基于單片機的嵌入式系統研究

徐　倫

（三江學院工程教育學院，江蘇南京，210012）

基于單片機的嵌入式系統研究

徐倫

（三江學院工程教育學院，江蘇南京，210012）

隨著計算機技術的不斷發展，近幾年來，我國在單片機的研究開發方面也相繼取得了較大的進步。單片機技術逐漸被應用于社會各領域，不僅能夠有效提高我國社會各領域的生產效率、生產力，還能夠有效促進我國社會經濟的快速發展。特別是單片機嵌入式系統的開發應用，極大地推動了我國手持設備及其信息家電等產品質量的發展，使產品逐步朝著智能化、功能多樣化的方向發展。然而，就當前的發展形勢來看，單片機嵌入式系統仍未形成完善的理論體系。本文首先介紹了嵌入式系統，并進一步分析了嵌入式系統的發展狀況，最后就單片機嵌入式系統的開發應用進行了探討。

單片機；嵌入式系統；應用開發

單片機的嵌入式系統不僅能夠實現單片機的遠程調控，還能夠加強資源儲存管理并使通信信息同步等。計算機技術作為嵌入式專用系統的主核心，在單片機嵌入式系統開發過程中占據著重要地位，并作為開發系統平臺存在著，而基于我國近年來科學技術的迅速發展，嵌入式系統在社會各行業的應用也愈發廣泛。這是因為該系統具有強大的功能性和廣泛的適用性，使其在眾多領域中都能被充分應用。不僅為企業創造了巨大的經濟效益，還能夠提高企業產品質量，為此，有必要對單片機的嵌入式系統進行研究，這對企業及其國家的經濟發展有積極意義。

1　嵌入式系統的相關概述

1.1嵌入式系統簡介

所謂的嵌入式系統主要是以計算機技術為基礎，可裁剪軟硬件，并對系統的性能、體積、成本等方面要求相對嚴格，以實際的應用為中心的專用計算機系統。當前，嵌入式系統更是廣泛的應用到國防系統、國民經濟等領域當中，嵌入式系統具有相對優異的性能。而較之以往的計算機系統，嵌入式系統還有以下幾個特征。

其一，高性能。較之以往的計算機系統，嵌入式系統具有較好的穩定性，其運算速率也相對較高，在開發周期方面，所耗用時間也較短，因此該系統具有較高的性價比；其二，體積較小。在科技信息不斷發展的背景之下，人們對于計算機系統的體積大小也提出了相應的要求，為了便于人們輕松攜帶和使用，嵌入式系統以一種體積較小的狀態逐步呈現在人們眼前，而為了能夠保障系統的正常運用并有效縮短系統體積，該系統更是巧妙地安裝了部分控制部件，不僅有效的提高了系統空間使用率，縮小系統體積，更進一步降低了系統的成本費用；其三，實時性較強。嵌入式系統對于時間異常敏感，在某些軟件應用中，有一定的時間限制，若是無意間超過了某項軟件所規定的操作時間，就算得出了所需要的結果，也不能達到所預期的效果，所以嵌入式系統還具有實時性較強的特點；最后，應該注意的是該系統的存儲容量較少。由于其缺少硬盤設備，且其數據信息的存儲仍是借用ROM、FLASH memory等存儲介質來進行保存，所以存儲容量相對不高。

1.2嵌入式系統的發展狀況

當前，嵌入式系統的應用范圍不斷被擴展，但也正如上述所說，嵌入式系統仍舊缺乏完整、通用、有效的開發方法，所以，在嵌入式的軟件環節設計上我國仍處于初級開發階段。這就意味著若想更好地促進嵌入式系統的開發就必須對單片機的微內核、關鍵技術及其嵌入式系統的集成軟件的相關測試等方面進行研究和考慮。而分析嵌入式系統自身的特點之后還可以發現，嵌入式系統仍存在著些許不足之處，例如雖然該系統具有體積較小，便于攜帶的特點，但卻導致該系統的存儲容量不足，此外，由于單片機微內核的體積也逐步朝著越變越大的趨勢發展，這也要求要不斷完善和改進單片機的儲存容量，才能更好適應當前的復雜化發展趨勢。

2　單片機的嵌入式系統應用開發

2.1單片機簡介

單片機主要基于CPU、ROM等設備全部集成于硅片上的原理所形成的微型計算機。當前的單機片基本采用了超大規模集成技術，綜合嵌入式系統體積小等特點。而隨著單片機應用技術趨向成熟，其應用范圍也逐步擴寬，在市場中的地位也愈發重要。

2.2單機片嵌入式系統應用

依據單機片的嵌入式系統應用，該系統具有減少耗能損失，節約能源的優勢，所耗費的成本費用相對較少，且便于修理維護。基于此特點，著重分析嵌入式Web服務器，來進一步探討單片機嵌入式系統的應用。

