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主要内容:1.1单片机和嵌入式控制系统的定义和分类1.1.1单片机和嵌入式控制系统的定义1.1.2嵌入式控制系统的设计方法传到“宿主机”,叫程序上传。应用程序通过“仿真器”的下载和上传,在“宿主机”上反复修改,这个过程叫“调试”。调试好的应用程序,在“宿主机”上编译成“目标机”可以直接执行的机器码文件,通过一台叫“固化器”的设备下载并固化到“目标机”的程序存储器中,整个下载过程,叫烧片,也叫程序固化。程序固化是单片机开发的最后一步,以后“宿主机”和“目标机”就可以分离,“宿主机”任务完成。“目标机”就可以独立执行嵌入式控制器的任务。1.1.3嵌入式控制系统各种设计方法的特点2.目标机上不安装操作系统在这种情况下,我们把ARM9只当成是32位单片机。使用CodeWarrorIDE对其进行开发,整个开发过程和开发MCS-51单片机一样,非常简单。ADS(ARMDeveloperSuite)是ARM公司推出的新一代ARM开发工具,目前最新版本是ADS1.2。ADS使用CodeWarrorIDE集成开发环境替代了老的开发工具,使用AXD做为调试工具,现代集成开发环境的一些特点,如源文件编辑器语法高亮和窗口驻留功能都有体现。ADS使用并口通过JTAG仿真器与“目标机”相连,实现在线调试和仿真。3.两种设计方法的特点带操作系统的嵌入式控制系统,在编制较复杂和高端应用程序时,例如上面提到的与Internet的结合、多线程、复杂的数据处理、高分辨率图形图像显示等,用户程序就会比较简单,但整个工程研制的时间开销不会少,因为我们要把很多时间放在对Linux操作系统的安装和熟悉上,虽说Linux操作系统是免费的,其内核可以根据用户需要进行剪裁,但要达到随意剪裁的水平,需要我们花费很多时间去熟悉和研究。此外,我们还要学会驱动程序和Makefile文件的编写,特别是驱动程序,每一个设备都要有一个,它要和内核结合到一起,形成操作系统的一部分。就是说,我们在开发嵌入式控制系统时,还要完成一部分操作系统内核工作,难度较大,会花费很多时间。系统在调试程序时,要占用“宿主机”较多资源,如使用并口连接JTAG仿真器、使用串口与“宿主机”通信、使用网口来传输文件。如果我们在目标机上不安装嵌入式操作系统,把ARM9只当成是32位单片机来开发,那么,整个开发过程和开发MCS-51单片机一样,特别简单。这样我们就可以把主要时间放在对ARM9单片机软件和硬件的熟悉上,充分发挥32位单片机本身资源优势;把主要精力放在控制系统的稳定性和可靠性上,在较短时间开发出高品质嵌入式产品。嵌入式控制系统大多具有小、巧、轻、灵、薄的特点,需要与Internet的结合、多线程的系统等“高端应用”只占非常少的一部分,因此不采用嵌入式操作系统,也可以满足系统需要。如果系统需要网络连接(连Internet网,系统易受病毒攻击,导致系统稳定性下降。同时运行数据易泄密,因此工程上基本只使用局域网),可以采用串行通信代替,点对点且距离不长,可采用232标准,多点通信或距离较长,可采用485标准。如遇多线程序问题,可以采用多微处理器分级分布控制。1.2ARM处理器简介1.2.1ARM体系结构的发展ARM微处理器系列包括ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARM10E系列、SecurCode系列和Intel的Xscale。其中,ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10E为4个通用处理器系列,每一个系列提供一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。SecurCore系列专门为安全要求较高的应用而设计。1.ARM7系列微处理器ARM7系列微处理器主要应用于工业控制、Internet设备、网络和调制解调器设备、移动电话等多种多媒体和嵌入式应用。ARM7系列微处理器包括如下几种类型的核:ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ。其中,ARM7TDMI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器,属低端ARM处理器核。TDMI的基本含义如下:·T支持16位压缩指令集Thumb。·D支持片上Debug。·M内嵌硬件乘法器(Multiplier)。·I嵌入式ICE,支持片上断点和调试。2.ARM9系列微处理器·MPU支持实时操作系统。·支持数据Cache(高速缓存)和指令Cache,具有更高的指令和数据处理能力。ARM9系列微处理器主要应用于无线设备,仪器仪表,安全系统,机顶盒,高端打印机,数字照相机和数字摄像机等。ARM9系列微处理器包括ARM920T,ARM922T和ARM940T三种类型,以适用于不同的应用场合。3.ARM9E系列微处理器·支持数据Cache和指令Cache,具有更高的处理能力。·主频最高可达3