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嵌入式技术论文篇二

　嵌入式系统应用技术

　摘 要本文介绍了嵌入式系统的含义、发展、现状和我国在嵌入式系统中面临的机遇，重点介绍了嵌入式系统的硬件，简要说明了嵌入式操作系统。

　关键词单片机;操作系统;Linux;嵌入式系统

　1.嵌入式系统的定义与市场前景

　嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，适应应用系统对功能、可靠性、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。它主要由嵌入式微处理器、外围硬设备、嵌入式操作系统及应用软件等部分构成，用于实现对其他设备的控制、监视和管理等功能 。

　PC机主要应用在办公室自动化领域，而嵌入式已经渗入到人们的工作、生活中，如工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、POS网络及电子商务、环境监测、机器人等领域 。今天嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元，1997年来自美国嵌入式系统大会(Embedded System Conference)的报告指出，未来5年仅基于嵌入式计算机系统的全数字电视产品，就将在美国产生一个每年1500亿美元的新市场。美国汽车大王福特公司的高级经理也曾宣称，?福特出售的?计算能力?已超过了IBM?，由此可以想见嵌入式计算器工业的规模和广度。1998年11月在美国加州举行的嵌入式系统大会上，基于RTOS的Embedded Internet成为一个技术新热点。 美国著名未来学家尼葛洛庞帝99年1月访华时预言，4～5年后嵌入式智能(计算机)工具将是PC和因特网之后最伟大的发明 。这就是所谓的?后PC时代?概念。

　2.嵌入式系统发展阶段

　嵌入式系统的出现至今已经30多年的历史。近几年来，计算机(Computer)、通信(Communication)、消费电子(Consumer Electron)的一体化趋势日益明显，成就了3C融合之势.纵观其发展历程，大致经历了一下几个阶段。

　第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器(PLC)形式的系统，具有监测、伺服、指示设备相配合的功能。这类系统大部分应用在一些专业性强的工业控制系统中，没有操作系统的支持，只通过汇编语言对其编程控制。

　第二阶段是单片机(又称微控制器 MCU Microcontroller Unit)为基础，这时候的编程语言从汇编转变成以C语言为主。这一阶段的MCU种类繁多，价格较低，现在依然发挥着重要作用。

　第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。这时候的单片机速度越来越快，功能越来越多。这时候软件主要运行在嵌入式操作系统上。嵌入式操作系统能运行各种不同类型的单片机上，兼容性好;用户界面较友好，具有大量的应用程序接口API，开发应用程序简单。

　第四阶段是以Internet为标志的嵌入式系统。随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、控制技术日益结合，嵌入式系统通过各种总线形式和Internet的结合越来越密切 。

　3.嵌入式系统的核心硬件

　嵌入式系统的核心硬件是单片机，又称微控制器(MCU)它是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机，通常片内都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。随着技术的发展，单片机片内集成的功能越来越强大，并朝着SoC(System on chip片上系统)方向发展。单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点，在自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、通信、家用电器等许多领域得到日益广泛的应用。

　目前据不完全统计，全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000多种，流行体系结构有30几个系列，其中8051体系的占有多半。生产8051单片机的半导体厂家有20多个，共350多种衍生产品。通常按单片机数据总线的位数将单片机分为4位、8位、16位、32位机。

　3.1　四位单片机。四位单片机适合用于各种规模较小的家电类消费产品。一般的单片机厂家均有自己的四位单片机产品，有OKI公司的MSM64164C、MSM64481，NEC公司的75006?系列、EPSON公司的SMC62系列等。

　典型应用领域有：PC机用的输入装置(鼠标、游戏杆)、电池充电器(Ni-Cd电池、锂电池)、运动器材、带液晶显示的音、视频产品控制器、一般家用电器的控制及遥控器、玩具控制、记时器、时钟、表、计算器、多功能电话、LCD游戏机。

　3.2　八位单片机。八位单片机是目前品种最为丰富、应用最为广泛的单片机，有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点。目前主要分为MCS-51系列及其兼容机型和非MCS-51系列单片机。

