嵌入式系統家用電器

❶ 嵌入式（一）——嵌入式的定義及發展歷史

姓名：楊若婷  學號：19020100322  學院：電子工程學院

轉自：https://blog.csdn.net/leocomeon/article/details/2063686

【嵌牛導讀】：嵌入式系統誕生於微型機時代，經歷了漫長的獨立發展的單片機道路。給嵌入式系統尋求科學的定義，必須了解嵌入式系統的發展歷史，按照歷史性、本質性、普遍通用性來定義嵌入式系統，並把定義與特點相區分。由於嵌入式系統應用中，對象系統的廣泛性與單片機的獨主發展道路，使嵌入式系統應用在客觀上存在兩種模式，從學科建設上，可統一成嵌入式系統應用的高低端。

【嵌牛鼻子】：嵌入式系統發展史 嵌入式系統定義 應用模式 高低端應用

【嵌牛提問】：嵌入式系統是怎樣定義的？

【嵌牛正文】

目前，在嵌入式系統應用領域中，不少人對什麼是嵌入式系統不甚了解。許多人搞了十多年的單片機應用，卻不知道單片機就是一個最典型的嵌入式系統；也有些人在解釋什麼是嵌入式系統時，不是從定義出發，堆砌了嵌入式系統的一些特點，往往不知所雲；更有甚者，把嵌入式設備當作嵌入式系統，挖去了嵌入式系統的嵌入性本質。因此，有必要從現代計算機的發展歷史，了解嵌入式系統的由來，從學科建設的角度來探討嵌入式系統的准確定義。

1. 現代計算機的技術發展史

（1） 始於微型機時代的嵌入式應用

電子數字計算機誕生於1946年，在其後漫長的歷史進程中，計算機始終被供養在特殊的機房中，是實現數值計算的大型昂貴設備。直到20世紀70年代，隨著微處理器的出現，計算機才出現了歷史性的變化。以微處理器為核心的微型計算機以其小型、價廉、高可靠性等特點，迅速走出機房。基於高速數值解算能力的微型機表現出的智能化水平引起了控制專業人士的興趣，他們要求將微型機嵌入到一個對象體系中，實現對象體系的智能化控制，例如將微型計算機經電氣加固、機械加固，並配置各種外圍介面電路，安裝到大型艦船中構成自動駕駛儀或輪機狀態監測系統。這樣一來，計算機便失去了原來的形態與通用的計算機功能。為了區別於原有的通用計算機系統，把嵌入到對象體系中實現對象體系智能化控制的計算機稱作嵌入式計算機系統。因此，嵌入式系統誕生於微型機時代，嵌入式系統的嵌入性本質是將一個計算機嵌入到一個對象體系中去，這些是理解嵌入式系統的基本出發點。

（2） 現代計算機技術的兩大分支

由於嵌入式計算機系統要嵌入到對象體系中，實現的是對象的智能化控制，它有著與通用計算機系統完全不同的技術要求與技術發展方向。

通用計算機系統的技術要求是高速、海量的數值計算；技術發展方向是匯流排速度的無限提升，存儲容量的無限擴大。而嵌入式計算機系統的技術要求則是對象的智能化控制能力；技術發展方向則是與對象系統密切相關的嵌入性能、控制能力與控制的可靠性。

早期，人們勉為其難地將通用計算機系統進行改裝，在大型設備中實現嵌入式應用。然而，對於眾多的對象系統（如家用電器、儀器儀表、工控單元……），無法嵌入通用計算機系統，況且嵌入式系統與通用計算機系統的技術發展方向完全不同，因此必須獨立地發展通用計算機系統與嵌入式計算機系統，這就形成了現代計算機技術發展的兩大分支。

如果說微型機的出現使計算機進入到現代計算機發展階段，那麼嵌入式計算機系統的誕生則標志著計算機進入了通用計算機系統與嵌入式計算機系統兩大分支並行發展時代，從而導致計算機在20世紀末的高速發展時期。

（3） 兩大分支發展的里程碑事件

通用計算機系統與嵌入式計算機系統的專業化分工發展，導致20世紀末、21世紀初計算機技術的飛速發展。計算機專業領域集中精力發展通用計算機系統的軟、硬體技術，不必兼顧嵌入式應用要求，通用微處理器迅速從286、386、486到奔騰系列，操作系統則迅速擴張計算機基於高速、海量的數據文件處理能力，使通用計算機系統進入到盡善盡美階段。

