嵌入式系统的起源、分类、与通用计算机和单片机的区别

嵌入式系统概述及与单片机区别说明嵌入式的全称是嵌入式系统，英文是Embeded system，是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据英国电器工程师协会（U.K. Institution of Electrical Engineer）的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。

从这里我们可以看出两点，第一，嵌入式并不是一个通用的设备。

第二，嵌入式必须和具体的应用相结合，设计上具有针对性。

所以可以看出来嵌入式是一个系统，嵌入式是需要把这个系统嵌入到设备中去，比如手机主板上的芯片就是嵌入到手机上的一个系统，整合了电脑的主板、CPU、硬盘、内存、网卡、显卡、电源的所有功能。

也就是说嵌入式系统主要是从芯片的使用时的组织形态来命名的，更通俗的解释就是只要是被嵌入到设备中的芯片都可以叫做嵌入式系统。

嵌入式系统这个定义太广泛了，所以我们平时所讲的嵌入式更多的是从狭义上讲的，狭义上讲，嵌入式是为了区别于单片机。

我们经常把芯片中不带MMU（memory management unit）从而不支持虚拟地址，只能跑裸机或RTOS（典型如ucos、华为LiteOS、RT-Thread、freertos等）的system叫单片机（典型如STM32、NXP LPC系列、新的NXP imxRT1052系列等），而把芯片自带MMU可以支持虚拟地址，能够跑Linux、Vxworks、WinCE、Android 这样的操作系统的system叫嵌入式。

单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

单片机与计算机的区别与联系单片机（Microcontroller）是一种集成电路芯片，其中包含了处理器、内存、输入输出接口等多个部件，用于控制和执行各种任务。

计算机（Computer）是一种高级的电子设备，通过运算、逻辑判断和数据处理来模拟人的思维和执行各种任务。

虽然单片机和计算机都属于数字电子设备，但它们在功能、应用范围和体系结构等方面存在显著差异。

本文将详细探讨单片机与计算机的区别和联系。

一、功能区别单片机是一种专用的、嵌入式的处理器系统，具有强大的控制和调度能力。

它主要用于控制和监控各种电子设备，例如车载电子系统、家电、工业自动化等。

相比之下，计算机是一种通用计算设备，可以执行各种计算和计算相关操作，如文档处理、图像处理、网页浏览等。

单片机更注重控制和实时性能，而计算机更注重计算和处理能力。

二、应用范围区别单片机的应用范围广泛，可以用于各种嵌入式系统中。

例如，在汽车领域，单片机可以用于引擎控制单元（ECU）、仪表盘、车身控制等各种系统中。

在家电领域，单片机可以用于洗衣机、空调、冰箱等各种家电设备的控制和调度。

而计算机的应用范围更广泛，几乎涉及到现代社会的各个领域，包括科学研究、商业管理、教育、娱乐等。

三、体系结构区别单片机采用的是单片集成电路芯片的设计，将处理器、内存、输入输出接口等集成在一块芯片上。

这种紧凑的体系结构使得单片机体积小、功耗低，并具有较强的实时性能。

而计算机则采用分布式的体系结构，包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、外设等多个硬件组件的组合。

这种体系结构使得计算机能够处理复杂的任务和大规模的数据。

四、联系与互补尽管单片机和计算机在功能和应用方面存在差异，但它们也有着一些联系和互补的地方。

首先，单片机可以与计算机进行通信和协作，例如通过串口、以太网等通信方式，将单片机所采集的数据传输到计算机进行进一步处理和分析。

此外，计算机可以通过软件模拟单片机的功能，例如使用开发环境和模拟器来编写和调试单片机程序。

嵌入式系统、传统工控机系统两者的区别在哪？
嵌入式系统：是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据英国电气工程师协会的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。

与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。

由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。

嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。

工控机：是一种加固的增强型个人计算机。

工控机是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。

工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。

工控机经常会在环境比较恶劣的环境下运行，对数据的安全性要求也更高，所以工控机通常会进行加固、防尘、防潮、防腐蚀、防辐射等特殊设计。

传统工控机，处理速度慢、存储空间小，加上体积庞大，且采用交流220V 供电，热量较大，如果不及时散热则很容易损坏设备，导致无法及时处理卡口系统数据。

嵌入式系统、传统工控机系统两者的区别在哪？。

嵌入式与单片机的异同及其发展趋势如果说微型机的出现，使计算机进入到现代计算机发展阶段，那么嵌入式计算机系统的诞生，则标志了计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代，从而导致20世纪末，计算机的高速发展时期。

