基于单片机的嵌入式系统研究

徐　伦

（三江学院工程教育学院，江苏南京，210012）

基于单片机的嵌入式系统研究

徐伦

（三江学院工程教育学院，江苏南京，210012）

随着计算机技术的不断发展，近几年来，我国在单片机的研究开发方面也相继取得了较大的进步。单片机技术逐渐被应用于社会各领域，不仅能够有效提高我国社会各领域的生产效率、生产力，还能够有效促进我国社会经济的快速发展。特别是单片机嵌入式系统的开发应用，极大地推动了我国手持设备及其信息家电等产品质量的发展，使产品逐步朝着智能化、功能多样化的方向发展。然而，就当前的发展形势来看，单片机嵌入式系统仍未形成完善的理论体系。本文首先介绍了嵌入式系统，并进一步分析了嵌入式系统的发展状况，最后就单片机嵌入式系统的开发应用进行了探讨。

单片机；嵌入式系统；应用开发

单片机的嵌入式系统不仅能够实现单片机的远程调控，还能够加强资源储存管理并使通信信息同步等。计算机技术作为嵌入式专用系统的主核心，在单片机嵌入式系统开发过程中占据着重要地位，并作为开发系统平台存在着，而基于我国近年来科学技术的迅速发展，嵌入式系统在社会各行业的应用也愈发广泛。这是因为该系统具有强大的功能性和广泛的适用性，使其在众多领域中都能被充分应用。不仅为企业创造了巨大的经济效益，还能够提高企业产品质量，为此，有必要对单片机的嵌入式系统进行研究，这对企业及其国家的经济发展有积极意义。

1　嵌入式系统的相关概述

1.1嵌入式系统简介

所谓的嵌入式系统主要是以计算机技术为基础，可裁剪软硬件，并对系统的性能、体积、成本等方面要求相对严格，以实际的应用为中心的专用计算机系统。当前，嵌入式系统更是广泛的应用到国防系统、国民经济等领域当中，嵌入式系统具有相对优异的性能。而较之以往的计算机系统，嵌入式系统还有以下几个特征。

其一，高性能。较之以往的计算机系统，嵌入式系统具有较好的稳定性，其运算速率也相对较高，在开发周期方面，所耗用时间也较短，因此该系统具有较高的性价比；其二，体积较小。在科技信息不断发展的背景之下，人们对于计算机系统的体积大小也提出了相应的要求，为了便于人们轻松携带和使用，嵌入式系统以一种体积较小的状态逐步呈现在人们眼前，而为了能够保障系统的正常运用并有效缩短系统体积，该系统更是巧妙地安装了部分控制部件，不仅有效的提高了系统空间使用率，缩小系统体积，更进一步降低了系统的成本费用；其三，实时性较强。嵌入式系统对于时间异常敏感，在某些软件应用中，有一定的时间限制，若是无意间超过了某项软件所规定的操作时间，就算得出了所需要的结果，也不能达到所预期的效果，所以嵌入式系统还具有实时性较强的特点；最后，应该注意的是该系统的存储容量较少。由于其缺少硬盘设备，且其数据信息的存储仍是借用ROM、FLASH memory等存储介质来进行保存，所以存储容量相对不高。

1.2嵌入式系统的发展状况

当前，嵌入式系统的应用范围不断被扩展，但也正如上述所说，嵌入式系统仍旧缺乏完整、通用、有效的开发方法，所以，在嵌入式的软件环节设计上我国仍处于初级开发阶段。这就意味着若想更好地促进嵌入式系统的开发就必须对单片机的微内核、关键技术及其嵌入式系统的集成软件的相关测试等方面进行研究和考虑。而分析嵌入式系统自身的特点之后还可以发现，嵌入式系统仍存在着些许不足之处，例如虽然该系统具有体积较小，便于携带的特点，但却导致该系统的存储容量不足，此外，由于单片机微内核的体积也逐步朝着越变越大的趋势发展，这也要求要不断完善和改进单片机的储存容量，才能更好适应当前的复杂化发展趋势。

2　单片机的嵌入式系统应用开发

2.1单片机简介

单片机主要基于CPU、ROM等设备全部集成于硅片上的原理所形成的微型计算机。当前的单机片基本采用了超大规模集成技术，综合嵌入式系统体积小等特点。而随着单片机应用技术趋向成熟，其应用范围也逐步扩宽，在市场中的地位也愈发重要。