　MCS-51兼容产品因开发工具及软硬件资源齐全而占主导地位， ATMEL、PHILIPS、WINBOND是MCS-51单片机生产的老牌厂家，CYGNAL及ST也推出新的产品，其中ST的新推出的?PSD系列片内有大容量FLASH(128/256KB)、8/32KB的SRAM、 集成A/D、看门狗、上电复位电路、两路UART、支持在系统编程ISP及在应用中编程IAP等诸多先进特性，迅速被广大51单片机用户接受 。CYGNAL推出了Soc的51系列单片机C8051F系列。集成了A/D D/A电路、看门狗，上电复位电路、I C、SPI、CAN总线、 FLASH技术、JTAG仿真调试，并且最高达到了100MIPS

　非51系列单片机在中国应用较广的有MOTOROLA68HC05/08系列、 MICROCHIP的PIC单片机以及ATMEL的AVR单片机。

　八位单片机在自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、通信、家用电器等许多领域得到广泛应用。

　3.3　十六位单片机。十六位单片机操作速度及数据吞吐能力在性能上比8位机有较大提高。目前以INTEL的MCS-96/196系列、TI的MSP430 系列及MOTOROLA的68HC11系列为主 。

　十六位单片机主要应用于工业控制、智能仪器仪表 、便携式设备等场合。其中TI的MSP430系列以其超低功耗的特性广泛应用于低功耗场合。

　3.4　三十二位单片机。32位单片机是单片机的发展趋势，随着技术发展及开发成本和产品价格的下降将会与8位机并驾齐驱。生产32位单片机的厂家与8位机的厂家一样多。MOTOROLA、TOSHIBA、HITACH、NEC、EPSON、MITSUBISHI、SAMSUNG群雄割据， 其中以32位ARM单片机及MOTOROLA的MC683、68K系列应用相对广泛。基于ARM核的单片机占据了2001年的32位单片机市场75%的份额。

　3.5　单片机技术的发展。从20年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出以下技术特点。

　8位、32位单片机共同发展。这是当前单片机技术发展的另一动向。长期以来，单片机技术的发展是以8位机为主的。随着移动通讯、网络技术、多媒体技术等高科技产品进入家庭，32位单片机应用得到了长足、迅猛的发展。

　单片机速度越来越快。为提高单片机抗干扰能力，降低噪声，降低时钟频率而不牺牲运算速度是单片机技术发展之追求。一些8051单片机兼容厂商改善了单片机的内部时序，在不提高时钟频率的条件下，使运算速度提高了很多，Motorola单片机则使用了琐相环技术或内部倍频技术使内部总线速度大大高于时钟产生器的频率。68HC08单片机使用4.9MHz外部振荡器而内部时钟达32M。三星电子新近推出了1.2GHz的ARM处理器内核Halla

　低电压与低功耗。几乎所有的单片机都有Wait、Stop等省电运行方式。允许使用的电源电压范围也越来越宽。一般单片机都能在3到6V范围内工作，对电池供电的单片机不再需要对电源采取稳压措施。低电压供电的单片机电源下限已由2.7V降至2.2V、1.8V。0.9V供电的单片机已经问世。

　低噪声与高可靠性技术。为提高单片机系统的抗电磁干扰能力，使产品能适应恶劣的工作环境，满足电磁兼容性方面更高标准的要求，各单片机商家在单片机内部电路中采取了一些新的技术措施。如ST公司的?PSD系列单片机片内增加了看门狗定时器，NS的COP8单片机内部增加了抗EMI电路，增强了?看门狗?的性能。

　ISP及IAP。在片编程技术(In System Programming)及在应用中编程(In Application Programming)通过单片机上引出的编程线、串行数据、时钟线等对单片机编程，编程线与I/O线共享， 不增加单片机的额外引脚。ISP为开发调试提供了方便，并使单片机系统远程调试、升级成为现实

　4.嵌入式系统的软件

　嵌入式系统的软件从最初的汇编语言逐渐过度到C高级语言，到现在最终形成了以操作系统，出现了几十种产品，代表性的有VxWorks、QNX、Nucleus、?C/OS 、Palm OS、Windows CE以及Linux系列。在技术上有以下特征。

