嵌入式

本文档提供了5个适用于8位器件和MPLAB XC8 C编译器的代码示例。读者需要掌握一些单片机和C编程语言的相关知识。

<font color="#0000C6" size="4"><a href="http://mcu.eetrend.com/files/2018-02/wen_zhang_/100010339-35814-090.pdf…《面向嵌入式工程师的MPLAB® XC8用户指南》</a></font>

<strong>1. Flash 存储器</strong>

（1）Flash 存储器是一种非易失性存储器，根据结构的不同可以将其分为 NOR Flash 和 NAND Flash 两种。

（2） Flash 存储器的特点：

A、 区块结构：在物理上分成若干个区块，区块之间相互独立。

B、 先擦后写：Flash 的写操作只能将数据位从1写成0，不能从0写成1，所以在对存储器进行写入之前必须先执行擦除操作，将预写入的数据位初始化为1。擦除操作的最小单位是一个区块，而不是单个字节。

C、 操作指令：执行写操作，它必须输入一串特殊指令（NOR Flash）或者完成一段时序（NAND Flash ）才能将数据写入。

D、 位反转：由于 Flash 的固有特性，在读写过程中偶尔会产生一位或几位的数据错误。位反转无法避免，只能通过其他手段对结果进行事后处理。

E、 坏块：区块一旦损坏，将无法进行修复。对已损坏的区块操作其结果不可预测。

（3） NOR Flash 的特点：

单片机和嵌入式，其实没有什么标准的定义来区分他们，对于进行过单片机和嵌入式开发的开发者来说，都有他们自己的定义，接下来，就谈谈这两个概念的深入理解。

<strong>什么是单片机</strong>

首先明确概念，什么是单片机，单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

LCD的接口有多种，分类很细。主要看的驱动方式和控制方式，目前手机上的彩色的连接方式一般有这么几种：MCU模式，RGB模式，SPI模式，VSYNC模式，MDDI模式，DSI模式。MCU模式(也写成MPU模式的)。只有TFT模块才有RGB接口。

但应用比较多的就是MUC模式和RGB模式，区别有以下几点：

1.MCU接口：会解码命令，由ming generator产生时序信号，驱动COM和SEG驱器。
RGB接口：在写LCD register setng时，和MCU接口没有区别。区别只在于图像的写入方式。

2.用MCU模式时由于数据可以先存到IC内部GRAM后再往屏上写，所以这种模式LCD可以直接接在MEMORY的总线上。

用RGB模式时就不同了，它没有内部RAM，HSYNC，VSYNC，ENABLE，CS，RESET，RS可以直接接在MEMORY的GPIO口上，用GPIO口来模拟波形。

3.MPU接口方式：显示数据写入DDRAM，常用于静止图片显示。
RGB接口方式：显示数据不写入DDRAM，直接写屏，速度快，常用于显示视频或动画用。

<strong>1. 嵌入式微处理器的基本结构</strong>

（1）嵌入式硬件系统一般由嵌入式微处理器、存储器和输入/输出部分组成。

（2）嵌入式微处理器是嵌入式硬件系统的核心，通常由控制单元、算术逻辑单元和寄存器3大部分组成：

A、控制单元：主要负责取指、译码和取数等基本操作并发送主要的控制指令。

B、算术逻辑单元：主要处理数值型数据和进行逻辑运算工作。

C、寄存器：用于暂存临时性的数据。

<strong>2. 嵌入式微处理器的分类（根据用途）</strong>

（1）嵌入式微控制器（MCU）：又称为单片机，片上外设资源一般比较丰富，适合于控制。最大的特点是单片化，体积小，功耗和成本低，可靠性高。目前约占70%的市场份额。

（2）嵌入式微处理器（EMPU）：又称为单板机，由通用计算机中的 CPU 发展而来，它的特征是具有32位以上的处理器，具有较高的性能。通常嵌入式微处理器把 CPU、　　ROM、RAM 及 I/O 等模块做到同一个芯片上。

基于STM平台且满足实时控制要求操作系统，有以下5种可供移植选择。分别为μClinux、μC/OS-II、eCos、FreeRTOS和rt-thread。下面分别介绍这五种嵌入式操作系统的特点及不足，通过对比，读者可以根据自己的应用需求选择合适的平台。

<strong>TOP1：μClinux</strong>

μClinux是一种优秀的嵌入式Linux版本，其全称为micro-control Linux，从字面意思看是指微控制Linux。同标准的Linux相比，μClinux的内核非常小，但是它仍然继承了Linux操作系统的主要特性，包括良好的稳定性和移植性、强大的网络功能、出色的文件系统支持、标准丰富的API，以及TCP/IP网络协议等。因为没有MMU内存管理单元，所以其多任务的实现需要一定技巧。

