
93.396979799.22000.11
Pentium—PentiumPro—MMXPentium—Pentiumn—Pentium川—Pentium4
—Merced（lntel+HP）
64bit
⑵AMD
K5—K6—K6-2—k6-3—K7（Athlon）—
2.其他系列
⑴Motorola6800—68000—68010—68020—68030—68040
（AppleMacintosh）
—6502（Apple机）
⑵ZilogZ80—Z8000—Z80000
⑶IBM+Apple+Motorola:
PowerPC601—602—603e—604—620
3.高端处理器：
用于工作站、服务器
⑴DEC（Compaq）:
Alpha21064—21164—21264—21364—21464（5
万亿次）
⑵Sun:
SPARC—UltraSPARC可扩展性（1000多个）
（集成度达1600万T）
（用于SGI图形工作站）
⑶MIPS:
R4400—R8000—R10000
⑷ARM:
ARM7系列彳氐功耗
ARM9系列
ARM9E系列
ARM10系列
SecurCoreSC100
StrongARM
XScale
ARM11系列
微处理器发展的另一个方向是小型化、面向控制，发展成微控制器
1.1.4单片机（微控制器）的发展概况
71年Intel:
4040叩
74年Fairchild:
准单片机F8（需加一片3851-1kROM+CTC+PIO档
75年TI:
4位单片机TMS-1000
76年Intel:
MCS-48系列-8048（ROM）,8748（EPROM）,8035（无ROM）
78年Motorola:
M6801
78年Zilog:
Z8系列，Super8
80年Intel:
8位MCS-51系列-8051（ROM）,8751（EPROM）,8031（无
ROM）
82年Intel:
16位MCS-96系列8096
88年准16位8098于98年停产
90年Motorola:
68HC05—68HC11—68HC12—68HC16—683XX
90年代后，微控制器的发展百花齐放、五彩缤纷，老公司不断推陈出新，I
新的公司鼎故革新，推出了很多各具个性的微控制器。
1.Intel:
7172747680828588
4040f8008f8080—8085—8048—8051—8096—80196—8098
—Philips80C51（l2C）
—AtmelAT89C51（Flash）
—AVRAT90SXXXX（高速）
—AVRAT91系列（ARM
Core）
—CygnalC8051F（高速，SoC）
2.TI:
MSP430系列（低功耗）
3.SCENIX:
SX系列（极高速）
4.Microchip:
PIC系列（高性能价格比）
1.1.5嵌入式系统的发展
1.低中端嵌入式系统应用
面向控制的应用都采用微控制器（单片机）实现，过去都是采用汇编语言
编程，用仿真器调试。
没有开发平台，只能通过软硬兼施，从设计硬件电路原理图开始，印制板设计、加工、安装、焊接、编程、调试、测试都要熟悉。
既难又繁，容易出错，需要慢慢积累经验才能得心应手。
采用C-51高级语言编程，利用C编译器编译成机器码再下载执行，大大提高了开发效率•
2.中高端嵌入式系统应用
面向数字信号处理、通信、网络应用等复杂的应用，由于涉及到TCP/IP
等协议和用户图形界面（GUI）的复杂性，一般都需要借助于嵌入式操作系统
EOS平台，米用咼级语言C/C++/Java进行开发。
1.2嵌入式系统的技术特征
1.专用计算机系统（非PC机形态）：
看不到计算机的计算机应用系统
⑴以应用为中心，量体裁衣定制。
⑵以计算机技术为基础，硬件与软件紧密结合。
⑶适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求
2.知识集成系统
⑴技术密集、资金密集。
⑵高度分散、不可垄断。
⑶面向应用、不断创新。
1.3嵌入式系统应用
嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括：
1.工业控制
基于嵌入式芯片的工业自动化设备具有很大的发展空间，目前已经有大量的
8、16、32位嵌入式微控制器应用在工业过程控制、数控机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统等领域。
就传统的工业控制产品而言，低端型往往采用的是8位单片机，但是随着技术的发展，32位、64位的微处理器逐渐成为工业控制
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