總結嵌入式系統基礎—上篇
第一章 常用硬件
嵌入式系統常用的硬件器件，主要包括分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC以及存儲器共五大類
分立器件主要有：二極管、三極管、電阻、電容、電感以及場效應管等
二極管的主要特性是單向導電性
二極管按其用途可分為：整流二極管、穩壓二極管、開關二極管、發光二極管等
整流二級管是一種將交流電轉變為直流電的半導體器件，主要用于各種低頻整流電路
穩壓二極管是利用PN結反向擊穿特性所表現出的穩壓性能制成的器件，在電路中起穩定電壓作用
在脈沖數字電路中，用于接通和關斷電路的二極管叫開關二極管，它的特點是反向恢復時間短，能滿足高頻和超高頻應用的需要
發光二極管，能直接將電能轉變成光能的發光顯示器件，長腳為正，短腳為負
三極管，是一種控制電流的半導體器件，主要作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號
三極管的三種工作狀態
1.截止狀態：當加在三極管發射極的電壓小于PN結的導通電壓，基極電流為零，集電極電流和發射極電流都為零
2.放大狀態：當加在三極管發射結的電壓大于PN結的導通電壓，并處于某一恰當的值，這時基極電流對集電極電流起著控制作用
3.飽和狀態：當加在三極管發射結的電壓大于PN結的導通電壓，并當基極電流增大到一定程度，集電極與發射極之間的電壓很小，集電極和發射極之間相當于開關的導通狀態
電阻：阻值越大的電阻對電流阻礙作用越大，電流通過它時，電壓下降也越多。電阻主要應用于限流、分流、降壓、分壓、負載與電容配合作濾波器及阻匹配等
0電阻主要功能
1.做為跳線使用
2.在數字和模擬等混合電路中使用
3.做保險絲用
4.為調試預留的位置
5.作為配置電路使用
電容：由兩個金屬級，中間夾有絕緣材料(介質)構成。電容在電路中具有隔斷直流電，通過交流電的作用，常用于級間耦合、濾波、去耦、旁路及信號調諧
電感：電感是用線圈制作的，它的作用是通直流阻交流、濾波、振蕩、延遲等
線圈圈數越多，繞制的線圈越密集，電感量就越大;有磁心的線圈比無磁心的線圈電感量大;磁心導磁率越大的線圈，電感量也越大
場效應管：也稱為單極型晶體管，是電壓控制元件，而晶體三極管是電流控制元件
在只允許從信號源取較少電流的情況下，應選用場效應管;而在信號電壓較低、又允許從信號源取較多電流的條件下，應選用晶體三極管
場效應管作用
1.可應用于放大
2.可作電子開關
3.可作可變電阻
4.可用作恒流源
譯碼器：多輸入、多輸出的電路。從輸入碼字到輸出碼字之間有一對一的映射關系
選擇器：多路選擇器又稱數據選擇器或多路開關，常用MUX表示。它是一種多路輸入、單路輸出的組合邏輯電路
多路選擇器的構成思想相當于一個單刀多擲開關
鎖存器：鎖存，就是把信號暫存以維持某種電平狀態。所謂鎖存器，就是輸出端的狀態不會隨輸入的狀態變化而變化，僅在有鎖存信號時輸入的狀態被保存到輸出，直到下一個鎖存信號到來時才改變
鎖存器的最主要作用是緩存，其次完成高速的控制其與慢速的外設的不同步問題，再其次是解決驅動的問題，最后是解決一個I/O口既能輸出也能輸入的問題
如果單片機的總線接口要作兩種用途，就要用兩個鎖存器
微處理器MPU:微處理器是將計算機所需的運算、控制功能集成到一塊芯片上的lSI(大規模集成電路)
微控制器MCU：微控制器是將除了執行運算及控制的MPU功能以外，還有存儲功能、輸入輸出控制功能集成在一塊芯片LSI上的器件
數字信號處理器DSP：DSP是設計用來執行算術密集型算法的專用處理器;DSP處理器通常應用于音頻、視頻或圖像的處理，另外在通信、雷達、聲納系統，以及生物醫學方面也有著很廣泛的應用
DSP是將數字信號處理加以特殊化的處理器，重要特征有：
1.擁有高速乘法器
2.具有哈佛型結構
3.將程序存儲器和數據存儲器進行分享、獨立
4.擁有高速化數據地址計算單元
模擬IC：模擬IC是將模擬信號處理的數字信號處理集成在一起的IC，主要分為通用模擬IC和專用模擬IC兩大類
存儲器：半導體存儲器是具備可以儲存圖像數據或文字數據、程序等信息，在必要時取出的功能的器件
第二章 電源
對于嵌入式系統而言，交流電或者很高電壓的直流電都無法直接使用在這樣的數字系統之中。因此，為其提供電源，我們必須使用電壓較低的直流電
如果你的嵌入式系統不需要考慮便捷性，也不會要求低功耗的話，選擇使用插座直接供電便是最佳的供電方式之一
對于一部分便捷性能要求較高的嵌入式系統而言，使用電池作為系統電源合適
穩壓器：穩壓器即是穩定電壓的一種器件
使用穩壓器不僅可以為系統提供恒壓電源，還可以有效去除電源噪聲，給從外部電源供電的嵌入式系統提供一定程度的保護和隔離
是交流穩定器，還是直流穩壓器，要看穩壓器的輸出電壓是交流還是直流
變壓器、整流器、濾波器通常被看成是穩壓器的一部分
線性穩壓器體積小、便宜、噪聲低且非常易于使用
電容有利于去除電源里的瞬間短時脈沖波形干擾
第三章 最小系統
在測試一塊新板時，也是先只焊最小系統部分，確保晶振能振起來，芯片可以工作了，然后再焊各種接口模塊并一一測試，這樣有利于異常的定位
最小系統：是指用最小的元件組成的單片機可以工作的系統，是最基本的、也是小得不能再活力掉任何部分的系統。
一般單片機的最小系統主要包括：MCU、電源電路、晶振電路、復位電路、寫入電路以及指示燈
由于系統上電是會產生交流電波動，電源與地之間一般要加濾波電容將這些波動傳入GND
晶振電路為MCU提供時鐘信號，即芯片內各種微操作的時間基準，分為有源晶振(oscillator)和無源晶振(crystal)
無源晶振需要借助于時鐘電路才能產生振蕩信號，自身無法振蕩起來
PLL電路：PLL電路兼有頻率放大和信號提純的功能，因此，系統可以以較低的外部時鐘信號獲得較高的工作頻率
復位電路：系統復位的用途就是錯誤恢復
四種事件可以觸發系統復位
1.外部復位
2.加電復位
3.計算機工作正常復位，為了防止定時器過期，用戶程序必須周期地給看門狗喂食，以清除COP計數器
4.時鐘監控復位
編輯：admin 最后修改時間：2018-05-19