嵌入式计算机系统走上了一条独立发展的单芯片化道路。

它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士，接过起源于计算机领域的嵌入式系统，承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务，迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。

按照历史性、本质性、普遍性要求，嵌入式系统定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。

“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。

对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。

嵌入式系统的特点与定义不同，由定义中的三个基本要素衍生出来的。

不同的嵌入式系统其特点会有所差异。

与“嵌入性”的相关特点：由于是嵌入到对象系统中，必须满足对象系统的环境要求，如物理环境（小型）、电气/气氛环境（可靠）、成本（价廉）等要求。

与“专用性”的相关特点：软、硬件的裁剪性；满足对象要求的最小软、硬件配置等。

与“计算机系统”的相关特点：嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。

与上两个特点相呼应，这样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。

嵌入式系统按形态可分为设备级（工控机）、板级（单板、模块）、芯片级（MCU、SoC）。

嵌入式系统与对象系统密切相关，其主要技术发展方向是满足嵌入式应用要求，不断扩展对象系统要求的外围电路（如ADC、DAC、PWM、日历时钟、电源监测、程序运行监测电路等），形成满足对象系统要求的应用系统。

因此，嵌入式系统作为一个专用计算机系统（满足对象系统要求的计算机应用系统），要不断向计算机应用系统发展。

单片机开创了嵌入式系统独立发展道路.嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，然而，微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足广大对象系统的嵌入式应用要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路——芯片化道路。

嵌入式系统的定义分类与特点嵌入式系统是一种特定功能的计算机系统，它主要用于控制、监测和操作各种电子设备和系统。

与通用计算机系统不同，嵌入式系统通常被嵌入到特定的机器或设备中，以完成特定的任务或功能。

嵌入式系统通常由硬件和软件组成，具有以下特点和分类。

一、特点1.实时性：嵌入式系统通常需要在严格的时间约束下完成任务，对于那些对时间要求敏感的应用来说，如空中交通控制、工业自动化等，实时性是嵌入式系统最重要的特点之一2.可靠性：嵌入式系统通常运行在不可控的环境中，如车辆、飞机等，因此可靠性是嵌入式系统的关键特点之一、嵌入式系统需要在各种不稳定的条件下长时间运行，并能适应各种异常情况。

3.低功耗：嵌入式系统通常使用电池或其他有限能源供电，因此低功耗是其重要特点之一、嵌入式系统需要优化硬件和软件设计，以最大程度地减少能耗，延长电池寿命。

4.小型化：嵌入式系统通常需要集成到较小的物理环境中，如智能手机、手表等。

因此，嵌入式系统需要小型化设计，以适应有限的空间和重量要求。

5.高性能：嵌入式系统通常需要处理大量的数据和复杂的计算任务，如高清视频处理、图像识别等。

因此，高性能是嵌入式系统的重要特点之一二、分类1.按应用领域划分：嵌入式系统可按其应用领域划分为工业控制系统、汽车电子系统、医疗设备系统、消费品电子等。

每个领域都有其特定的需求和要求，因此嵌入式系统的设计和实现方式也会有所不同。

2.按系统规模划分：嵌入式系统可按其系统规模划分为小型嵌入式系统和大型嵌入式系统。

小型嵌入式系统通常包括一些简单的功能和任务，如家用电器控制系统、智能手表等；大型嵌入式系统通常具有复杂的功能和任务，如军事导航系统、航空电子系统等。

3.按处理器架构划分：嵌入式系统可按其处理器架构划分为单片机嵌入式系统和微处理器嵌入式系统。

单片机嵌入式系统通常使用单片机作为核心处理器，功能简单，成本低，适用于一些简单的任务和应用；微处理器嵌入式系统通常使用微处理器作为核心处理器，功能复杂，成本较高，适用于一些复杂的任务和应用。

