1.1 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)

與通常意義的計(jì)算機(jī)不同，以單片機(jī)為代表的嵌入式系統(tǒng)無論是在結(jié)構(gòu)、外形特征、應(yīng)用對(duì)象和設(shè)計(jì)理念都與計(jì)算機(jī)有著很大的差別。

1.1.1 什么是嵌入式系統(tǒng)

圖1.1.1所示例舉出常見的個(gè)人計(jì)算機(jī)以及生活當(dāng)中的各種家用電器。如果稍加留意就會(huì)發(fā)現(xiàn)越來越多的家電產(chǎn)品在設(shè)計(jì)中都添加了微電腦控制技術(shù)，這里所說的微電腦實(shí)質(zhì)就是一個(gè)計(jì)算機(jī)的小系統(tǒng)。

在這種場(chǎng)合下，被鑲嵌到被控制對(duì)象體內(nèi)的計(jì)算機(jī)已經(jīng)改變了它原有的外部特征與形態(tài)，將這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為嵌入式系統(tǒng)。

不只是在家用電器中，在工業(yè)儀表、醫(yī)療設(shè)備、汽車電子和武器裝備等許多產(chǎn)品中也都大量使用了嵌入式系統(tǒng)作為控制器件，以構(gòu)成性能優(yōu)異并具有智能化的嵌入式產(chǎn)品。

1.1.2 什么是“單片機(jī)”

嵌入式系統(tǒng)的本質(zhì)就是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的核心被稱為嵌入式控制器，它就像計(jì)算機(jī)的主板一樣重要，能夠運(yùn)行程序、實(shí)現(xiàn)對(duì)宿主設(shè)備的控制。而嵌入式控制器又是通過單片計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的。

單片計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer）也稱單片機(jī)，它實(shí)際上是指一個(gè)大規(guī)模（或超大規(guī)模）的集成電路芯片，將傳統(tǒng)意義計(jì)算機(jī)主板上的各個(gè)功能模塊盡可能集成在1個(gè)芯片之中，如圖1.1.2所示。這種結(jié)構(gòu)上的變化使嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用成為可能，無論多小的設(shè)備都可以滿足其嵌入式設(shè)計(jì)的要求。

實(shí)際上僅靠1塊單片機(jī)芯片是無法構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)的，它還要添加電源、鍵盤或顯示器設(shè)備等必要的模塊構(gòu)成一個(gè)完整的硬件電路。但盡管如此，與通用計(jì)算機(jī)相比嵌入式系統(tǒng)在應(yīng)用中帶來了極大的靈活性，滿足了許多產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計(jì)要求。

作為嵌入式控制器，單片機(jī)主要用來實(shí)現(xiàn)輸入/輸出，以及一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理過程，所以單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)功能模塊與通用計(jì)算機(jī)相比都是經(jīng)過簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的。同時(shí)為了滿足應(yīng)用的要求，在單片機(jī)內(nèi)部還增添了ADC、EEPROM、看門狗電路以及CCP模塊等較為特殊的功能模塊，使單片機(jī)的應(yīng)用更為方便，系統(tǒng)設(shè)計(jì)更為靈活。