嵌入式开发硬件概念十六条资料下载

在嵌入式系统开发中，对硬件的理解至关重要，尤其是数字电路和模拟电路的基础知识。硬件的概念众多，这里我们将重点介绍电平、总线、片选信号以及译码器四个重要的概念。电平是数字电路中最基本的概念之一，它指的是电路中某个点的电压值。在数字电路中，电平通常被区分为高电平和低电平两种状态，分别用数字1和0来表示。每个数字电路的管脚都处于这两种电平状态之一，要么是高电平，要么是低电平。这个概念对于理解后续的总线、片选信号等概念非常重要。总线（Bus）是连接处理器和外设的一组信号线。由于直接将每个外设用独立的信号线连接到处理器在实际操作中是不可行的，而且处理器在任何给定时间内只能与一个外设进行通信，因此就产生了总线的概念。总线可以将所有的芯片连接在一起。总线根据功能可以分为地址总线和数据总线。地址总线用于处理器向外设传输地址信息，是单向的，而数据总线负责数据的双向传输，即处理器可以向数据总线写入数据，也可以从数据总线读取数据。处理器通过地址总线来识别需要访问的外设。总线宽度决定了处理器能够处理数据的速度，也就是说，总线越宽，数据处理的速度越快。例如，一个32位的处理器，其数据总线宽度是32位，意味着它可以在每次传输中处理32位的数据。片选信号（CS或EN）是通知外设芯片处理器正在与之通信的信号。每个外设芯片都有一根自己的片选信号线，处理器通过这个信号告诉外设芯片需要进行数据的读写操作。如果片选信号没有独立设计，就会产生多个芯片同时响应处理器的命令的情况，导致数据总线冲突。片选信号从处理器发出，保证了只有被选中的外设会对处理器的命令作出反应。译码器（Decoder）用于将地址线上的数据转换成独立的信号线。例如，3/8译码器可以将3位输入数据转换成8根独立的信号线。这样一来，处理器就可以通过译码器来控制多个外设芯片，而不用为每个外设都提供一条专门的地址线。有了译码器，处理器的地址线得到了简化，只需要32条地址线加上外部的译码器，便可以访问数量庞大的外设芯片。数据总线则是处理器与外设之间进行数据传输的信号线集合。在嵌入式系统中，理论上所有芯片的数据总线是直接相连的，这样可以提高数据传输的效率。但为了增强总线的负载能力，通常会加入总线驱动器。这就好比生活中的水管，理论上所有的水管可能相连，但实际上为了增强水压，会安装许多中间的加压设备。通过以上解释，我们可以了解到，在嵌入式开发中，掌握这些硬件概念对于设计和理解整个系统的工作原理至关重要。这些概念贯穿于硬件开发的整个过程，并对系统的性能、效率和稳定性有决定性的影响。因此，作为嵌入式开发者，必须对这些基础硬件概念有深入的了解和掌握，以便于在实际工作中能够灵活运用，解决各种硬件层面的问题。