基于单片机的嵌入式系统开发

杜朝

摘要：随着计算机网络技术的不断发展，近年来我国单片机研发设计领域也获得了蓬勃的发展，单片机技术在社会多个领域的应用也越来越为广泛，其在有效提升社会各领域的生产力及生产效率的同时，也极大的促进了我国社会经济地迅猛发展。尤其是基于单片机的嵌入式系统在社会各个领域的广泛渗透，如在信息家电，及手持设备等领域的应用，其更是极大的推动了这些领域在产品质量方面的飞跃，实现了产品向智能化及多功能化方向的发展。然而由于我国当前在单片机嵌入式系统的开发途径方面，还尚未形成一套成熟的理论体系，因此加大对基于单片机的嵌入式系统开发的相关研究，有着积极意义。文章对嵌入式系统进行了简要的概述，在此基础上，对基于单片机的嵌入式系统开发情况进行了详细的探讨。

关键词：单片机；嵌入式系统；开发

随着社会经济的快速发展，在强大的经济实力支持下，近年来我国科学技术领域也获得了长足的进步，科学技术的快速发展及其在社会各个领域的广泛应用，在极大的提升各领域生产力及生产效率的同时，也为各领域创造了巨大的社会经济效益，其对于保障社会各领域建设事业的健康可持续发展等有着重要作用。信息技术是21世纪发展最为迅猛的科学技术之一，信息技术的快速发展，也开启了信息时代的大门，随着信息技术在社会多个领域的广泛渗透，以计算机信息技术为基础的单片机技术领域也获得了极大的发展，基于单片机的嵌入式系统的开发也成为了人们研究的热点领域之_。基于单片机嵌入式系统的研发之所以能够吸引业界如此多的注意力，究其原因主要是该系统的功能的强大性，及适用的广泛性，基于单片机的嵌入式系统能够应用到社会多个领域中，如信息家电，及手持设备等领域，不仅能够有效地提升这些领域的工作效率，为企业创造巨大的社会经济效益，还能有效地实现产品的智能化及多功能化发展，因而加大对单片机嵌入式系统开发的相关研究，有着积极意义。接下来对嵌入式系统进行简要的概述，在此基础上，对基于单片机的嵌入式系统开发情况进行详细的探讨。

1.嵌入式系统概述

随着信息技术的不断发展，计算机系统在结构及性能方面，也在发生着重大的改变，原有的计算机系统己难以适应社会发展的需要，以及人们日益升高的对系统性能的要求，因此加大对计算机系统的研发，就显得尤为必要了。嵌入式系统便是在这样的社会大背景下应运而生的，其对于提升计算机性能，提升计算机系统的智能化水平等，有着重要作用。嵌入式系统，顾名思义是一种基于计算机技术，以实际应用为目标，可以实现对软硬件剪裁，同时在系统的安全稳定性、体积及成本和性能等方面，有着更高要求的专业计算机系统。基于嵌入式系统的优异性能，该系统已广泛应用于我国社会的多个领域，如信息家电领域，甚至在我国的国防工业领域，该系统也有着广泛的应用。

具体来说，嵌入式系统相较于以往的计算机系统，其具有如下主要特点：（1）体积小特点。随着信息技术的不断发展，人们对计算机系统在体积方面也提出了更高要求，为了更加方便人们的携带及使用，当前系统的研发有向小体积方向发展的趋势，而嵌入式系统就是一种具有较小体积的计算机系统，为了有效降低系统的体积，该系统将其部分控制部件，巧妙地安装进系统中，从而在有效的缩小系统体积的同时，也极大地提升了系统空间的利用率，降低了系统生产成本；（2）高性能特点。该系统相较于以往的计算机系统，具有更好的系统稳定性，及更高的运算速率，同时该系统在开发周期方面，也得到了急剧的降低，因而较高的性价比，也是该系统的主要特点之_；（3）存储容量不高。由于该系统不具有以往计算机系统的硬盘设备，其在数据信息的存储方面，主要借助FLASH memory，及ROM等储存介质实现数据信息的保存，因而其存储容量不高；（4）实时性特点。该系统对时间较为敏感，在部分应用软件中，其对时间有一定的限制，若在某项操作中，其超过了规定的时间，其就不能达到预期的效果，因而该系统具有很强的实时性特性。