　(1)以为新的处理器越来越多，嵌入式系统的设计更易于移植，以便在短时间内支持多种微处理器。

　(2)Linux产品在嵌入式上获得了广泛的应用。Linux性能稳定，裁剪性好，开发和使用比较容易，适用于多种嵌入式处理器。Linux得到了相当广泛厂商的支持RT-Linux产品也取得了很大的进展。在家用电器、工业控制大有可为 。

　5.发展和应用我国自主的嵌入式系统技术

　目前，PC机的架构为Wintel所控制、垄断。在该领域，现在我们没有主动权，创新空间较小，专家估计，十年内很难有所突破。而嵌入式系统没有统一的架构，软硬件需要多种多样的组合，技术密集，市场容量大。我国在此领域有无限的创新空间 。例如?星光中国芯工程?是以数字多媒体芯片为突破口，第一次将?中国芯星光一号?率先打入国际市场的战略工程在国际上处于领先地位。在该领域已处于领导地位。在操作系统领域，有中软公司推出的?中软实时嵌入式Linux操作系统?，对外部中断可作出微秒级的响应，能提供精确的实时始终控制，实时任务和线程的并发操作和同步机制 。

　6.结束语

　上述描述了嵌入式系统的含义，以及嵌入式系统的发展历程、嵌入式系统的硬件、嵌入式操作系统，最后总结了我国在嵌入式系统中面临的机遇，为进一步学习嵌入式系统提供了参考，以期对研究该领域的人们有所帮助。

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毕业设计说明书（论文）撰写规范格式

毕业设计(论文)是学生毕业前最后一个重要学习环节，是学习深化与升华的重要过程。它既是学生学习、研究与实践成果的全面总结，又是对学生素质与能力的一次全面检验。为了保证自动化专业本科生毕业设计(论文)质量，在学校相应规范的基础上，特制定本专业毕业设计说明书（论文）撰写的一般规范如下：

一、论文（设计说明书）的文字量要求

整篇论文（设计说明书）字数一般不少于10000字，要求计算机打印。

二、论文（设计说明书）撰写规格要求

1.文字、符号

论文（设计说明书）撰写文字要规范，汉字须使用国家公布的规范字。中文的标点符号应按新闻出版署公布的“标点符号用法”使用。文稿内容要完整准确，有关实验数据表格、图示和照片的表达一定要规范化。实验结果已用图表示了的一般不再列表。图表中所述内容不必在正文中再做说明，应尽量避免重复。每个图表必须要有图表序号和图表名称。

2.名词、名称

科学技术名词术语采用全国自然科学名词审定委员会公布的规范词或国家标准、部颁标准中规定的名称，尚未统一规定或叫法有争议的名称术语，可采用惯用的名称。使用外文缩写词时，首次出现时应在括号内注明其含义。外国人名一般采用英文原名，按名前姓后的原则书写。比较熟知的外国人名（如牛顿、达尔文、马克思等）可按通常标准译法写译名。

3.量和单位

量和单位必须按照中华人民共和国的国家标准采用，以国际单位制（SI）为基础。非物理量的单位，如件、台、人、元等，可用汉字与符号构成组合形式的单位，例如件/台、元/km。

4.数字

测量统计数据一律用阿拉伯数字，但在叙述不很大的数目时，一般不用阿拉伯数字，如“三力作用于一点”，不宜写成“3力作用于1点”。大约的数字可以用中文数字，也可以用阿拉伯数字，如“约一百五十人”，也可写成“约150人”。

5.标题层次

标题层次应有条不紊，整齐清晰。章节编号方法应采用分级阿拉伯数字编号方法，第一级为“第1章”、“第2章”、“第3章”等，第二级为“2.1”、“2.2”、“2.3”等,第三级为“2.2.1”、“2.2.2”、“2.2.3”等，但分级阿拉伯数字的编号一般不超过三级，两级之间用下角圆点隔开，每一级的末尾不加标点。