嵌入式Web服務器，主要是利用以太網得以運轉，并完成通信領域相關設備的運行，使其信息傳輸的效率有所提高，并共享數據資源。在嵌入式Web服務器中，科學運用單片機不僅能夠有效解決資源遭受限制的狀況，還能通過遠程實現數據服務，在嵌入式設備連入網絡之后，即可實行遠程設備管理，還可瀏覽該服務器中的內容。此外，該服務器的客戶端，主要是作為嵌入式系統與其服務器連接的路局，并根據相關協議，該服務器會自動分析單片機嵌入式系統的指令，并通過腳本語言的形式傳入到放武器中，最終將符合指令的信息輸送到嵌入式系統。通常來說，嵌入式Web服務器接收了嵌入式系統的相關指令后，能夠對HTTP請求進行自動解析，并與遠程設備迅速連接成功，使管理和配置能夠方便實行，就算嵌入式Web服務器在實施信息監測時，也能夠與接口通信進行準確的連接，使得嵌入式Web服務器信息的交互水平能夠有所提升。

2.3單片機的嵌入式系統開發

（1）微內核結構的影響

嵌入式系統的微內核結構在實際開發過程中取得了較高的成果，然而，在實際應用不斷復雜化的背景之下，微內核的體積也相應不斷增大，這就使得單片機的嵌入式系統受其原始操作系統的內核所限，不能夠合理使用微內核結構，最終導致嵌入式的各種性能遭受影響。因此，改善微內核操作系統的性能、提高功能效率也愈發成為當前單片機嵌入式系統開發的重點研究問題。

（2）開發設計

在設計單片機的嵌入式系統時，不僅要確保嵌入式系統具有實時控制、良好的信息處理能力等特點，還要保障所需數據存儲器與網絡接口等都集成在同一塊芯片上，才能使單片機的嵌入式系統有效實現遠程控制、資源信息存儲、資源共享等功能。此外，在設計過程中，還應將驅動與其應用的接口設定為指定的接口，讓嵌入式系統的實際應用軟件能夠符合設計標準，這也直接避免了多個單片機出現重復使用的現象。在設計組合硬件及其驅動程序時，應利用EDA工具來展開模擬調試開發，以檢驗嵌入式系統的設計流程是否具有科學性和合理性，還能夠減少嵌入式系統開發時間的損耗。最后，在該系統軟件的開發過程中，應先測試程序的運行流程及其運行邏輯，加以分析系統的運行狀態，及其各種訪問的周期信息。如此測試，對于確保嵌入式系統的調試階段穩序進行有其重要意義。若是能夠充分利用EDA工具來開發單片機的嵌入式系統，這對于開發人員工作難度的降低也是有其益處的。同時，在計算機軟件最后的開發階段完成后，應該將軟件直接移植到單片機的嵌入式系統當中，使得單片機的嵌入式系統最終開發完成。

3　結束語

作為嵌入式系統的核心結構，單片機決定著嵌入式系統是否能夠穩定運行。而依據當前嵌入式系統的運行狀況，還必須不斷加強對單片的開發力度，并逐步推動嵌入式系統的發展，才能夠使嵌入式系統的功能更加完善和增強，確保單片機的地位。此外，對于單片機嵌入操作系統中以便進行軟件設計開發也逐步成為嵌入式應用系統的主流，并成為各研究者的熱點研究對象，所以，基于單片機的嵌入式系統研究，還應加強其實踐性和理論性的結合，才能保證嵌入式系統實現自身的運行價值。

［1］陳麗芳.基于單片機的嵌入式系統開發［J］.電子測試，2015，10：13-14.

［2］查加林，孫小美，王寧.基于單片機的嵌入式系統探究［J］.通訊世界，2015，14：234.

［3］杜朝.基于單片機的嵌入式系統開發［J］.無線互聯科技，2016，01：56-57.

［4］張志.基于單片機的嵌入式系統開發及實踐要點研究論述［J］.電腦知識與技術，2016，01：258-259+262.

徐倫（1982.02—），男，漢族，江蘇贛榆人，三江學院工程教育學院，碩士，實驗師，從事智能化控制與嵌入式系統應用研究。

Research of embedded system based on single chip microcomputer

Xu Lun
（College of engineering education， Sanjiang University Nanjing Jiangsu 210012）

With the continuous development of computer technology，in recent years，China has made great progress in the research and development of SCM. SCM technology has gradually been applied in various fields of society，not only can effectively improve the production efficiency and productivity in various fields of our country，but also can effectively promote the rapid development of social economy in our country.Especially the development and application of the embedded system，which has greatly promoted the development of the quality of handheld devices and information appliances in China，and make the products develop towards the direction of intelligent and functional diversification.However，in terms of the current development situation，SCM embedded system has not yet formed a perfect theoretical system.This paper first introduces the embedded system，and further analyzes the development of embedded system，and finally the development and application of SCM embedded system is discussed.

single chip microcomputer；embedded system；application and development