探究嵌入式单片机软件的设计及应用原则

原 则
近几年 ， 随着 我 国 信 息 技 术 与 网 络技 术 的 不 断 发展 ， 使 我 们 进 入 了一 个全 新 的 数 码 时代 。 而 嵌 入 式系 统 就 是 建 立在 这两 种 高 新 技术 基 础 之上 的 。 现如 今 ， 嵌 入 式 系
统广泛应该到科研行业 、 军事领域 、 商业发 展、 娱 乐行 业 ， 甚 至 是 人们 的 日常 生活 中也 随处可见。 然而 ， 随着国内外嵌入式产 品的 不断开发与推广使用 ， 此 项 技 术 和 人 们 的 日常 生 活 联 系更 加 紧密 。 可 以说 ， 嵌入 式 系 统 随 处都 可 见 。 本 文 主 要 对 嵌 入 式 单 片 机 软件 设计 进 行 了 深 入 的 探 讨 和 分 析 ， 并 且 对 嵌 入 式 单 片机 的应 用原 则 进 行 了详 细 阐
述。 希 望 对 今 后 嵌 入 式 的 应 用 产 生 一 些 积 极影响 。 １ 、 单 片机 和嵌 入式 操作 系统 的定义 单 片 机 是 嵌 入 式 系 统 程 序 的 主 控 单
元。 其大部分软件都是针对某种应用来 专 门设 计 的 ， 且 往 往 只 是 其 中一 个 微 观 实 时 操作系统 ， 系 统 程 序 拥 有 实 时 信 息 处 理 或 实时过程控制能力 ， 同时 要 求 能对 外部 发 生的 即时 事件 作 出 响 应 并 能快 速 解 决 。 实时嵌入式程序 的操作系统则是针对 应用 系统 的 需 求提 出的 。 通 常 所 说 的 单 片 机 即是 微控 制 器 ， 是一 个 将那 些 程 序 端 口、 数据存储器及相关系统等计算机需要的外 设 集 成在 一 张 芯 片 上 的 单 片 集 成 系 统 。 单 片机 系 统 在硬 件 上 无 法和 以分 时 操作 系 统 为核心的计算机系统相 比拟 。 但在软件设 计上 ， 单 片 机 系 统 的 具 体 应 用 以及 使 用 环 入 设计 境 却 相 对 单 一 而 固定 ， 这 一 点 使 得 单 片 机 当接 收 到 允 许 命 令 后 ， 系 统 中 的 引导 嵌入 式程 序 的 实 时操 作 系 统 的开 发 有 了可 装 入 程 序应 当让 单 片机 做 好 接 收数 据 的 准 实现性 。 备。 第一 步 ， 系统 中的 引导 装 入程 序 需 要 配 嵌 入 式 操 作 系 统 主 管 任 务 的控 制 、 调 置 有 用 的通 信 外 设 。 第二步， 引 导装 入 程 序 度、 任 务间 的同步与通 信 、 存 储 和 资 源 管 要 擦 除用 来 下 载 的 系 统 存 储 器 ， 并 同 意对 理， 在嵌入 式应用系统 中起灵魂性 中心作 其 写 入 。 为 了 将通 信 链 路 建立 起 来 ， 引导 装 用。 对 比其 他 的 操 作 系 统 它 不 仅 没 有 图形 入 程 序 将 利用 自动 波 特率 来 检 测 明确 位 速
一
发， 同 时 多 数 的 代 码 要 对 硬 件 设 备 进 行 直 接控制， 因此其 对 硬 件有 很强 的 依赖 性 ， 对 时 序 也 有 十 分 苛 刻 的要 求 ， 甚 至 其运 行 状 态 在 多 数 情 况 之 下 都 具 备 不可 再 现 性 。 嵌 入 式 系统 的应 用 软件 设 计 中的 亮点 是 拥 有 可使 用 的 工 具包 ， 同时， 工 具包 也 因 不 同设 计 阶 段 的 需 求 差 异 而 内容 不 同 。 例 如在软件设 计的早期 ， 首 先使 用 内部 电路 模 拟器 ， 将 其 插 入 微处 理 器 与 总 线 间 的 电 路时 ， 设 计 者 能够 通过 它 来控 制 全 部 输 入 输 出 和 微 处 理器 的 动 作 。 但 又 容 易 因 为 模 拟器 是 异 体 而 引 发 不 稳 定 情 况 。 但 设 计 者 能够 清 楚地 对 系统 底 层 上所 有 的 活动 进 行 观察 ， 从 而 无 需 仅 靠 经 验 来 对 底 层 的 软 硬 件进行猜测 。 如今 ， 嵌 入 式 操作 系 统 已 日趋 成 熟 ， 各 类 开 发板 功 能 和集 成 开 发环 境 也 将 逐 步得 到优化升级 ， 因 此 嵌 入 式 应 用 系 统 的应 用 软 件开 发也 较 以往 简 单 得 多 。 同时 ， 各 类集 成开发环境也集成代码编辑器 、 连接器 、 编 译器 、 模 拟器 、 调 试器 等 等 ， 这 使 设 计 者 能 够 在 摆脱 了 目标 硬件 环 境 之 后迅 速 开 发 出 相 应 应 用 软 件的 原 型 。 而硬 件 开 发 板 也 为 设计者提供 了即使处于与 目标硬件不相兼 容 的 环 境 下 也 能 调 试 相 关 应 用 程 序 的 能 力。 ’ 般说 来 ， 大多数厂家在生 产开发板 时都 驻 留 了 与 微 机 通 信 的 相 应 控 制 程 序 ， 这 可 以使 主机 和 开 发 板能 够 通 过 以太 网 口 或 串 口来 通 信 ， 同 时 主 机 中的 应 用 软 件 和 系统软件的原型可执行映像也能直接被下 载入开发板 。 代 码 会 在 主 调 试 中主 开 发板 的硬件上执行 ， 此 时 的 用 户 界 面 可 以等 同 于 微 机 室 内集 成 开 发环 境 。 这 一 切 让 设 计 者能更多关心如何更好地实现软件功能 。 ３ 、 单 片机 嵌入 式软件 系统程 序的 引导 装
【 摘要】 嵌 入 式 程 序 是 指 在 计 算 机技 点 与 普 通 的 台式 机 软 件 开 发相 区 别 ， 嵌 入 式 软件 的开 发 与 制作 几 乎 都 属于 跨 平 台开
耗 和 体 积的 严格 标 准 的一 套 专 用计 算 机程 序。 这 也 是一 套将 现 代 电子 技 术 、 半 导体 技 术、 计 算 机 技 术 等 各 行 业 的具 体 应 用 统一 整 合 而 产 生 的 资 金 和 技 术 密集 型 产 物 。 【 关键 词 】 单 片机 ； 嵌入 式； 软件 ； 应用
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科技 创பைடு நூலகம்
ｉｍｍ ＝ ｗ， ｕ
探究嵌入式单片机软件的设计及应用原则
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佛 山市顺德 区美的 电子科技 有限公 司 广 东佛 山 ５ ２ ８ ３ １ １
术 的 基础 上 ， 以应 用 为核 心 ， 硬 件 软 件 可 剪 裁， 满 足 应 用程 序 对成 本 、 可靠 性 、 功能、 功