各层标题均单独占行书写。第一级标题居中书写；第二级标题序数顶格书写，后空一格接写标题，末尾不加标点；第三级均顶格书写序数，后空一格书写标题。正文中对总项包括的分项采用（1）、（2）、（3）单独序号，对分项中的小项采用①、②、③…的序号或数字加半括号，括号后不再加其他标点。举例如下：

第2章 系统实现

2.1 嵌入式linux 系统的搭建

2.1.1 构建交叉编译环境

（1）××××××

6.注释

个别名词或情况需要解释时，可加注说明，注释可用页末注（将注文放在加注页的下端）或篇末注（将全部注文集中在文章末尾）。

7.公式

公式必须全部采用公式编辑器书写，并居中书写。公式的编号用圆括号括起放在公式右边行末，公式和编号之间不加虚线，并按章编号。如公式（2.10）所示（避免“如下式所示”这样的叙述）：第2章的第10个公式

（2.10）

8.表格

每个表格应有表序和表题，表序和表题应写在表格上方正中，表序后空一格书写表题。表格允许下页接写，表题可省略，表序应重复写，并在右上方写“续表××”。表序按章编号。如表2.3所示（避免“如下表所示”这样的叙述）：第2章的第3个表。

表2.3 ××××××

续表2.3

9.插图

插图必须精心制作，线条粗细要合适，图面要整洁美观。每幅插图应有图序和图题，图序和图题应放在图位下方居中处。图应在描图纸或在白纸上用墨线绘成，也可以用计算机绘图。图序按章编号。如图2.7所示（避免“如下图所示”这样的叙述）：第2章的第7个图。

图2.7 ×××××

10.参考文献

参考文献一律放在文后，序号用方括号括起，按文中出现的先后顺序统一用阿拉伯数字进行自然编号，文中标法如下所示：

××××××[12]，……

几种主要参考文献著录表的格式为：

连续出版物：[序号]作者. 题名.刊名，年，卷号（期号）：起～止页码

专（译）著：[序号]作者.书名(译者). 出版地：出版社，出版年. 起～止页码

论 文 集：[序号]作者. 题名. 文集名.会议地点: 出版社，出版年. 起～止页码

学 位 论文:[序号]姓名.学位论文题目:[XX学位论文]. 授予单位所在地：授予单位，授予年专 利：[序号]申请者.专利名. 国名，专利文献种类，专利号，出版日期

技 术 标准：[序号]发布单位.技术标准代号.技术标准名称.出版地：出版社，出版日期

举例如下：

[1]王浩刚, 聂在平. 三维矢量散射积分方程中奇异性分析. 电子学报, 1999, 27(12): 68～71

[2]竺可桢. 物理学. 北京: 科学出版社, 1973. 56～60

[3]Charles P. The Seismic Retrofit of the Golden Gate Bridge. PRC-US Workshop on Seismic Analysis and Design of Special Bridge, Houston: International Society for Experimental Hematology, 1974. 44～46

[4]陈念永. 毫米波细胞生物效应及抗肿瘤研究：[博士学位论文]. 成都：电子科技大学高能所，2001

[5]姜锡洲. 一种温热外敷药制备方法. 中国, 实用新型专利，881056073，1980-07-26

[6]中华人民共和国国家技术监督局. GB3100～3102. 中华人民共和国国家标准－量与单位.北京：中国标准出版社，1994-11-01

三、毕业论文（计算机打印）排版规范要求

1.页面设置

论文采用A4纸单面打印，页面设置采用word默认设置。

2.字体、字号要求

（1）封面字体、字号要求

封面采用我校的统一封面：

1）中文题目：小二号黑体，题目一行排不下时可排两行；

2）学生姓名、指导教师采用宋体小三宋体；

3）学院、专业、班级采用四号宋体；

4）年月日采用四号Times New Roman。

（2）文中字体、字号要求

1) 标题格式

论文一般分三级标题：一级标题有“摘要”（“ABSTRACT”使用单独格式）、“目录”、各章标题、“致谢”、“参考文献”、“附录”等；二级标题为各章二级标题，如“1.1”、“1.2”、“2.1”等；三级标题为各章三级标题，如“1.1.1”、“1.1.2”、“2.1.1”等。各级标题的格式设置如下：

