2022年嵌入式系统基础知识总结2.docx

学习好资料欢迎下载必读：嵌入式系统基础学问总结2022-07-22电子发烧友网本文主要介绍嵌入式系统的一些基础学问,期望对各位有帮忙；嵌入式系统基础1 、嵌入式系统的定义（1） ）定义：以应用为中心,以运算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、牢靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用运算机系统；（2） ）嵌入式系统进展的 4 个阶段：无操作系统阶段、简洁操作系统阶段、实时操作系统阶段、面对 Internet阶段；（3） ）学问产权核（ IP 核）：具有学问产权的、功能详细、接口规范、可在多个集成电路设计中重复使用的功能模块,是实现系统芯片（SOC）的基本构件；（4） ）IP 核模块有行为、结构和物理 3 级不同程度的设计,对应描述功能行为的不同可以分为三类：软核、固核、硬核；2 、嵌入式系统的组成包含:硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层（1） ）硬件层：嵌入式微处理器、储备器、通用设备接口和I/O 接口；嵌入式核心模块微处理器电源电路时钟电路储备器Cache ：位于主存和嵌入式微处理器内核之间, 存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据； 它的主要目标是减小储备器给微处理器内核造成的储备器拜访瓶颈,使处理速度更快；（2） ）中间层（也称为硬件抽象层HAL 或者板级支持包 BSP）.它将系统上层软件和底层硬件分别开来, 使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件的详细情形,依据BSP 层供应的接口开发即可；BSP 有两个特点：硬件相关性和操作系统相关性；设计一个完整的 BSP 需要完成两部分工作：A、 嵌入式系统的硬件初始化和 BSP 功能；片级初始化： 纯硬件的初始化过程, 把嵌入式微处理器从上电的默认状态逐步设置成系统所要求的工作状态；板级初始化： 包含软硬件两部分在内的初始化过程,为随后的系统初始化和应用程序建立硬件和软件的运行环境；系统级初始化：以软件为主的初始化过程,进行操作系统的初始化；B、 设计硬件相关的设备驱动；（3） ）系统软件层： 由 RTOS、文件系统、 GUI 、网络系统及通用组件模块组成； RTOS 是嵌入式应用软件的基础和开发平台；（4） ）应用软件：由基于实时系统开发的应用程序组成；3 、实时系统（1） ）定义：能在指定或确定的时间内完成系统功能和对外部或内部、同步或异步时间做出响应的系统；（2） ）区分：通用系统一般追求的是系统的平均响应时间和用户的使用便利； 而实时系统主要考虑的是在最坏情形下的系统行为；（3） ）特点：时间约束性、可猜测性、牢靠性、与外部环境的交互性；（4） ）硬实时（强实时）：指应用的时间需求应能够得到完全满意,否就就造成重大安全事故,甚至造成重大的生命财产缺失和生态破坏,如：航天、军事；（5） ）软实时（弱实时）：指某些应用虽然提出了时间的要求,但实时任务有时违反这种需求对系统运行及环境不会造成严峻影响,如：监控系统、 实时信息采集系统；（6） ）任务的约束包括：时间约束、资源约束、执行次序约束和性能约束；4 、实时系统的调度（1） ）调度：给定一组实时任务和系统资源,确定每个任务何时何地执行的整个过程；（2） ）抢占式调度：通常是优先级驱动的调度,如uCOS ；优点是实时性好、反应快,调度算法相对简洁, 可以保证高优先级任务的时间约束； 缺点是上下文切换多；（3） ）非抢占式调度：通常是按时间片安排的调度,不答应任务在执行期间被中断,任务一旦占用处理器就必需执行完毕或自愿舍弃,如WinCE ；优点是上下文切换少；缺点是处理器有效资源利用率低,可调度性不好；（4） ）静态表驱动策略：系统在运行前依据各任务的时间约束及关联关系,采纳某种搜寻策略生成一张运行时刻表,指明各任务的起始运行时刻及运行时间；（5） ）优先级驱动策略：依据任务优先级的高低确定任务的执行次序；（6） ）实时任务分类：周期任务、偶发任务、非周期任务；（7） ）实时系统的通用结构模型：数据采集任务实现传感器数据的采集,数据处理任务处理采集的数据、 并将加工后的数据送到执行机构治理任务掌握机构执行；5 、嵌入式微处理器体系结构（1） ）冯诺依曼结构：程序和数据共用一个储备空间,程序指令储备地址和数据储备地址指向同一个储备器的不同物理位置, 采纳单一的地址及数据总线, 程序和数据的宽度相同；例如： 8086 、ARM7 、MIPS （2） ）哈佛结构：程序和数据是两个相互独立的储备器,每个储备器独立编址、独立拜访,是一种将程序储备和数据储备分开的储备器结构； 例如：AVR、ARM9 、ARM10 （3） ） CISC 与 RISC 的特点比较；运算机执行程序所需要的时间 P 可以用下面公式运算：P=I ×CPI×TI：高级语言程序编译后在机器上运行的指令数；CPI：为执行每条指令所需要的平均周期数； T：每个机器周期的时间；（4） ）流水线的思想：在 CPU 中把一条指令的串行执行过程变为如干指令的子过程在 CPU 中重叠执行；（5） ）流水线的指标：吞吐率：单位时间里流水线处理机流出的结果数； 假如流水线的子过程所用时间不一样长,就吞吐率应为最长子过程的倒数；建立时间：流水线开头工作到达最大吞吐率的时间；如m 个子过程所用时间一样,均为 t,就建立时间 T mt ；（6） ）信息储备的字节次序A、储备器单位：字节（ 8 位）B、字长打算了微处理器的寻址才能,即虚拟地址空间的大小；C、32 位微处理器的虚拟地址空间位232 ,即 4GB ；D、小端字节次序：低字节在内存低地址处,高字节在内存高地址处；E、大端字节次序：高字节在内存低地址处,低字节在内存高地址处；F、网络设备的储备次序问题取决于OSI 模型底层中的数据链路层；6 、规律电路基础（1） ）依据电路是否具有储备功能,将规律电路划分为：组合规律电路和时序规律电路；（2） ）组合规律电路：电路在任一时刻的输出,仅取决于该时刻的输入信号, 而与输入信号作用前电路的状态无关；常用的规律电路有译码器和多路挑选器等；（3） ）时序规律电路：电路任一时刻的输出不仅与该时刻的输入有关,而且仍与 该时刻电路的状态有关； 因此,时序电路中必需包含记忆元件； 触发器是构成时序规律电路的基础；常用的时序规律电路有寄存器和计数器等；（4） ）真值表、布尔代数、摩根定律、门电路的概念；（5） ） NOR （或非）和 NAND （与非）的门电路称为全能门电路,可以实现任何一种规律函数；（6） ）译码器：多输入多输出的组合规律网络；每输入一个 n 位的二进制代码,在 m 个输出端中最多有一个有效；当 m 2n 是,为全译码；当 m<2n时,为部分译码；（7） ）由于集成电路的高电平输出电流小,而低电平输出电流相对比较大,采纳集成门电路直接驱动 LED 时,较多采纳低电平驱动方式；液晶七段字符显示器 LCD 利用液晶有外加电场和无外加电场时不同的光学特性来显示字符；（8） ）时钟信号是时序规律的基础,它用于打算规律单元中的状态合适更新；同步是时钟掌握系统中的主要制约条件；（9） ）在选用触发器的时候,触发方式是必需考虑的因素；触发方式有两种：电平触发方式：具有结构简洁的有点,常用来组成暂存器；边沿触发方式：具有很强的抗数据端干扰才能,常用来组成寄存器、计数器等；7 、总线电路及信号驱动（1） ）总线是各种信号线的集合,是嵌入式系统中各部件之间传送数据、地址和掌握信息的公共通路；在同一时刻,每条通路线路上能够传输一位二进制信号；依据总线所传送的信息类型,可以分为：数据总线（DB ）、地址总线（ AB）和掌握总线（ CB）；（2） ）总线的主要参数：总线带宽：肯定时间内总线上可以传送的数据量,一般用MByte/s表示；总线宽度：总线能同时传送的数据位数（bit ）,即人们常说的 32 位、64 位等总线宽度的概念,也叫总线位宽；总线的位宽越宽,总线每秒数据传输率越大, 