嵌入式計算機系統則走上了一條完全不同的道路，這條獨立發展的道路就是單晶元化道路。它動員了原有傳統電子系統領域的廠家與專業人士在起源於計算機領域的嵌入式系統的基礎上，承擔起發展與普及嵌入式系統的歷史任務，迅速地將傳統的電子系統發展到智能化的現代電子系統時代。

因此，現代計算機技術發展的兩大分支的里程碑意義在於： 它不僅形成了計算機發展的專業化分工，而且將發展計算機技術的任務擴展到傳統的電子系統領域，使計算機成為進入人類社會全面智能化時代的有力工具。

2. 嵌入式系統的定義與特點

如果了解了嵌入式（計算機）系統的由來與發展，那麼對嵌入式系統就不會產生過多的誤解，而能歷史地、本質地、普遍適用地定義嵌入式系統。

（1） 嵌入式系統的定義

按照歷史性、本質性、普遍性要求，嵌入式系統應定義為「嵌入到對象體系中的專用計算機系統」。嵌入性、專用性與計算機系統是嵌入式系統的3個基本要素。對象系統則是指嵌入式系統所嵌入的宿主系統。

（2） 嵌入式系統的特點

嵌入式系統的特點與定義不同，它是由定義中的3個基本要素衍生出來的。對於不同的嵌入式系統，其特點會有所差異。

與嵌入性相關的特點： 由於是嵌入到對象系統中，必須滿足對象系統的環境要求，如物理環境（小型）、電氣/氣氛環境（可靠）、成本（價廉）等要求。

與專用性相關的特點： 軟、硬體的裁剪性。滿足對象要求的最小軟、硬體配置等。

與計算機系統相關的特點： 嵌入式系統必須是能滿足對象系統控制要求的計算機系統。與前面兩個特點相呼應，這樣的計算機必須配置與對象系統相適應的介面電路。

另外，在理解嵌入式系統定義時，不要與嵌入式設備相混淆。嵌入式設備是指內部有嵌入式系統的產品和設備，例如內含單片機的家用電器、儀器儀表、工控單元、機器人、手機、PDA等。

（3） 嵌入式系統的種類與發展

按照上述嵌入式系統的定義，只要是滿足定義中三要素的計算機系統，都可稱為嵌入式系統。嵌入式系統按形態可分為設備級（工控機）、板級（單板、模塊）和晶元級（MCU、SoC）。

有些人把嵌入式處理器當作嵌入式系統，這是不準確的。按照定義，嵌入式系統必須是一個嵌入式計算機系統，因此，只有將嵌入式處理器構成一個計算機系統，並作為嵌入式應用時，這樣的計算機系統才可稱作嵌入式系統。

嵌入式系統與對象系統密切相關，其主要技術發展方向是滿足嵌入式應用要求，不斷擴展對象系統要求的外圍電路（如ADC、DAC、PWM、日歷時鍾、電源監測、程序運行監測電路等），形成滿足對象系統要求的應用系統。嵌入式系統作為一個專用計算機系統，要不斷向計算機應用系統發展。因此，可以把定義中的專用計算機系統引伸成滿足對象系統要求的計算機應用系統。

3. 嵌入式系統的獨立發展道路

（1） 單片機開創了嵌入式系統獨立發展道路

嵌入式系統雖然起源於微型計算機時代，但是微型計算機的體積、價位、可靠性都無法滿足廣大對象系統的嵌入式應用要求，因此，嵌入式系統必須走獨立發展道路。這條道路就是晶元化道路。將計算機做在一個晶元上，從而開創了嵌入式系統獨立發展的單片機時代。

在探索單片機的發展道路時有過兩種模式，即式與創新模式。式本質上是通用計算機直接晶元化的模式，它將通用計算機系統中的基本單元進行裁剪後，集成在一個晶元上，構成單片微型計算機；創新模式則完全按嵌入式應用要求設計全新的且滿足嵌入式應用要求的體系結構、微處理器、指令系統、匯流排方式、管理模式等。Intel公司的MCS48和MCS51就是按照創新模式發展起來的單片形態的嵌入式系統（單片微型計算機）。MCS51是在MCS48基礎上探索全面完善的嵌入式系統。歷史證明，創新模式是嵌入式系統獨立發展的正確道路，MCS51的體系結構也因此成為單片嵌入式系統的典型結構體系。