一级标题：黑体，三号，段前、段后间距为1行，居中

二级标题：黑体，四号，段前、段后间距为1行，左对齐

三级标题：黑体，小四号，段前、段后间距为1行，左对齐

上述段前、段后间距可适当调节，以便于控制正文合适的换页位置。（注：若不知如何设置“标题”格式及如何插入“目录”，请在网上查询）

2) 图表序号及题名、参考文献内容，中文采用五号宋体，英文采用五号Times New Roman；文中的其它文字，除三个级别的标题外，中文采用小四宋体，英文采用小四Times New Roman。

3) 全文采用1.3倍间距；

3.中文摘要

（1）居中打印“摘要”二字，字间空一字符，采用一级标题格式；

（2）换行打印摘要内容（中文为小四号宋体或英文字母为Times New Roman）；

（3）摘要内容后下空一行打印"关键词"三字（小四号黑体），其后为关键词3-6个（中文为小四号宋体或英文字母为Times New Roman），每一关键词之间用逗号隔开，最后一个关键词后不打标点符号。一般格式如下：

摘 要

××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

关键词：×××，×××，×××

4.英文摘要

（1）居中打印“ABSTRACT”，采用单独标题格式“Times New Roman，加粗，三号，段前、段后间距为1行，居中”；

（2）换行打印英文摘要内容，每段开头留四个空字符；

（3）摘要内容下空一行打印“KEY WORDS”（小四号Times New Roman，加粗）,其后为关键词用小写字母，每一关键词之间用逗号隔开，最后一个关键词后不打标点符号。

（4）摘要内容及关键词内容为小四号Times New Roman字体。一般格式如下：

ABSTRACT

××××××。英文摘要内容应与中文摘要基本一致，文字应简明，语法应严密、准确，字母拼写正确无误。××××

KEY WORDS: PLC, predictive control, microcomputer

5.目录

“目录”二字居中打印，采用一级标题格式；其下为章、节、小节及其开始页码（将目录内容全选后，先设置为小四号宋体，再设为Times New Roman）；章、节、小节分别以第1章、1.1、1.1.1等数字依次标出。

6.正文

每章标题采用一级标题格式；章下为节，采用二级标题格式；节下为小节，采用三级标题格式；换行后以小四号宋体打印正文，正文内的标题号用（1）、①、a等依次标出。

7.附图

图题采用中文，中文字体为五号宋体；引用图应在图题右上角标出文献来源；图号以章为单位顺序编号。

8.表格

按章顺序编号，表内必须按规定的符号标注单位；表号以章为单位顺序编号。

9.公式

公式书写应在文中另起一行，居中排列；公式序号按章顺序编号。

10.参考文献

按文中参考文献出现的先后顺序，用阿拉伯数字连续编号；参考文献中每条项目应齐全。

11. 篇眉和页码

（1）页眉从中文摘要开始，采用小五号宋体居中书写。每页页眉名称均为“青岛理工大学毕业设计（论文）”。

（2）页脚从中文摘要开始至第一章前，按罗马数字连续编排（如Ⅰ、Ⅱ等），从第一章开始至论文结束用罗马数字单独编排（如1、2、3，避免“-1-”、“第1页”等形式）。页脚位于页面底端，采用小五号Times New Roman居中书写。

四、毕业设计绘图量要求

设计类题目绘图量（折合为图幅为0#图纸）不少于2.5 张，其中要求计算机绘图（CAD）2张，手工绘图不少于1张。图纸绘制要符合国家标准。完成后的设计图纸经毕业设计指导教师审核后，审核人员要签署审核指导意见并签名。

