电子系统设计与实践 第七讲 微处理器及其应用
电子系统综合设计实践(2篇)
第1篇一、引言随着科技的飞速发展，电子系统在各个领域得到了广泛的应用。
为了培养具有创新精神和实践能力的高级工程技术人才，我国高校纷纷开设了电子系统综合设计课程。
本文将结合实际项目，介绍电子系统综合设计实践的过程和方法。
二、项目背景本项目旨在设计一款基于单片机的智能温湿度控制器，用于实时监测室内温湿度，并根据设定值自动调节室内环境。
该控制器具有以下功能：1. 实时采集室内温湿度数据；2. 显示室内温湿度；3. 根据设定值自动调节室内环境；4. 具有低功耗、抗干扰等特点。
三、设计过程1. 需求分析在项目开始前，首先要对项目需求进行分析。
本项目需求如下：（1）硬件需求：单片机、温湿度传感器、继电器、LCD显示屏、按键等；（2）软件需求：实时采集温湿度数据、显示数据、自动调节室内环境、低功耗、抗干扰等。
2. 硬件设计根据需求分析，选择合适的硬件模块。
本项目硬件设计如下：（1）单片机：选用STC89C52单片机，具有丰富的I/O端口，便于扩展；（2）温湿度传感器：选用DHT11温湿度传感器，具有高精度、低功耗等特点；（3）继电器：选用继电器模块，用于控制室内环境；（4）LCD显示屏：选用1602液晶显示屏，用于显示温湿度数据；（5）按键：选用按键模块，用于设置温湿度设定值。
3. 软件设计软件设计主要包括以下几个方面：（1）主程序：实现系统初始化、温湿度采集、数据显示、自动调节等功能；（2）温湿度采集：读取DHT11传感器数据，并进行滤波处理；（3）数据显示：在LCD显示屏上显示实时温湿度数据；（4）自动调节：根据设定值，控制继电器模块调节室内环境。
4. 系统调试在硬件和软件设计完成后，进行系统调试。
调试过程中，重点关注以下几个方面：（1）硬件电路连接是否正确；（2）软件程序运行是否稳定；（3）系统功能是否满足需求。
四、实践总结1. 通过本次电子系统综合设计实践，提高了自己的动手能力和实际操作技能；2. 学会了电子系统设计的基本流程和方法，为今后从事相关工作打下了基础；3. 培养了自己的创新精神和团队协作能力。
微处理器系统结构与嵌入式系统设计ppt课件
A/D 数字 基 带
A/D
数字滤波与控制 系统知识 (硬件与软件)
电路设计知识 (DAC、ADC 等)
制造工艺知识 (90nm, 65nm, 45nm)
22 .
晶圆工艺知识 (300mm 晶圆)
片上网络(NOC) 技术
P处理器 M存储器
C缓存 rni网络接口 S交换开关
Dsp核 re可重构逻辑
L专用逻辑
7-8课时
第五章：存储器系统
8-9课时
第六章：输入/输出接口
6-7课时
第七章：ARM微处理器编程模型
4课时
第八章: ARM汇编指令
4-5课时
第九章： ARM程序设计
4-5课时
第十章：基于ARM微处理器的硬件系统设计
3课时
第十一章：基于ARM微处理器的软件系统设计 3课时
第十二章：基于ARM微处理器核的SOC设计
并出现了早期的操作系统。 第三代（1965～1980年）集成电路计算机 以中小规模集成电路为主要部件，内存用磁芯、半导体，外存用磁盘。软件
广泛使用操作系统，产生了分时、实时等操作系统和计算机网络 第四代（1980年至今）个人计算机 以LSI、VLSI为主要部件，以半导体存储器和磁盘为内、外存储器。在软件
章
✓ 片上多核处理器(CMP)
✓ 流处理器(Stream Processor)
✓ PIM(Processor In Memory)
概
✓ 可重构计算处理器
述
1.4 嵌入式系统（了解）
✓ 嵌入式系统的概念
✓ 嵌入式系统的特点
✓ 嵌入式系统中的处理器
✓ 嵌入式系统的组成
✓ 嵌入式系统的发展现状与趋势
✓ 学习嵌4入1.式系统的意义
电子系统创新设计与实践
第一章绪论进入21世纪，是科学技术突飞猛进的世纪，科学技术正以新的广度和深度加速发展。
无论是计算机还是通讯技术，能发展到今天的水平，都离不开电子技术，电子技术无疑是当代高新技术中发展最迅速的先导性科技，是先进生产力的典型代表，以成为一个国家现代化进程的新标志。