也就是总线带宽越宽；总线频率：工作时钟频率以 MHz 为单位,工作频率越高, 就总线工作速度越快, 也即总线带宽越宽；总线带宽 总线位宽×总线频率 /8 , 单位是 MBps ；常用总线： ISA 总线、 PCI 总线、IIC 总线、 SPI 总线、PC104 总线和 CAN 总线等；（3） ）只有具有三态输出的设备才能够连接到数据总线上,常用的三态门为输出缓冲器；（4） ）当总线上所接的负载超过总线的负载才能时,必需在总线和负载之间加接缓冲器或驱动器,最常用的是三态缓冲器,其作用是驱动和隔离；（5） ）采纳总线复用技术可以实现数据总线和地址总线的共用；但会带来两个问题：A、需要增加外部电路对总线信号进行复用解耦,例如：地址锁存器；B、总线速度相对非复用总线系统低；（6） ）两类总线通信协议：同步方式、异步方式；（7） ）对总线仲裁问题的解决是以优先级（优先权）的概念为基础；8 、电平转换电路（1） ）数字集成电路可以分为两大类：双极型集成电路（TTL）、金属氧化物半导体（ MOS ）；（2） ）CMOS 电路由于其静态功耗极低,工作速度较高,抗干扰才能较强, 被广泛使用；（3） ）解决 TTL 与 CMOS 电路接口困难的方法是在 TTL 电路输出端与电源之间接一上拉电阻 R,上拉电阻 R 的取值由 TTL 的高电平输出漏电流IOH 来打算, 不同系列的 TTL 应选用不同的 R 值；9 、可编程规律器件基础这方面的内容,从总体上有个概念性的熟悉应当就可以了；10 、嵌入式系统中信息表示与运算基础（1） ）进位计数制与转换：这样比较简洁,也应当把握怎么样进行换算,有出题的可能；（2） ）运算机中数的表示：源码、反码与补码；正数的反码与源码相同,负数的反码为该数的源码除符号位外按位取反；正数的补码与源码相同,负数的补码为该数的反码加一；例如 98 的源码： 11100010B反码： 10011101B补码： 10011110B（3） ）定点表示法：数的小数点的位置人为商定固定不变；浮点表示法：数的小数点位置是浮动的,它由尾数部分和阶数部分组成；任意一个二进制 N 总可以写成： N=2P ×S；S 为尾数, P 为阶数；（4） ）汉字表示法,搞清晰 GB2318-80中国标码和机内码的变换；（5） ）语音编码中波形量化参数（可能会出简洁的运算题目哦）采样频率：一秒内采样的次数,反映了采样点之间的间隔大小；人耳的听觉上限是 20kHz ,因此 40kHz 以上的采样频率足以使人中意；CD 唱片采纳的采样频率是 44.1kHz ；测量精度：样本的量化等级,目前标准采样量级有8 位和 16 位两种；声道数：单声道和立体声双道；立体声需要两倍的储备空间；11 、差错掌握编码（1） ）依据码组的功能,可以分为检错码和纠错码两类；检错码是指能自动发觉差错的码, 例如奇偶检验码； 纠错码是指不仅能发觉差错而且能自动订正差错的码,例如循环冗余校验码；（2） ）奇偶检验码、海明码、循环冗余校验码（CRC）；12 、嵌入式系统的度量项目（1） ）性能指标：分为部件性能指标和综合性能指标,主要包括：吞吐率、实时性和各种利用率；（2） ）牢靠性与安全性牢靠性是嵌入式系统最重要、 最突出的基本要求, 是一个嵌入式系统能正常工作的保证,一般用平均故障间隔时间MTBF 来度量；（3） ）可保护性：一般用平均修复时间MTTR 表示；（4） ）可用性（5） ）功耗（6） ）环境适应性（7） ）通用性（8） ）安全性（9） ）保密性（10） ）可扩展性性价比中的价格, 除了直接购买嵌入式系统的价特殊,仍应包含安装费用、 如干年的运行修理费用和软件租用费；13 、嵌入式系统的评判方法：测量法和模型法（1） ）测量法是最直接最基本的方法,需要解决两个问题： A、依据讨论的目的,确定要测量的系统参数；B、挑选测量的工具和方式；（2） ）测量的方式有两种：采样方式和大事跟踪方式；（3） ）模型法分为分析模型法和模拟模型法；分析模型法是用一些数学方程去刻画系统的模型, 而模拟模型法是用模拟程序的运行去动态表达嵌入式系统的状态, 