物联网中的嵌入式系统与单片机开发技术随着物联网技术的快速发展，嵌入式系统与单片机开发技术成为了现代科技领域中不可或缺的一部分。

嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它通常被嵌入到非计算机设备中，以完成特定的任务。

而单片机则是一种集成了微处理器、存储器和输入输出设备的微型计算机系统。

在物联网应用中，嵌入式系统与单片机技术被广泛应用于各种智能设备和传感器中，如智能家居、智能医疗、智能交通等领域。

本文将从嵌入式系统与单片机的基本概念、应用场景、开发技术等方面展开探讨。

一、嵌入式系统与单片机的基本概念1.嵌入式系统嵌入式系统是一种专门为特定应用场景设计的计算机系统。

它通常被嵌入到各种非计算机设备中，例如家电、汽车、医疗设备等，用于控制和处理设备的各种功能。

嵌入式系统以其高度的稳定性、可靠性和低功耗等特点，广泛应用于工业控制、智能家居、汽车电子、医疗设备等领域。

2.单片机单片机是一种集成了微处理器、存储器和输入输出设备等功能模块的微型计算机系统。

与通用计算机不同，单片机的功能和资源相对有限，但具有成本低廉、体积小巧、功耗低等特点。

因此，单片机广泛应用于各种嵌入式系统中，用于控制和处理设备的各种功能。

二、嵌入式系统与单片机的应用场景1.智能家居随着物联网技术的发展，智能家居系统已经成为了现代家庭中广泛应用的一种智能化解决方案。

在智能家居系统中，各种传感器和执行器通过嵌入式系统与单片机来实现智能化的家居控制，包括智能灯光控制、温度和湿度监测、安防监控等功能。

2.智能医疗在医疗设备领域，嵌入式系统与单片机技术被广泛应用于各种医疗设备中，如心率监测仪、血压监测仪、血糖仪等。

这些设备通过嵌入式系统与单片机来实现数据采集、处理和传输，为医护人员提供了实时的健康监测和预警服务。

3.智能交通在智能交通领域，嵌入式系统与单片机技术被广泛应用于交通信号控制系统、智能交通监控系统等。

这些系统通过嵌入式系统与单片机来实现交通信号的智能控制、车辆监测和管理等功能，提高了交通运输的效率和安全性。

通用计算机系统、嵌入式计算机系统和单片机的关系随着科技的不断发展，计算机系统也在不断演进。

目前，计算机系统主要分为三种类型：通用计算机系统、嵌入式计算机系统和单片机。

这三种计算机系统在不同的领域中都有着广泛的应用，它们之间的关系也十分密切。

通用计算机系统是指一种能够完成多种任务的计算机系统，它可以通过软件程序进行任何类型的计算和处理。

通用计算机系统包括个人电脑、服务器、超级计算机等。

个人电脑是最常见的通用计算机系统，它可以用于日常办公、学习、娱乐等多种用途。

服务器是一种可以提供网络服务的计算机系统，它可以用于网站托管、数据库管理等。

超级计算机则是一种能够进行复杂科学计算和模拟的计算机系统，它在天气预报、气候变化、医学研究等领域有着广泛的应用。

嵌入式计算机系统是指嵌入到其他设备中的计算机系统，它通常用于控制和管理设备的各种功能。

嵌入式计算机系统包括智能手机、平板电脑、家用电器、汽车电子等。

智能手机和平板电脑是最常见的嵌入式计算机系统，它们可以进行通信、上网、娱乐等多种功能。

家用电器中的嵌入式计算机系统可以控制电器的开关、温度、湿度等参数。

汽车电子中的嵌入式计算机系统可以控制车辆的安全、舒适、导航等功能。

单片机是一种特殊的计算机系统，它是一种集成电路芯片，包含了处理器、存储器、输入输出接口等功能。

单片机通常用于控制和管理设备的各种功能。

单片机可以用于电子钟表、温度控制器、电子秤等。

单片机与嵌入式计算机系统的区别在于，单片机是一种独立的计算机系统，而嵌入式计算机系统则是嵌入到其他设备中的计算机系统。

通用计算机系统、嵌入式计算机系统和单片机之间的关系可以用下图表示：通用计算机系统、嵌入式计算机系统和单片机之间的关系从图中可以看出，通用计算机系统、嵌入式计算机系统和单片机之间存在一定的联系和区别。

通用计算机系统可以用于各种领域的计算和处理，而嵌入式计算机系统和单片机则主要用于控制和管理设备的各种功能。

嵌入式计算机系统和单片机之间的区别在于，单片机是一种独立的计算机系统，而嵌入式计算机系统则是嵌入到其他设备中的计算机系统。

单片机与嵌入式系统的区别与联系简介：单片机和嵌入式系统是现代电子技术中重要的概念。

虽然它们都具有相似之处，但在应用领域和设计理念上存在一些不同之处。

本文将探讨单片机与嵌入式系统的区别和联系。

一、单片机介绍单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成了处理器、存储器和外设接口的微型计算机系统。