近几十年来，电子技术不断的渗透到其他学科，诞生了许多新兴的工业领域，为国民经济的迅速发展起到了至关重要的作用。
1.微电子技术在一个微小面积中制造出复杂的电子系统，这就是微系统电子学，简称微电子学。
它包括系统和电路设计，工艺技术、材料制备、自动测试等一系列专门技术。
目前已经做到0.1µm 并向更小的尺寸进军。
空间尺度在0.1-100nm定义为纳米空间，在纳米空间电子的波动性质将以明显的优势显示出来，于是纳米电子技术应运而生。
可以看到微电子学向纳米电子学发展的必然趋势。
2.汽车电子技术电子技术和传统的汽车的结合——汽车机电一体化被认为是近年来汽车技术发展的重大突破，汽车电子化程度的高低已成为衡量该国汽车现代化水平的重要标志。
例如制动防“抱死”电子控制系统（ABS）、牵引力控制系统（TCS）、自动巡航系统（CCS）等，具有高度安全性及操控性的全时四驱的诞生，以及各式各样的行车电脑，都代表了当代汽车电子技术在发动机、车身及底盘控制等领域的广泛应用。
3.航空电子技术随着飞机性能的提高，机载电子设备愈来愈复杂，航空电子技术领域是大有作为的领域。
据美国飞机造价的不完全统计，航空电子设备在军用飞机价格中所占比例，已上升到30-35％。
预计新型战斗机将上升为45-50％。
这种价格比例也说明了航空电子技术的重要地位。
当前利用卫星、雷达、通信、导航、识别、计算机等综合技术的空中预警航空电子系统，电子干扰与对抗等若干综合航空电子系统已成航空电子技术的开发重点。
4.光电子技术光电子技术是继微电子技术之后，近十几年来迅速发展的新兴高新技术，它集中了固体物理、导波光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科。
电子系统创新设计与实践
第一章绪论进入21世纪，是科学技术突飞猛进的世纪，科学技术正以新的广度和深度加速发展。
无论是计算机还是通讯技术，能发展到今天的水平，都离不开电子技术，电子技术无疑是当代高新技术中发展最迅速的先导性科技，是先进生产力的典型代表，以成为一个国家现代化进程的新标志。
近几十年来，电子技术不断的渗透到其他学科，诞生了许多新兴的工业领域，为国民经济的迅速发展起到了至关重要的作用。
1.微电子技术在一个微小面积中制造出复杂的电子系统，这就是微系统电子学，简称微电子学。
它包括系统和电路设计，工艺技术、材料制备、自动测试等一系列专门技术。
目前已经做到0.1µm 并向更小的尺寸进军。
空间尺度在0.1-100nm定义为纳米空间，在纳米空间电子的波动性质将以明显的优势显示出来，于是纳米电子技术应运而生。
可以看到微电子学向纳米电子学发展的必然趋势。
2.汽车电子技术电子技术和传统的汽车的结合——汽车机电一体化被认为是近年来汽车技术发展的重大突破，汽车电子化程度的高低已成为衡量该国汽车现代化水平的重要标志。
例如制动防“抱死”电子控制系统（ABS）、牵引力控制系统（TCS）、自动巡航系统（CCS）等，具有高度安全性及操控性的全时四驱的诞生，以及各式各样的行车电脑，都代表了当代汽车电子技术在发动机、车身及底盘控制等领域的广泛应用。
3.航空电子技术随着飞机性能的提高，机载电子设备愈来愈复杂，航空电子技术领域是大有作为的领域。
据美国飞机造价的不完全统计，航空电子设备在军用飞机价格中所占比例，已上升到30-35％。
预计新型战斗机将上升为45-50％。
这种价格比例也说明了航空电子技术的重要地位。
当前利用卫星、雷达、通信、导航、识别、计算机等综合技术的空中预警航空电子系统，电子干扰与对抗等若干综合航空电子系统已成航空电子技术的开发重点。
4.光电子技术光电子技术是继微电子技术之后，近十几年来迅速发展的新兴高新技术，它集中了固体物理、导波光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科。
《微处理器系统结构与嵌入式系统设计》课程教案