而进行系统统计分析,得出性能指标；（4） ）分析模型法中使用最多的是排队模型,它包括三个部分：输入流、排队规章和服务机构；（5） ）使用模型对系统进行评判需要解决3 个问题：设计模型、解模型、校准和证明模型；接口技术1. Flash 储备器（1） ）Flash 储备器是一种非易失性储备器,依据结构的不同可以将其分为NOR Flash 和 NAND Flash两种；（2） ） Flash 储备器的特点：A、区块结构：在物理上分成如干个区块,区块之间相互独立；B、先擦后写： Flash 的写操作只能将数据位从 1 写成 0 ,不能从 0 写成 1,所以在对储备器进行写入之前必需先执行擦除操作,将预写入的数据位初始化为 1 ；擦除操作的最小单位是一个区块,而不是单个字节；C、操作指令：执行写操作,它必需输入一串特殊指令（NOR Flash ）或者完成一段时序（ NAND Flash ）才能将数据写入；D、位反转：由于 Flash 的固有特性,在读写过程中有时会产生一位或几位的数据错误；位反转无法防止,只能通过其他手段对结果进行事后处理；E、坏块：区块一旦损坏,将无法进行修复；对已损坏的区块操作其结果不行猜测；（3） ） NOR Flash的特点：应用程序可以直接在闪存内运行, 不需要再把代码读到系统 RAM 中运行；NOR Flash 的传输效率很高,在 1MB4MB的小容量时具有很高的成本效益,但是 很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能；（4） ） NAND Flash的特点能够提高极高的密度单元, 可以达到高储备密度, 并且写入和擦除的速度也很快, 这也是为何全部的 U 盘都使用 NAND Flash 作为储备介质的缘由； 应用 NAND Flash 的困难在于闪存需要特殊的系统接口；（5） ） NOR Flash与 NAND Flash的区分：A、NOR Flash 的读速度比 NAND Flash稍快一些；B、NAND Flash的擦除和写入速度比 NOR Flash快很多C、NAND Flash 的随机读取才能差,适合大量数据的连续读取；D、NOR Flash带有 SRAM 接口,有足够的地址引进来寻址,可以很简洁地存取其内部的每一个字节； NAND Flash的地址、数据和命令共用8 位总线（有写公司的产品使用 16 位）,每次读写都要使用复杂的 I/O 接口串行地存取数据；E、NOR Flash 的容量一般较小,通常在 1MB8MB 之间； NAND Flash 只用在 8MB 以上的产品中； 因此,NOR Flash 只要应用在代码储备介质中, NAND Flash 适用于资料储备；F、NAND Flash 中每个块的最大擦写次数是一百万次, 而 NOR Flash 是十万次；G、NOR Flash 可以像其他内存那样连接,特别直接地使用,并可以在上面直接运行代码； NAND Flash 需要特殊的 I/O 接口,在使用的时候, 必需先写入驱动程序,才能连续执行其他操作；由于设计师绝不能向坏块写入,这就意味着在NAND Flash上自始至终必需进行虚拟映像；H、NOR Flash 用于对数据牢靠性要求较高的代码储备、通信产品、 网络处理等领域,被成为代码闪存； NAND Flash 就用于对储备容量要求较高的 MP3 、储备卡、 U 盘等领域,被成为数据闪存；2 、RAM 储备器（1） ） SRAM 的特点：SRAM 表示静态随机存取储备器,只要供电它就会保持一个值,它没有刷新周期,由触发器构成基本单元,集成度低,每个 SRAM 储备单元由 6 个晶体管组成,因此其成本较高；它具有较高速率,常用于高速缓冲储备器；通常 SRAM 有 4 种引脚： CE：片选信号,低电平有效；R/W ：读写掌握信号；ADDRESS：一组地址线；DATA ：用于数据传输的一组双向信号线；（2） ） DRAM 的特点：DRAM 表示动态随机存取储备器；这是一种以电荷形式进行储备的半导体储备器；它的每个储备单元由一个晶体管和一个电容器组成,数据储备在电容器中；电容器会由于漏电而导致电荷丢失,因而DRAM 