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1、嵌入式系统及其电路的开发设计,本讲内容,学习本课程的意义本课程内容概述计算机技术的发展计算机应用概览,学习本课程的意义本课程内容概述计算机技术的发展计算机应用概览,本讲内容,学习本课程的意义,1、随着技术的高速发展，计算机成为所有研究设计工作的必备工具，研究生将是高层次的研究设计人员，你们未来的工作主要是研究设计，因此离不开计算机这种基本工具。所以必须学习了解计算机技术。2、对于工科方向的研究生，对控制技术的了解和掌握也是很重要的方面。而现代各类控制器的核心器件就是计算机，因此学习了解计算机测控技术的相关知识就必不可少。3、西方国家在计算机技术领域对我国保密，当然人家也是要保护自己的知识产权，
2、无可厚非。但是由于他们握有这种具有核心竞争力的技术，他们就靠这个在军事装备、科学研究、IT产业、工业、医疗等领域占领制高点，领导技术发展的潮流；以其高科技的产品赢取大量外汇从而占领经济的制高点；而把高能耗、高资源消耗、高污染的制造业例如炼钢、轮船船身制造、飞机机体制造、汽车车体制造、火车车体制造等放到中国等国家，大量消耗我国有限的资源，损害我国的可持续发展能力，保护他们的资源，保持他们可持续发展的能力。因此，为了我们国家的长久利益，提升我们在计算机领域的技术水平势在必行。,嵌入式系统定义、特点,嵌入式系统定义：用于仪器、设备、装置或生产线测量与控制的计算机系统称为嵌入式系统。嵌入式系统与普通计
3、算机系统的主要区别是：以测量控制为主要任务，对输入输出能力、抗干扰能力要求高。对运算速度要求不是很高。而普通计算机要求速度越高越好。其它能力要求则不是很高。这就形成了两大类计算机产品:一类是用于控制的计算机 另一类是用于数值计算的计算机,一般来讲，嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统的应用得到了广泛的发展，嵌入式系统已经应
4、用到了信息家电、手持机、环境监测、工业控制等各个领域。,嵌入式系统特点,嵌入式系统特点,装有嵌入式系统的装置或设备很多，例如飞机、舰船、火车、汽车、工厂的数控机床、加工中心、自动生产线、各类机器人、各种家用电器、电控玩具、电子医疗仪器、导弹、雷达，各类检测设备、通信设备(交换机、基站、手机)等等。普通计算机以计算为目标，结构简单，品种较少。分为大、中、小、微4种系列，发展最快的是微型机。嵌入式系统计算机以测控为目标，结构复杂，品种繁多，包括了从微机到单片机的所有计算机种类，功能多样化。,本讲内容,学习本课程的意义本课程内容概述计算机技术的发展计算机应用概览,微机硬件与系统解剖麻雀单片微型计算机
5、(8位16位32位单片机学习)计算机通信技术计算机数据采集技术电路设计相关技术,本课程基本内容嵌入式系统(计算机测控系统),本讲内容,学习本课程的意义本课程内容概述计算机技术的发展计算机应用概览,计算机的发展，微机和微控制器,计算机是人类文明史上最重要的发明之一，是人类在生产实践和科学研究中所创造的最有价值的工具，是人类智慧的结晶。计算机按运算速度和规模，分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机，以及各类微控制器(单片微型计算机简称单片机)。微型机发展快，用量很大。微控制器也发展迅速，用量相当大。目前微型计算机的发展，以三个方面的技术为主线，一是用于数值计算和信息处理的PC机微处理器及其外围
6、芯片的技术研究，二是品种繁多的8位单片微控制器与数字信号处理器DSP及32位微控制器ARM的研究，三是工业控制计算机(工业PC)与可编程序控制器PCC/PLC技术研究。微控制器的发展，主要集中在各类单片机（8位机、DSP、ARM）的技术发展方面，将更多的功能加入到单片机中，或者简化单片机使其成为某些专用的功能简单、体积小巧的单片机。,15,工控机示意图,西门子工控机,研华工控机,16,工业PC的结构,工业控制机的典型结构如下图所示，主要有以下几部分组成。,工控机典型结构图,全钢机箱无源底板工业电源CPU卡其他配件,17,CPU板,18,无源底板,8051开发板,ARM开发板,本讲内容,学习本课
7、程的意义本课程内容概述计算机技术的发展计算机应用概览,计算机应用概览,从应用方面来看，微型计算机已经广泛应用到社会生活的各个领域，具体如下：1、工业：机械制造、化工产品制造、电子产品制造、生活用品制造、油气勘探生产储存运输加工、电力自动化、交通工具自动化等。机械制造：包括机械冷加工(车、铣、刨、磨、镗、钻、铰)中的各类自动机床与加工中心，热加工(铸造、锻压、焊接、热处理)中的自动控制。化工产品制造：包括化肥、农药、药品、化学试剂、油漆、涂料、化学添加剂、各类油脂、洗涤剂(肥皂、香皂、洗衣粉、洗衣液)等中的自动控制。电子产品制造：所有电子元器件(二极管、三极管、可控硅、MOS管、MOSFAT、各
8、类集成电路、电阻、电容)的制造，全部在计算机控制下，高精度地多遍定点加工。目前能够制造集成电路加工设备的国家为数不多，这些设备要在很小的硅片上加出数百万个晶体管和数目庞大、交错纷杂的连线，而且要多遍加工，要求的精度很高。要全部靠计算机进行控制。,计算机应用概览,生活用品制造：例如服装，在现代化的服装厂里，服装的加工全部是批量进行，缝纫机全部由电脑控制，自动缝制衣服，就是衣服上的、帐子上需要的复杂的绣花，也是由计算机控制的绣花机进行。油气田勘探：勘探中先是航测，再是踏勘，再是地震勘探(获取地下的地质构造)，再是打探井，取出岩心，对岩心进行古生物检测与分析，确定地层的地质年代，检测岩心的含油汽情况
9、，检测岩心的孔隙度、孔隙结构、含油饱和度，再进行整个探区的各探井资料的整合，运用计算机进行大量勘探数据的综合分析，确定该区油气的储量。这些工作几乎全部要在计算机上进行。油气田开发：要进行开发方案的制定，首先要进行多种井网方案的油田开发计算机模拟，确定自喷期、转注时机、转注方案。优选开发方案，然后制定开发规划，按照确定的井网打井，电力自动化：所有发电厂的发电机及其它设备全部由计算机控制和管理，进入发电厂的控制中枢主盘，就会看到一大排计算机在进行方方面面的控制和管理。交通工具自动化：现在的火车、汽车、飞机、轮船都有计算机控制系统和计算机管理系统。,计算机应用概览,2、金融业(包括银行信贷管理与结算、股票管理与操作)。3、交通业(铁路与民航的网络售票系统、城市交通管理网络系统)。4、电信业(通信网管理、收费计时、结算网络系统)。5、教育业(学校管理、多媒体教学、招生管理网络系统、学生、教师档案信息系统)。6、信息业(互联网、局域网、天气预报、抗病救灾)。7、医学领域(各种诊断仪器、治疗仪器，基因分析，医务专家系统)。8、航空航天航海及国防领域(电子对抗技术、雷达、导弹、反导弹系统)。计算机应用越来越广泛，成为促进现代文明进步、推动社会发展的重要工具。,本讲内容小结,学习本课程的意义本课程内容概述计算机技术的发展计算机应用概览,