μClinux在结构上继承了标准Linux的多任务实现方式，分为实时进程和普通进程，分别采用先来先服务和时间片轮转调度，仅针对中低档嵌入式CPU特点进行改良，且不支持内核抢占，实时性一般。

随着智能手机的发展，不管是看手机配置还是经常在生活中与网络中都经常听人有人讨论一些词。比如手机RAM多少或者ROM多少等等。可能大家都知道不管是ROM还是RAM越大越好，但对于ROM和RAM是什么意思以及两者之间的区别却不了解。

简单的说，一个完整的计算机系统是由软件和硬件组成的。其中，硬件部分由中央处理单元CPU(包括运算器和控制器)、存储器和输入/输出设备构成。目前个人电脑上使用的主板一般只能支持到1GB的内存，即使是INTEL目前最高阶的450NX芯片组也只能支持到4GB。

单片机的一个主要作用就是数据信息的处理，而在处理数据的过程中，需要一些“容器”来存放这些数据。这就好比烧饭要用到锅碗瓢盆一样。在这里，我们称这些“容器”为“存储器”。

存储器的物理实质是一组(或多组)具备数据输入/输出和数据存储功能的集成电路，用于充当设备缓存或保存同定的程序及数据。存储器按存储信息功能的不同，可分为只读存储器ROM和随机存储器RAM

<strong>RAM</strong>

近年来，在单片机系统中嵌入操作系统已经成为人们越来越关心的一个话题。本文通过对一种源码公开的单片机嵌入式实时操作系统μC/OS-II为例，阐述了在单片机中使用该嵌入式操作系统的优缺点，以及在应用中应当注意的一些问题。

早在20世纪60年代，就已经有人开始研究和开发嵌入式操作系统。但直到最近，它才在国内被越来越多的提及，在通信、电子、自动化等需要实时处理的领域所日益显现的重要性吸引了人们越来越多的注意力。但是，人们所谈论的往往是一些著名的商业内核，诸如VxWorks、PSOS等。这些商业内核性能优越，但价格昂贵，主要用于16位和32位处理器中，针对国内大部分用户使用的51系列8位单片机，可以选择免费的μC/OS-II。

<strong>μC/OS-II的特点 </strong>

1、μC/OS-II是由Labrosse先生编写的一个开放式内核，最主要的特点就是源码公开。这一点对于用户来说可谓利弊各半，好处在于，一方面它是免费的，另一方面用户可以根据自己的需要对它进行修改。缺点在于它缺乏必要的支持，没有功能强大的软件包，用户通常需要自己编写驱动程序，特别是如果用户使用的是不太常用的单片机，还必须自己编写移植程序。

本文介绍了一种以ARM为核心的嵌入式语音识别模块的设计与实现。模块的核心处理单元选用ST公司的基于ARM Cortex-M3内核的32位处理器STM32F103C8T6。本模块以对话管理单元为中心，通过以LD3320芯片为核心的硬件单元实现语音识别功能，采用嵌入式操作系统μC/OS-II来实现统一的任务调度和外围设备管理。经过大量的实验数据验证，本文设计的语音识别模块具有高实时性、高识别率、高稳定性的优点。

<strong>语音识别电路</strong>

<strong>引 言</strong>

运动控制器是运动控制系统的核心部件。目前，国内的运动控制器大致可以分为3类：

第1类是以单片机等微处理器作为控制核心的运动控制器。这类运动控制器速度较慢、精度不高、成本相对较低，只能在一些低速运行和对轨迹要求不高的轮廓运动控制场合应用。

第2类是以专用芯片(ASIC)作为核心处理器的运动控制器，这类运动控制器结构比较简单，大多只能输出脉冲信号，工作于开环控制方式。由于这类控制器不能提供连续插补功能，也没有前馈功能，特别是对于大量的小线段连续运动的场合不能使用这类控制器。

第3类是基于PC总线的以DSP或FPGA作为核心处理器的开放式运动控制器。这类开放式运动控制器以DSP芯片作为运动控制器的核心处理器，以PC机作为信息处理平台，运动控制器以插件形式嵌入PC机，即“PC+运动控制器”的模式。这样的运动控制器具有信息处理能力强，开放程度高，运动轨迹控制准确，通用性好的特点。但是这种方式存在以下缺点：运动控制卡需要插入计算机主板的PCI或者ISA插槽，因此每个具体应用都必须配置一台PC机作为上位机。这无疑对设备的体积、成本和运行环境都有一定的限制，难以独立运行和小型化。