2.基于单片机的嵌入式系统开发

2.1单片机概述

随着计算机信息技术的快速发展，近年来我国单片机技术领域也获得了迅猛的发展，单片机，又可被称为微型计算机，其是一种将RAM，ROM，CPU等设备，采用高度集成的方式，将其全部设计在同一芯片上的一种微处理器。当前随着单片机技术的不断发展，其超大规模的集成技术领域，也获得了长足的进步，同时随着单片机在低质量、小体积方面的不断发展，当前我国单片机已形成了一套相对成熟的技术体系，在性能及功能性方面，也获得了极大的提高，因而单片机技术在当前社会的多个领域，诸如工艺控制，仪器仪表，以及通信领域等，己获得了广泛的应用，并取得了显著的成效，相信在不久的将来，其在社会的多个领域都有着良好的应用前景。

2.2操作系统微内核

2.2.1微内核结构

单片机作为一种微处理器，其是嵌入式系统最为核心的部分，其对于系统功能的充分发挥，发挥关键作用。嵌入式操作系统，其微内核在结构上主要由以下几个部分组成：（1）任务管理和调度模块。该模块的主要功能是，实现对任务的有效的控制及其调度，同时该模块还能有效实现各任务间的数据通信，以及对任务数据信息进行储存等；（2）硬件抽象层模块。该模块的主要功能是，在一定的硬件平台下，实现对某些硬件的有效映射，从而发挥系统的相关功效。嵌入式操作系统微内核的以上结构设计，不仅能够有效地降低系统核心的负荷，提升其运行效率，保障系统性能的充分发挥，还能有效地提升系统的可扩展性，及可剪裁性等方面的性能，因而系统的微内核结构，对于保障系统的正常运转，提升系统运行效率等，有着重要作用。

2.2.2微内核结构对系统性能的作用

在嵌入式操作系统中，设计微内核结构，对提升系统的性能有着重要作用，也正是基于此，微内核结构的设计已广泛地应用于系统开发中，然而随着人们嵌入式系统性能要求的不断提高，及系统应用领域及环境的不断拓展，当前的微内核结构设计已难以适应社会发展的需要，因而研发出体积更大，性能更高的微内核，对于满足社会对嵌入式系统的性能需要，就显得尤为必要了。然而增大微内核的体积，这也引起了当前社会各界的普遍争论，一部分人的观点是，在核心结构系统中，可以使用客户/服务器形式，如此一来，不仅会提高系统的开发成本，对系统性能也会造成较大影响；另一部分人则认为，微核心理论之所以存在较大问题，其主要原因是受到以往系统内涵理论的局限，因而如果在结构设计上不合理的话，将会极大地影响系统的性能。因此为了提升嵌入式系统的功能，加大对其微内核结构及性能的相关设计研究，有着重要作用。

2.3EOS51系统结构

当前在基于单片机的嵌入式系统中，微内核基本上是EOS51系统结构，其实现过程大致是这样的，通过对任务实施有效的控制，并进行相应的切换，同时对任务间的互斥控制以及通信控制等，采取相应的时机控制操作，由此保障微内核引擎工作的正常进行。在运转中，当系统实施电的连接时，就能够通过系统存储器，获得相关的地址信息，然后再得到相关指令后，可以实现对系统的初始化，而剩下的存储设备，则由用户自行处理。如此一来的话，就能有效地保障系统的正常启动，同时其外部硬件设施等，用户也能够依照自身需求情况，进行适当的拓展，因而基于单盘机的嵌入式系统的开发，不仅具有较高的系统灵活性，同时其微内核结构的设计，也具有更广泛的适用性。

3.结语

由以上可以看出，基于单片机的嵌入式系统，相较于以往的计算机系统，具有更小的体积和质量，同时在性价比方面，也有着更高的竞争优势，因此加大对基于单片机的嵌入式系统开发的相关研究，有着深远意义。