2.2单机片嵌入式系统应用

依据单机片的嵌入式系统应用，该系统具有减少耗能损失，节约能源的优势，所耗费的成本费用相对较少，且便于修理维护。基于此特点，着重分析嵌入式Web服务器，来进一步探讨单片机嵌入式系统的应用。

嵌入式Web服务器，主要是利用以太网得以运转，并完成通信领域相关设备的运行，使其信息传输的效率有所提高，并共享数据资源。在嵌入式Web服务器中，科学运用单片机不仅能够有效解决资源遭受限制的状况，还能通过远程实现数据服务，在嵌入式设备连入网络之后，即可实行远程设备管理，还可浏览该服务器中的内容。此外，该服务器的客户端，主要是作为嵌入式系统与其服务器连接的路局，并根据相关协议，该服务器会自动分析单片机嵌入式系统的指令，并通过脚本语言的形式传入到放武器中，最终将符合指令的信息输送到嵌入式系统。通常来说，嵌入式Web服务器接收了嵌入式系统的相关指令后，能够对HTTP请求进行自动解析，并与远程设备迅速连接成功，使管理和配置能够方便实行，就算嵌入式Web服务器在实施信息监测时，也能够与接口通信进行准确的连接，使得嵌入式Web服务器信息的交互水平能够有所提升。

2.3单片机的嵌入式系统开发

（1）微内核结构的影响

嵌入式系统的微内核结构在实际开发过程中取得了较高的成果，然而，在实际应用不断复杂化的背景之下，微内核的体积也相应不断增大，这就使得单片机的嵌入式系统受其原始操作系统的内核所限，不能够合理使用微内核结构，最终导致嵌入式的各种性能遭受影响。因此，改善微内核操作系统的性能、提高功能效率也愈发成为当前单片机嵌入式系统开发的重点研究问题。

（2）开发设计

在设计单片机的嵌入式系统时，不仅要确保嵌入式系统具有实时控制、良好的信息处理能力等特点，还要保障所需数据存储器与网络接口等都集成在同一块芯片上，才能使单片机的嵌入式系统有效实现远程控制、资源信息存储、资源共享等功能。此外，在设计过程中，还应将驱动与其应用的接口设定为指定的接口，让嵌入式系统的实际应用软件能够符合设计标准，这也直接避免了多个单片机出现重复使用的现象。在设计组合硬件及其驱动程序时，应利用EDA工具来展开模拟调试开发，以检验嵌入式系统的设计流程是否具有科学性和合理性，还能够减少嵌入式系统开发时间的损耗。最后，在该系统软件的开发过程中，应先测试程序的运行流程及其运行逻辑，加以分析系统的运行状态，及其各种访问的周期信息。如此测试，对于确保嵌入式系统的调试阶段稳序进行有其重要意义。若是能够充分利用EDA工具来开发单片机的嵌入式系统，这对于开发人员工作难度的降低也是有其益处的。同时，在计算机软件最后的开发阶段完成后，应该将软件直接移植到单片机的嵌入式系统当中，使得单片机的嵌入式系统最终开发完成。

3　结束语

作为嵌入式系统的核心结构，单片机决定着嵌入式系统是否能够稳定运行。而依据当前嵌入式系统的运行状况，还必须不断加强对单片的开发力度，并逐步推动嵌入式系统的发展，才能够使嵌入式系统的功能更加完善和增强，确保单片机的地位。此外，对于单片机嵌入操作系统中以便进行软件设计开发也逐步成为嵌入式应用系统的主流，并成为各研究者的热点研究对象，所以，基于单片机的嵌入式系统研究，还应加强其实践性和理论性的结合，才能保证嵌入式系统实现自身的运行价值。

［1］陈丽芳.基于单片机的嵌入式系统开发［J］.电子测试，2015，10：13-14.

［2］查加林，孙小美，王宁.基于单片机的嵌入式系统探究［J］.通讯世界，2015，14：234.

［3］杜朝.基于单片机的嵌入式系统开发［J］.无线互联科技，2016，01：56-57.

［4］张志.基于单片机的嵌入式系统开发及实践要点研究论述［J］.电脑知识与技术，2016，01：258-259+262.

徐伦（1982.02—），男，汉族，江苏赣榆人，三江学院工程教育学院，硕士，实验师，从事智能化控制与嵌入式系统应用研究。

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