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現(xiàn)在但凡是從事電子行業(yè)的工程技術(shù)人員以及電子愛好者們,就沒有不知道什么是單片機和嵌入式的。在電子技術(shù)發(fā)展過程中,我個人認為,電子管、半導體技術(shù)那都是里程碑式的技術(shù)發(fā)明。伴隨著半導體技術(shù)的發(fā)展,單片機的出現(xiàn),那就是一個必然的結(jié)果;而嵌入式系統(tǒng)是計算機控制程序在硬件上的大規(guī)模使用的一個必然的結(jié)果。
早期的電子產(chǎn)品是沒有PCB的,直接固定好元器件,再使用導線連接起來,就像下面這樣:
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隨著技術(shù)的發(fā)展,電子元器件的尺寸越來越小、電路上的電子元器件越來越多,PCB和集成電路也就出現(xiàn)了。而集成電路的出現(xiàn),極大地促進了電子技術(shù)的發(fā)展,那么單片機以及嵌入式的產(chǎn)生也就成為了必然。我個人以為,集成電路的整體結(jié)構(gòu)上,其實就是微觀版本的PCB,只是依托的介質(zhì)和具體的設(shè)計不同而已。
我們都知道,早期一個傳統(tǒng)的計算機,包括電源、中央處理單元(CPU)、主板、內(nèi)存、顯卡、聲卡、硬盤、顯示器等。
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CPU附著在主板上,控制程序保存在硬盤中。在運行時,程序需要調(diào)入內(nèi)存中,同時通過各種接口,完成和其他輸入、輸出設(shè)備的通訊,從而實現(xiàn)各種控制。計算機的運算速度、應(yīng)用便利、控制靈活等特點,使得它的應(yīng)用迅速進入工業(yè)控制領(lǐng)域。但是,由于它的體積比較大,在某些地方就沒法使用了,這個時候,把計算機小型化,把運算器、內(nèi)存、輸入輸出控制器集成起來使用的單片機就出現(xiàn)了。
早期的單片機是沒有集成ROM的,所以需要外部ROM來保存控制程序,同時需要單片機提供必要的接口來實現(xiàn)。所以早期的51單片機,都會提供專用的讀寫管腳、ALE管腳、P0口等,用來訪問外部ROM的資源。而現(xiàn)在的單片機內(nèi)集成了ROM、Flash,使程序和數(shù)據(jù)的存儲,就不再需要單獨架設(shè)外部ROM了。
單片機的應(yīng)用,是一定離不開程序的,每種單片機都有自己專用的匯編語言系統(tǒng)。通過匯編編程,配合外部電路,實現(xiàn)特定功能,構(gòu)成了一套完整的單片機控制系統(tǒng),這就是嵌入式的由來。當然,現(xiàn)在已經(jīng)沒有多少人會全部使用匯編語言來開發(fā)嵌入式控制系統(tǒng)了,C語言的特點,使得它成為嵌入式開發(fā)的首選。
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隨著技術(shù)的發(fā)展,計算機中的實時性、多任務(wù)性也被“好事者”們移植到了單片機中,從而在單片機中嵌入了操作系統(tǒng)。當然,這個時候單片機的發(fā)展,已經(jīng)能夠保證單片機中有足夠的資源用來支撐一個小型的操作系統(tǒng)了。今天,電子技術(shù)的發(fā)展,早就不是硬件技術(shù)和軟件技術(shù)的單獨發(fā)展了。
可以說,嵌入式系統(tǒng)就是軟硬件共同發(fā)展的一個結(jié)晶;今天嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展,也越來越緊密地跟隨著計算機軟件技術(shù)的發(fā)展了。單片機是嵌入式系統(tǒng)的載體,嵌入式系統(tǒng)利用單片機提供的各種資源,實現(xiàn)靈活控制,廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域,尤其是進入到我們生活中的方方面面。電飯煲、洗衣機、熱水器、手機、路由器、智能穿戴設(shè)備等,已經(jīng)成為我們生活中必不可少的一部分。
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單片機
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