《微处理器系统结构与嵌入式系统设计》课程教案第一章：微处理器概述1.1 微处理器的定义与发展历程1.2 微处理器的组成与工作原理1.3 微处理器的性能指标1.4 嵌入式系统与微处理器的关系第二章：微处理器指令系统2.1 指令系统的基本概念2.2 常见的指令类型及其功能2.3 指令的寻址方式2.4 指令执行过程第三章：微处理器存储系统3.1 存储器的分类与特点3.2 内存管理单元（MMU）3.3 存储器层次结构与缓存技术3.4 存储系统的性能优化第四章：微处理器输入/输出系统4.1 I/O 接口的基本概念与分类4.2 常见的I/O 接口技术4.3 直接内存访问（DMA）4.4 interrupt 与事件处理第五章：嵌入式系统设计概述5.1 嵌入式系统的设计流程5.2 嵌入式处理器选型与评估5.3 嵌入式系统硬件设计5.4 嵌入式系统软件设计第六章：嵌入式处理器架构与特性6.1 嵌入式处理器的基本架构6.2 嵌入式处理器的分类与特性6.3 嵌入式处理器的发展趋势6.4 嵌入式处理器选型considerations 第七章：数字逻辑设计基础7.1 数字逻辑电路的基本概念7.2 逻辑门与逻辑函数7.3 组合逻辑电路与触发器7.4 微处理器内部的数字逻辑设计第八章：微处理器系统设计与验证8.1 微处理器系统设计流程8.2 硬件描述语言（HDL）与数字逻辑设计8.3 微处理器系统仿真与验证8.4 设计实例与分析第九章：嵌入式系统软件开发9.1 嵌入式软件的基本概念9.2 嵌入式操作系统与中间件9.3 嵌入式软件开发工具与环境9.4 嵌入式软件编程实践第十章：嵌入式系统应用案例分析10.1 嵌入式系统在工业控制中的应用10.2 嵌入式系统在消费电子中的应用10.3 嵌入式系统在医疗设备中的应用10.4 嵌入式系统在其他领域的应用案例分析第十一章：嵌入式系统与物联网11.1 物联网基本概念与架构11.2 嵌入式系统在物联网中的应用11.3 物联网设备的硬件与软件设计11.4 物联网安全与隐私保护第十二章：实时操作系统（RTOS）12.1 实时操作系统的基本概念12.2 RTOS的核心组件与特性12.3 常见的实时操作系统及其比较12.4 实时操作系统在嵌入式系统中的应用第十三章：嵌入式系统功耗管理13.1 嵌入式系统功耗概述13.2 低功耗设计技术13.3 动态电压与频率调整（DVFS）13.4 嵌入式系统的电源管理方案第十四章：嵌入式系统可靠性设计14.1 嵌入式系统可靠性概述14.2 故障模型与故障分析14.3 冗余设计技术与容错策略14.4 嵌入式系统可靠性评估与测试第十五章：现代嵌入式系统设计实践15.1 现代嵌入式系统设计挑战15.2 多核处理器与并行处理15.3 系统级芯片（SoC）设计与集成15.4 嵌入式系统设计的未来趋势重点和难点解析第一章：微处理器概述重点：微处理器的定义、发展历程、组成、工作原理、性能指标。
Intel微处理器第七版教学设计
Intel微处理器第七版教学设计简介这是一份Intel微处理器第七版教学设计，包含了该课程的课程目标、课程内容、教学方法、教学评价等方面的内容，旨在帮助教师更好地安排教学计划，提高教学质量。
课程目标通过本课程的学习，学生应该能够：1.理解计算机系统的基本组成和操作原理；2.掌握Intel微处理器的体系结构、指令集和编程方法；3.能够使用汇编语言编程，并能够进行简单的系统编程；4.培养学生的计算机系统设计和问题解决能力。
课程内容第一章：计算机系统基础本章主要介绍计算机系统的基本组成和操作原理。
包括计算机硬件、硬件控制和操作系统等方面的内容。
第二章：汇编语言基础本章主要介绍汇编语言的基本知识和语法，包括数据类型、指令格式、地址表示和地址模式等方面的内容。
第三章：Intel微处理器体系结构本章主要介绍Intel微处理器的体系结构和内部结构，包括寄存器、内存和总线等方面的内容。
第四章：汇编语言编程本章主要介绍汇编语言编程的具体方法和技巧，包括数据处理、控制流程、存储器存取和输入输出等方面的内容。
第五章：系统编程基础本章主要介绍系统编程的基本知识和基本方法，包括系统调用、异常处理和中断处理等方面的内容。