（2） 單片機的技術發展史

單片機誕生於20世紀70年代末，經歷了SCM、MCU和SoC三大階段。

SCM即單片微型計算機（Single  Chip Microcomputer）階段，這個階段主要是尋求最佳的單片形態嵌入式系統的最佳體系結構。創新模式獲得成功，奠定了SCM與通用計算機完全不同的發展道路。在開創嵌入式系統獨立發展道路上，Intel公司功不可沒。

MCU即微控制器（Micro Controller Unit）階段，這個階段主要的技術發展方向是： 在不斷擴展滿足嵌入式應用要求時，對象系統要求的各種外圍電路與介面電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統相關，因此，發展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家身上。從這一角度來看，Intel逐漸淡出 MCU的發展也有其客觀因素。在發展MCU方面最著名的廠家當數Philips公司。Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優勢將MCS51從單片微型計算機迅速發展到微控制器。因此當回顧嵌入式系統發展道路時，不要忘記Intel和Philips公司的歷史功績。

單片機是嵌入式系統的獨立發展之路，向MCU階段發展的重要因素就是尋求應用系統在晶元上的最大化解決，因而專用單片機的發展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計和EDA工具的發展，基於SoC的單片機應用系統設計會有較大的發展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統。

4. 嵌入式系統的兩種應用模式

嵌入式系統的嵌入式應用特點決定了它的多學科交叉特點。作為計算機的內涵，要求計算機領域介入其體系結構、軟體技術、工程應用方法的發展。然而，了解對象系統的控制要求和實現系統控制模式必須具備對象領域的專業知識。因此，從嵌入式系統發展的歷史過程以及嵌入式應用的多樣性中可以了解到客觀上形成的兩種應用模式。

（1） 客觀存在的兩種應用模式

嵌入式計算機系統起源於微型機時代，但很快就進入到獨立發展的單片機時代。在單片機時代，嵌入式系統以器件形態迅速進入到傳統電子技術領域中，以電子技術應用工程師為主體，實現傳統電子系統的智能化，而計算機專業隊伍並沒有真正進入單片機應用領域。因此，電子技術應用工程師以自己習慣性的電子技術應用模式從事單片機的應用開發。這種應用模式最重要的特點是：具有軟、硬體的底層性、隨意性；具有對象系統專業技術的密切相關性；缺少計算機工程設計方法。

雖然在單片機時代計算機專業淡出了嵌入式系統領域，但隨著後PC時代的到來和網路、通信技術的發展，嵌入式系統軟、硬體技術有了很大的提升，為計算機專業人士介入嵌入式系統應用開辟了廣闊天地。計算機專業人士介入形成的計算機應用模式帶有明顯的計算機的工程應用特點，即基於嵌入式系統軟、硬體平台，以網路、通信為主的非嵌入式底層應用。

（2） 兩種應用模式的並存與互補

嵌入式系統最大、最廣、最底層的應用是傳統電子技術領域的智能化改造，因此，以通曉對象專業的電子技術隊伍為主，用最少的嵌入式系統軟、硬體開銷，以8位機為主，帶有濃重的電子系統設計色彩的電子系統應用模式會長期存在下去。另外，計算機專業人士會愈來愈多地介入嵌入式系統應用，但囿於對象專業知識的隔閡，其應用領域會集中在網路、通信、多媒體、商務電子等方面，不可能替代原來電子工程師在控制、儀器儀表、機械電子等方面的嵌入式應用。因此，客觀存在的兩種應用模式會長期並存下去，在不同的領域中相互補充。電子系統設計模式應從計算機應用設計模式中學習計算機工程方法和嵌入式系統軟體技術，計算機應用設計模式應從電子系統設計模式中了解嵌入式系統應用的電路系統特性、基本的外圍電路設計方法和對象系統的基本要求等。