器件是不稳固的；它必需有规律地进行刷新,从而将数据储存在储备器中；DRAM 的接口比较复杂,通常有一下引脚：CE：片选信号,低电平有效；R/W ：读写掌握信号；RAS：行地址选通信号,通常接地址的高位部分；CAS：列地址选通信号,通常接地址的低位部分；ADDRESS：一组地址线；DATA ：用于数据传输的一组双向信号线；（3） ） SDRAM 的特点：SDRAM 表示同步动态随机存取储备器； 同步是指内存工作需要同步时钟, 内部的命令发送与数据的传输都以它为基准； 动态是指储备器阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；它通常只能工作在133MHz的主频；（4） ） DDRAM 的特点DDRAM表示双倍速率同步动态随机存取储备器,也称DDR ；DDRAM是基于SDRAM 技术的, SDRAM 在一个时钟周期内只传输一次数据,它是在时钟的上升期进行数据传输；而DDR 内存就是一个时钟周期内传输两次次数据,它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据； 在 133MHz的主频下, DDR 内存带宽可以达到 133 ×64b/8 ×2 2.1GB/s ；3 、硬盘、光盘、 CF 卡、SD 卡4 、GPIO 原理与结构GPIO 是 I/O 的最基本形式,它是一组输入引脚或输出引脚；有些GPIO 引脚能够加以编程转变工作方向, 通常有两个掌握寄存器： 数据寄存器和数据方向寄存器；数据方向寄存器设置端口的方向； 假如将引脚设置为输出, 那么数据寄存器将掌握着该引脚状态； 如将引脚设置为输入, 就此输入引脚的状态由引脚上的规律电路层来实现对它的掌握；5 、A/D接口（1） ） A/D 转换器是把电模拟量转换为数字量的电路；实现A/D 转换的方法有很多,常用的方法有计数法、双积分法和逐次逼进法；（2） ）计数式 A/D 转换法其电路主要部件包括：比较器、计数器、D/A 转换器和标准电压源；其工作原理简洁来说就是,有一个计数器,从0 开头进行加 1 计数,每进行一次加 1 ,该数值作为 D/A 转换器的输入,其产生一个比较电压VO 与输入模拟电压 VIN 进行比较；假如 VO 小于 VIN 就连续进行加 1 计数,直到 VO 大于 VIN , 这时计数器的累加数值就是 A/D 转换器的输出值；这种转换方式的特点是简洁, 但是速度比较慢, 特殊是模拟电压较高时, 转换速度更慢；例如对于一个8 位 A/D 转换器,如输入模拟量为最大值,计数器要从0 开头计数到 255 ,做 255 次 D/A 转换和电压比较的工作,才能完成转换；（3） ）双积分式 A/D 转换法其电路主要部件包括：积分器、比较器、计数器和标准电压源；其工作原理是, 第一电路对输入待测电压进行固定时间的积分,然后换为标准电压进行固定斜率的反向积分, 反向积分进行到肯定时间, 便返回起始值； 由于使用固定斜率, 对标准电压进行反向积分的时间正比于输入模拟电压值,输入模拟电压越大, 反向积分回到起始值的时间越长； 只要用标准的高频时钟脉冲测定反向积分花费的时间, 就可以得到相应于输入模拟电压的数字量, 也就完成了 A/D 转换；其特点是,具有很强的抗工频干扰才能,转换精度高,但转换速度慢,通常转换频率小于 10Hz ,主要用于数字式测试外表、温度测量等方面；（4） ）逐次靠近式 A/D 转换法其电路主要部件包括：比较器、 D/A 转换器、逐次靠近寄存器和基准电压源；其工作原理是,实质上就是对分搜寻法,和平常天平的使用原理一样；在进行A/D 转换时,由 D/A 转换器从高位到低位逐位增加转换位数,产生不同的输出电压,把输入电压与输出电压进行比较而实现；第一使最高位为1 ,这相当于取出基准电压的 1/2 与输入电压比较,假如在输入电压小于1/2 的基准电压,就最高位置 0 ,反之置 1 ；之后,次高位置 1 ,相当于在 1/2 