五、毕业论文的结构

1.题目

即标题，它的主要作用是概括整个论文的中心内容。题目应简短、明确、有概括性，字数要适当，一般不宜超过20个字，当字数较多时，可以分成主、副标题。

2.目录

目录应列出通篇论文各组成部分的大小标题，分别层次，逐项标明页码，并包括注明参考文献、附录、图版、索引等附属部分的页次，以便读者查找。目录按三级标题编写（即：第1章……、1.1……、1.1.1……），要求标题层次清晰。目录中的标题应与正文中的标题一致，附录也应依次列入目录。如下图所示：

3.摘要

摘要是论文的高度概括，要求用中、英文分别分页书写。中文摘要在300字左右，外文摘要在250个实词左右，关键词一般为3～6个。

4.前言（或绪论）

前言是相当于论文的开头，作为论文的第1章。它是三段式论文的第一段（后二段是本论和结论）。前言与摘要不完全相同，摘要要写得高度概括、简略，前言稍加具体一些，文字以1000字左右为宜。 前言一般应包括以下几个内容；

（1）为什么要写这篇论文，要解决什么问题，主要观点是什么。

（2）对本论文研究主题范围内已有文献的评述（包括与课题相关的历史的回顾，资料来源、性质及运用情况等）。

（3）说明本论文所要解决的问题，所采用的研究手段、方式、方法。 明确研究工作的界限和规模。

（4）概括本课题研究所取得的成果及意义。

5.正文

论文的正文是作者对自己的研究工作详细的表述。应包括以下内容；

（1）理论分析部分：详细说明所使用的分析方法和计算方法等基本情况；指出所使用的分析方法、计算方法、实验方法等哪些是己有的，哪些是经过自己改进的，哪些是自己创造的，以便指导教师审查和纠正，篇幅不宜过多，应以简练、明了的文字概略表述。

（2）用调查研究的方法达到研究目的的，调查目标、对象、范围、时间、地点、调查的过程和方法等，一定要简述。对调查所提的样本、数据、新的发现等则应详细说明。

（3）结果与讨论应恰当运用表和图作结果与分析。

6.结论

结论作为论文的最后一章，是对整个研究工作进行归纳和综合而得出的结论。结论集中反映作者的研究成果，表达作者对所研究课题的见解和主张，对其应用前景和社会、经济价值等加以预测和评价，并指出今后进一步在本研究方向进行研究工作的展望与设想，是全文的思想精髓，一般写的概括、篇幅较短。撰写时应注意以下几点：

（1）结论要简单、明确。在措辞上应严密，容易理解。

（2）结论应反映个人的研究工作，属于前人和他人已有过的结论可少提。

（3）要实事求是地介绍自己研究的成果，切忌言过其实。

7.致谢

对于毕业设计（论文）的指导教师和在毕业设计（论文）撰写过程中提过有益的建议或给予过帮助的同学，都应在论文的结尾部分书面致谢，言辞应恳切、实事求是。

8.参考文献

在论文中所引用、参考过的文献，一般都应列出来。毕业设计(论文)的参考文献不宜过多，一般应列入的参考文献应不少于10篇，其中外文文献不少于2篇。参考文献内容中文采用五号宋体，英文采用五号Times New Roman。

9.附录

在论文之后附上不便放进正文的重要数据、图表、公式、程序等资料，供读者阅读论文时参考。一般附录的篇幅不宜过大，否则会让人产生头轻脚重的感觉。

六、毕业设计说明书的结构

1.解决某一工程具体问题的题目属毕业设计，毕业设计的内容包括设计说明书和图纸两部分。

2.毕业设计说明书是对毕业设计进行解释与说明的书面材料，在写法上应注意与论文的区别：

（1）前言由下面三部分组成；设计的目的和意义，设计项目发展情况简介，设计原理及规模介绍；

（2）正文包括方案的论证和主要参数的计算两大部分。

七、毕业论文装订次序要求

1.封面

2.任务书（单页，要求打印）

3.指导教师评语

4.指定评阅人评语

5.答辩委员会评语

6.中文摘要

7.外文摘要

8.目录

9.正文

第1章 绪论

……

第x章 结论与展望

10.致谢

11.参考文献

12.附录

13.封底

注：本撰写规范格式只是对学校文件的细化，便于教师和学生使用。