它通常运行一个特定的程序，以控制和管理外部设备，如电机、感应器和显示屏。

单片机通常用于需要实时控制和响应的应用，例如家电、汽车电子和工业控制等领域。

1.1 单片机的特点单片机具有以下特点：（1）集成度高：单片机由CPU、RAM、ROM、I/O接口等组成于一个芯片；（2）资源有限：存储器和外设资源有限，适合实时响应和简单控制任务；（3）低功耗：单片机通常以低功耗设计，能够长时间稳定运行。

1.2 单片机的应用单片机在各个领域得到广泛应用，如：（1）家电：空调、洗衣机、冰箱等家用电器中的控制单元；（2）汽车电子：发动机控制、车载电子、安全系统等；（3）工业控制：自动化生产线、仪器仪表等。

二、嵌入式系统介绍嵌入式系统（Embedded System）是包含硬件和软件的系统，通常用于特定的应用领域。

与单片机相比，嵌入式系统具有更高的计算能力和更强大的功能。

它们是专门针对特定任务而设计的，既可以包含单片机，也可以包含更复杂的处理器。

2.1 嵌入式系统的特点嵌入式系统具有以下特点：（1）更强大的处理能力：嵌入式系统可以包含多种处理器架构，如ARM、x86等，能够处理更加复杂的任务；（2）丰富的外设接口：嵌入式系统可以通过各种接口连接到更多的外设，如摄像头、触摸屏等；（3）扩展性强：嵌入式系统的设计允许扩展更多的外设和功能。

2.2 嵌入式系统的应用嵌入式系统广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：（1）智能手机：智能手机是一种典型的嵌入式系统，它不仅具备通信功能，还包含多种嵌入式系统，如操作系统、传感器等；（2）网络设备：路由器、交换机等网络设备中的控制系统；（3）医疗设备：心脏起搏器、血糖仪等医疗器械中的控制单元。

单片机与嵌入式系统了解嵌入式系统的基本原理单片机与嵌入式系统：了解嵌入式系统的基本原理嵌入式系统 (Embedded System) 是指以特定功能为目标的微型电子计算机系统，通常被嵌入到智能设备、工业控制系统和消费电子产品中。

单片机作为嵌入式系统的核心，在各行各业都发挥着重要的作用。

本文将从嵌入式系统的基本原理出发，深入探讨单片机与嵌入式系统的关系以及其基本工作原理。

一、嵌入式系统的定义与应用领域嵌入式系统是指将计算机技术与其他学科交叉应用，在特定用途智能化设备中实现控制和处理功能的计算机系统。

它通常具有专用、定制、功能强大和体积小的特点，应用领域广泛，如消费电子产品、汽车控制、工业控制、医疗设备等。

二、嵌入式系统的基本组成1.硬件部分嵌入式系统的硬件部分包括中央处理器 (CPU)、存储器、输入输出设备、时钟电路、外围接口等。

其中，单片机作为嵌入式系统的核心部件，集成了大量的功能单元，包括中央处理器、存储器、定时器、通信接口等。

2.软件部分嵌入式系统的软件部分通常包括操作系统、应用程序和驱动程序。

操作系统负责管理硬件资源，提供给应用程序一个良好的运行环境。

应用程序则实现具体的功能需求，可以通过编程语言编写完成。

驱动程序用于控制与硬件相关的操作，确保硬件能够正常工作。

三、单片机与嵌入式系统的关系单片机是一种集成了微处理器、存储器、定时器和通信接口等功能单元的芯片，它是嵌入式系统的核心组成部分。

嵌入式系统通过单片机实现对外界环境感知、数据采集、数据处理和控制等功能。

单片机的出现，使得嵌入式系统具备了更高的集成度、更低的功耗和更高的性能。

四、单片机的基本工作原理1.指令执行过程单片机通过时钟信号驱动，按照程序存储器中的指令逐条执行。

每条指令包括操作码和操作数两部分，操作码表示指令的功能，操作数表示指令的操作对象。

单片机通过解码器解码指令，并执行相应的操作。

2.存储器管理单片机的存储器通常包括程序存储器和数据存储器。