的范畴中再作对分搜寻,以此类推,逐次靠近；其特点是,速度快,转换精度高,对 N 位 A/D 转换器只需要 M 个时钟脉冲即可完成,一般可用于测量几十到几百微秒的过渡过程的变化, 是目前应用最普遍的转换方法；（5） ） A/D 转换的重要指标（有可能考一些简洁的运算）A、辨论率： 反映 A/D 转换器对输入微小变化响应的才能, 通常用数字输出最低位（ LSB）所对应的模拟电压的电平值表示； n 位 A/D 转换器能反映 1/2n满量程的模拟输入电平；B、量程：所能转换的模拟输入电压范畴,分为单极性和双极性两种类型；C、转换时间：完成一次 A/D 转换所需要的时间,其倒数为转换速率；D、精度：精度与辨论率是两个不同的概念, 即使辨论率很高, 也可能由于温漂、线性度等缘由使其精度不够高； 精度有肯定精度和相对精度两种表示方法； 通常用数字量的最低有效位LSB 的分数值来表示肯定精度,用其模拟电压满量程的百分比来表示相对精度；例如,满量程 10V ,10 位 A/D 芯片,如其肯定精度为± 1/2LSB ,就其最小有效位 LSB 的量化单位为：10/1024 9.77mv ,其肯定精度为 9.77mv/2 4.88mv , 相对精度为： 0.048 ；6 、D/A接口基本（1） ） D/A 转换器使将数字量转换为模拟量；（2） ）在集成电路中,通常采纳 T 型网络实现将数字量转换为模拟电流,再由运算放大器将模拟电路转换为模拟电压；进行 D/A 转换实际上需要上面的两个环节；（3） ） D/A 转换器的分类：A、电压输出型：常作为高速 D/A 转换器；B、电流输出型：一般外接运算放大器使用；C、乘算型：可用作调制器和使输入信号数字化地衰减；（4） ） D/A 转换器的主要指标：辨论率、建立时间、线性度、转换精度、温度系数；7 、键盘接口（1） ）键盘的两种形式：线性键盘和矩阵键盘；（2） ）识别键盘上的闭合键通常有两种方法：行扫描法和行反转法；（3） ）行扫描法是矩阵键盘按键常用的识别方法,此方法分为两步进行：A、识别键盘哪一列的键被按下：让全部行线均为低电平,查询各列线电平是否为低,假如有列线为低,就说明该列有按键被按下,否就说明无按键按下；B、假如某列有按键按下,识别键盘是哪一行按下：逐行置低电平,并置其余各 行为高电平, 查询各列的变化, 假如列电平变为低电平, 就可确定此行此列交叉点处按键被按下；8 、显示接口（1） ）LCD 的基本原理是, 通过给不同的液晶单元供电, 掌握其光线的通过与否,从而达到显示的目的；（2） ） LCD 的光源供应方式有两种：投射式和反射式；笔记本电脑的 LCD 显示器为投射式, 屏的背后有一个光源, 因此外界环境可以不需要光源； 一般微掌握器上使用的 LCD 为反射式,需要外界供应电源, 靠反射光来工作；电致发光（ EL）是液晶屏供应光源的一种方式；（3） ）依据液晶驱动方式分类, 常见的 LCD 可以分为三类： 扭转向列类（TN ） 、超扭曲向列型（ STN）和薄膜晶体管型（ TFT）；（4） ）市面上出售的 LCD 有两种类型：带有驱动电路的 LCD 显示模块,只要总线方式驱动；没有驱动电路的 LCD 显示器,使用掌握器扫描方式；（5） ）通常, LCD 掌握器工作的时候,通过 DMA 恳求总线,直接通过SDRAM掌握器读取 SDRAM 中指定地址（显示缓冲区）的数据,此数据经过LCD 掌握器转换成液晶屏扫描数据格式,直接驱动液晶显示器；（6） ） VGA 接口本质上是一个模拟接口,一般都采纳统一的15 引脚接口,包括2 个 NC 信号、 3 根显示器数据总线、 5 个 GND 信号、 3 个 RGB 颜色重量、 1 个行同步信号和 1 个场同步信号；其颜色重量采纳的电平标准为EIA 定义的RS343 标准；9 、触摸屏接口（1） ）按工作原理分,触摸屏可以分为：表面声波屏、电容屏、电阻屏和红外屏几种；（2） ）触摸屏的掌握采纳专业芯片,例如ADS7843 ；10 、音频接口（1） ）基本原理： 麦克风输入的数据经音频编解码器解码完成 A/D 转换,解码后的音频数据通过音频掌握器送入 