教学方法本课程采用“先理论后实践，先讲授后实验”的教学方法，具体包括以下几个方面：1.理论讲授：采用教师讲解、图示和案例分析等方式，帮助学生理解相关的知识点和数据结构。
2.实践操作：通过实验和编程任务来加强学生的实际操作能力，并巩固所学的知识点。
3.课堂讨论：通过课堂讨论和互动式教学等方式，促进学生思考和交流，提高他们的学习兴趣和专注度。
教学评价本课程的教学评价分为两个层次：课程评价和学生评价。
课程评价根据学生的学习情况和实验情况，对本课程进行评价。
主要包括以下几个方面：1.教学效果评价：通过学生的考试成绩，实验报告和编程作业来反映教学效果。
2.教学质量评价：根据学生的意见和教师的教学记录，评价本课程的教学质量和教学方式。
《电子系统设计导论》课件
总结本课程的主要内容和学习收获，回顾所学的知识和技能。
2 电子系统设计的未来发展
展望电子系统设计在未来的发展方向和趋势，探讨可能的创新和应用。
3 学生提问答疑
回答学生对课程和电子系统设计相关问题，帮助学生解决疑惑和深入理解。
信号传输和滤波
讨论了信号在电子系统中的传输和滤波过程，以及常用的传输和滤波技术。
信号调制和解调
详细介绍了信号调制和解调的原理和方法，以及应用领域和实例。
微处理器与嵌入式系统
微处理器概述
深入探讨微处理器的原理、结构 和工作方式，以及常用的微处理 器芯片。
嵌入式系统基础知识
嵌入式系统设计实例
介绍嵌入式系统的基本概念和特 点，以及常见的嵌入式系统组件。
通过实例展示嵌入式系统的设计 过程和方法，帮助你掌握嵌入式 系统设计技能。
电子系统的应用
1
汽车电子系统设计
介绍了汽车电子系统的设计原理和应用，
飞行控制系统设计
2
以及在汽车行业中的重要性。
探讨了飞行控制系统的设计和技术，以
及在航空航天领域的应用。
3
智能家居设计
详细介绍了智能家居系统的设计和功能， 展示了智能家居技术的发展趋势。
电子系统设计案例分析
智能手环设计案例
通过案例分享智能手环的设计 原理和技术，以及在健康监测 领域的应用。
蓝牙音频设计案例
展示了蓝牙音频系统的设计和 实现，以及在音频传输和无线 通信方面的应用。
智能马桶设计案例
介绍了智能马桶的设计原理和 功能，并展示了智能马桶在卫 生洁具领域的创新应用。
总结与展望
《电子系统设计导论》 PPT课件
欢迎来到《电子系统设计导论》PPT课件。这个课程将介绍电子系统的设计原 理和基本流程，并探讨电子系统在各个领域的应用。
微机原理及应用第7章
7.2 中断处理过程及中断源识别
中断处理过程
四个步骤：
中断请求 中断响应 中断服务 中断返回
以下以外部中断为主介绍这四个步骤。
1）中断请求
外设接口（中断源）发出中断请求信号，送到 CPU的INTR或NMI引脚；
中断请求及响应 中断处理 中断返回
中断的用途
CPU的中断功能的实现带来了以下好处： 1、同步处理 2、实现了实时处理 3、多道程序或多重任务的运行 4、突发事件处理
中断的定义
CPU执行程序时，由于发生了某种随机的事件 (外部或内部)，引起CPU暂时中断正在运行的程 序，转去执行一段特殊的服务程序(称为中断服 务程序或中断处理程序)，以处理该事件，该事 件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一 过程称为中断。
中断请求信号：边沿请求，电平请求 例如，NMI为边沿请求，INTR为电平请求
中断请求信号应保持到中断被处理为止； CPU响应中断后，中断请求信号应及时撤销。 在8086/8088系统中，外设的中断要经过8259A
可编程中断控制器(PIC)的排队判优后向CPU发出： (I/O接口)n1 → PIC → CPU
中断矢量法。由中断源提供中断类型号，CPU根 据类型确定中断源。（8086/8088即采用此种方 法）
1．查询中断（软件识别中断优先权）
INTR
≥1 ...
AB
A15~A0
译码
器 IOR
D7~D0
DB
G 缓冲
器
中断源1 ...
中断源8
软件查询法判优流程
读中断请求寄存器