（3） 嵌入式系統應用的高、低端

由於嵌入式系統有過一段很長的單片機獨立發展道路，大多是基於8位單片機，實現最底層的嵌入式系統應用，帶有明顯的電子系統設計模式特點；而且大多數從事單片機應用開發人員都是對象系統領域中的電子系統工程師，加之單片機的出現，他們立即脫離了計算機專業領域，以智能化器件身份進入電子系統領域，沒有帶入嵌入式系統概念，因此，不少從事單片機應用的人不了解單片機與嵌入式系統的關系，在談到嵌入式系統領域時，往往理解成計算機專業領域的，基於32位嵌入式處理器，從事網路、通信、多媒體等的應用。這樣，單片機與嵌入式系統形成了嵌入式系統中常見的兩個獨立的名詞。但由於單片機是典型的、獨立發展起來的嵌入式系統，從學科建設的角度出發，應該把它們統一成嵌入式系統。考慮到原來單片機的電子系統底層應用特點，可以把嵌入式系統應用分成高端與低端，把原來的單片機應用理解成嵌入式系統的低端應用，含義為其應用的底層性以及與對象系統的緊耦合。

❷ 智能家居控制器屬於嵌入式計算機嗎

屬於。
智能家居控制系統隨著嵌入式系統在物聯網中廣泛運用，對住宅內的家用電器、照明燈光進行智能控制，並實現家庭安全防範，並結合其他系統為住戶提供一個溫馨舒適、安全節能、先進高尚的家居環境。
智能家居網路通常能夠分為家庭數據網路和家庭控制網路兩種：家庭數據網路，提供高速率的數據傳輸服務，如家用計算機和數字電視、視頻和音頻播放器、資源共享及高速上網等；家庭控制網路，提供便捷的和低速率的控制和互連網路，用於燈光照明控制、家居安防、家居環境監測以及家庭應急求助等功能。

❸ 什麼是嵌入式系統，能舉個例子嗎

嵌入式系統（Embedded system），是一種「完全嵌入受控器件內部，為特定應用而設計的專用計算機系統」。

為控制、監視或輔助設備、機器或用於工廠運作的設備。與個人計算機這樣的通用計算機系統不同，嵌入式系統通常執行的是帶有特定要求的預先定義的任務。由於嵌入式系統只針對一項特殊的任務，設計人員能夠對它進行優化，減小尺寸降低成本。

實際應用舉例：

1、家庭自動化產品，如恆溫器、冷氣機、灑水裝置和安全監視系統。家用電器，包括微波爐、洗衣機、電視機、DVD播放器和錄制器。

2、水、電、煤氣表的遠程自動抄表，安全防火、防盜系統，其中嵌有的專用控制晶元將代替傳統的人工檢查。

3、內嵌GPS模塊，GSM模塊的移動定位終端已經在各種運輸行業獲得了成功的使用。

4、公共交通無接觸智能卡發行系統，公共電話卡發行系統，自動售貨機。

5、水文資料實時監測，防洪體系及水土質量監測、堤壩安全，地震監測網，實時氣象信息網，水源和空氣污染監測。

❹ 馬上要裝修了，在裝修之前可以把什麼家電先買回來

馬上要裝修了，在裝修之前可以把什麼家電先買回來？

1、隱蔽式家用電器

並非所有家用電器都是露天放置的，如中央新風系統、中央空調等。這些產品都是完全隱蔽安裝的。安裝後，需要進行硬裝飾。

對於嵌入式洗碗機、蒸汽爐、一體化爐灶等嵌入式家用電器，您還需要在定製櫥櫃之前確定要購買的具體型號，以便為以後的安裝留出合適的位置。安裝後，機櫃和電器可以完美匹配，不會發生翻轉。提前固定，方便電工考慮布線問題，預留給排水。

❺ 選擇一個嵌入式系統產品（如手機，智能家用電器）假如你是系統的總設計師，你認為如何運作這個產品的開發

這道題就是考你做項目的能力。
具體的硬體軟體設計不需要你考慮，版就是要求你想想整個項權目流程是怎麼樣的。建議你去看幾篇本科或碩士的畢業設計論文，一般都包含了軟硬體需求分析，設計，測試等技術性環節，學習一下。然後網上搜一些做項目的流程知識，然後就靠自己編了。
這種題目沒固定答案，你寫的思路越清晰、全面，分越高。