DSP 或 CPU 进行相应的处理, 然后数据经音频掌握器发送给音频编码器,经编码 D/A 转换后由扬声器输出；（2） ）数字音频的格式有多种,最常用的是下面三种：A、采纳数字音频（PCM ）：是CD 或 DVD 采纳的数据格式；其采样频率为 44.1kHz ；精度为 16 位时,PCM 音频数据速率为 1.41Mb/s；精度为 32 位时为 2.42 Mb/s；一张 700MB的 CD 可以储存大约 60 分钟的 16 位 PCM 数据格式的音乐；B、MPEG 层 3 音频（ MP3 ）： MP3 播放器采纳的音频格式；立体声 MP3 数据速率为 112kb/s 至 128kb/s ；C、ATSC 数字音频压缩标准（ AC3 ）：数字 TV、HDTV 和电影数字音频编码标准,立体声 AC3 编码后的数据速率为 192kb/s ；（3） IIS 是音频数据的编码或解码常用的串行音频数字接口；IIS 总线只处理声音数据,其他掌握信号等就需要单独传输； IIS 使用了 3 根串行总线：数据线 SD、字段挑选线 WS、时钟信号线 SCK；（4） ）当接收方和发送方的数据字段宽度不一样时,发送方不考虑接收方的数据字段宽度；假如发送方发送的数据字段小于系统字段宽度,就在低位补0 ；假如发送方的数据宽度大于接收方的宽度, 就超过 LSB 的部分被截断； 字段挑选 WS 用来挑选左右声道, WS=0 表示挑选左声道； WS=1 表示挑选右声道；此外, WS 能让接收设备储备前一个字节,并预备接收下一个字节；11 、串行接口（1） ）串行通信是指,使数据一位一位地进行传输而实现的通信；与并行通信相比,串行通信具有传输线少、成本低等优点,特殊适合远距离传送；缺点使速度慢；（2） ）串行数据传送有 3 种基本的通信模式：单工、半双工、全双工；（3） ）串行通信在信息格式上可以分为2 种方式：同步通信和异步通信；A、异步传输：把每个字符当作独立的信息来传输,并依据一固定且预定的时序传送,但在字符之间却取决于字符与字符的任意时序；异步通信时, 字符是一帧一帧传送的, 每帧字符的传送靠起始位来同步； 一帧数据的各个代码间间隔是固定的,而相邻两帧数据其时间间隔是不固定的；B、同步传输：同步方式不仅在字符之间是同步的,而且在字符与字符之间的时 序仍旧是同步的,即同步方式是将很多字符* 成一字符块后,在每块信息之前要加上 1 2 个同步字符,字符块之后再加入适当的错误检测数据才传送出去；（4） ）异步通信必需遵循 3 项规定：A、字符格式：起始位数据校验位停止位（检验位可无）,低位先传送；B、波特率：每秒传送的位数；C、校验位：奇偶检验；a、奇校验：要使字符加上校验位有奇数个“1”；b、偶检验：要使字符加上校验位有偶数个“1 ”；（5） ） RS 232C 的电气特性：负规律；A、在 TxD 和 RxD 上：规律 1 为 3V 15V ,规律 0 为 3V 15V ；B、在 TES、CTS、DTR、DCD 等掌握线上：信号有效（ ON 状态）为 3V 15V信号无效（ OFF 状态）为 3V 15V（6） ） TTL 标准与 RS-232C 标准之间的电平转换利用集成芯片RS232 实现；（7） ） RS-422 串行通信接口A、RS-422 是一种单机发送、多机接收的单向、平稳传输规范,传输速率可达10Mb/s ；B、RS-422 采纳差分传输方式,也称做平稳传输,使用一对双绞线；C、RS-422 需要一终端电阻,要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗；（8） ） RS-485 串行总线接口A、RS-485 是在 RS-422 的基础上建立的标准,增加了多点、双向通信才能, 通信距离可为几十米到上千米；B、RS-485 收发器采纳平稳发送和差分接收,具有抑制共模干扰的才能；C、RS-485 需要两个终端电阻；在近距离（ 300m 一下）传输可不需要终端电阻；12 、并行接口（1） ）并行接口的数据传输率比串行接口快8 