1.2 嵌入式系统硬件基础知识

了解硬件基础知识是学习嵌入式软件设计与开发的前提。在嵌入式系统中，最简单的系统包括以下单元。

1）处理器：对于任何一个计算机系统，处理器都是整个系统的核心，整个系统是靠处理器的指令完成工作的。

2）内存：在嵌入式处理器运行时，必须将其指令放入一定的存储空间内，也需要空间来存储临时数据，因此内存也是必不可少的。

3）时钟：处理器的运行是需要时钟周期的，一般来说，处理器在一个或者几个周期内执行一条指令。时钟单元的核心是晶振，它可以提供一定频率，处理器使用该频率时可能还需要进行倍频处理。

4）电源和复位：电源是为处理器提供能源的部件，在嵌入式系统中一般使用直流电源；复位电路连接处理器的引脚，实现通过外部电平让处理器复位的功能。

如何将指令代码放入内存中呢？如图1-2所示，批量生产时，通常是通过烧写器，从宿主机将程序烧写到嵌入式系统的只读存储器或Flash中，然后将已经烧写了程序的芯片焊接到硬件板子上。

开发过程中使用的硬件板子通常称为开发板，开发板上带有网口、USB口或JTAG（Joint Test Action Group）调试接口，调试过程中，宿主机通过调试接口与目标机（嵌入式系统）连接，将程序下载到目标机的存储器中，程序在目标机上运行，运行结果通过调试接口在宿主机展示，如此进行交叉调试。

图1-2 最小嵌入式系统的组成及程序烧写过程

常见的嵌入式系统都会提供一些与外部系统交互的接口，也要处理一些外部事件，其硬件组成如图1-3所示，包括处理器、存储器、定时器、中断控制器、串行通信端口、并口、系统电路、电流复位和振荡电路以及其他输入/输出接口。