倍,标准并行接口的数据传输率为1Mb/s ,一般用来连接打印机、扫描仪等,所以又称打印口；（2） ）并行接口可以分为 SPP（标准并口）、 EPP（增强型并口）和 ECP（扩展型并口）；（3） ）并行总线分为标准和非标准两类； 常用的并行标准总线有 IEEE 488 总线和ANSI SCSI 总线； MXI 总线是一种高性能非标准的通用多用户并行总线；13 、PCI 接口（1） ）PCI 总线是地址、数据多路复用的高性能32 位和 64 位总线,是微处理器与外围掌握部件、外围附加板之间的互连机构；（2） ）从数据宽度上看, PCI 定义了 32 位数据总线,且可扩展为64 位；从总线速度上分,有 33MHz和 66MHz两种；（3） ）与 ISA 总线相比, PCI 总线的地址总线与数据总线分时复用,支持即插即用、中断共享等功能；14 、USB 接口（1） ） USB 总线的主要特点：A、使用简洁,即插即用；B、每个 USB 系统中都有主机,这个 USB 网络中最多可以连接 127 个设备；C、应用范畴广,支持多个设备同时操作；D、低成本的电缆和连接器,使用统一的4 引脚插头；E、较强的纠错才能；F、较低的协议开销带来了高的总线性能,且适合于低成本外设的开发；G、支持主机与设备之间的多数据流和多消息流传输,且支持同步和异步传输类型；H、总线供电,能为设备供应 5V/100mA的供电；（2） ） USB 系统由 3 部分来描述： USB 主机、 USB 设备和 USB 互连；（3） ） USB 总线支持的数据传输率有3 种：高速信令位传输率为480Mb/s；全速信令位传输率为 12Mb/s ；全速信令位传输率为1.5Mb/s；（4） ） USB 总线电缆有 4 根线：一对双绞信号线和一对电源线；（5） ）USB 是一种查询总线, 由主掌握器启动全部的数据传输； USB 上所挂接的外设通过由主机调度的、基于令牌的协议来共享USB 带宽；（6） ）大部分总线事务涉及 3 个包的传输：A、令牌包： 指示总线上要执行什么事务, 欲寻址的 USB 设备及数据传送方向；B、数据包：传输数据或指示它没有数据要传输；C、握手包：指示传输是否胜利；（7） ）主机与设备端点之间的 USB 数据传输模型被称作管道；管道有两种类型：流和消息；消息数据具有 USB 定义的结构,而数据流没有；（8） ）事务调度表答应对某些流管道进行流量掌握,在硬件级,通过使用NAK（否认）握手信号来调剂数据传输率,以防止缓冲区上溢或下溢产生；（9） ） USB 设备最大的特点是即插即用；（10） ）工作原理： USB 设备插入 USB 端点时,主机都通过默认地址 0 与设备的端点 0 进行通信；在这个过程中,主机发出一系列试图得到描述符的标准恳求, 通过这些恳求, 主机得到全部感爱好的设备信息, 从而知道了设备的情形以及该如何与设备通信；随后主机通过发出Set Address恳求为设备设置一个唯独的地址；以后主机就通过为设备设置好的地址与设备通信, 而不再使用默认地址 0 ；15 、SPI 接口（1） ） SPI 是一个同步协议接口,全部的传输都参照一个共同的时钟,这个同步时钟有主机产生,接收数据的外设使用时钟来对串行比特流的接收进行同步化；（2） ）在多个设备连接到主机的同一个SPI 接口时,主机通过从设备的片选引脚来挑选；（3） ）SPI 主要使用 4 个信号：主机输出 / 从机输入（ MOSI ）,主机输入 / 从机输出（ MISO ）、串行时钟 SCLK 和外设片选 CS；（4） ）主机和外设都包含一个串行移位寄存器,主机通过向它的SPI 串行寄存器写入一个字节来发起一次数据传输；寄存器通过MOSI 信号线将字节传送给外设,外设也将自己移位寄存器中的内容通过MISO 信号线返回给主机,这样, 两个移位寄存器中的内容就被交换了；（5） ）外设的写操作和读操作时同步完成的,因此SPI 成为一个很有效的协议；（6） ）假如只是进行写操作,主机只需忽视收到的字节；反过来,假如主机要读取外设的一个字节,就必需发送一个空字节来引发从机的传输；16 、IIC