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嵌入式這個(gè)名詞包含太廣泛了,幾乎包含現(xiàn)代工業(yè)的方方面面。實(shí)際至今嵌入式也沒有一個(gè)準(zhǔn)確的概念??梢哉f,只要包含有微處理器的設(shè)備都是嵌入式設(shè)備,只要有“自動(dòng)”“智能”兩字的應(yīng)用基本都是嵌入式應(yīng)用。舉幾個(gè)例子說:
生活中的,手機(jī)就是一個(gè)典型的嵌入式設(shè)備,此外,電視機(jī)、影碟機(jī)、音響等的遙控,電磁爐,智能電飯煲、微波爐、全電腦自動(dòng)洗衣機(jī),智能電冰箱……幾乎一應(yīng)俱全。
工業(yè)上的,數(shù)字儀表、PLC,數(shù)控機(jī)床,通信設(shè)備(路由器,基站、電話交換機(jī))、交通燈、廣告顯示屏……。
國防上的,導(dǎo)彈、衛(wèi)星、坦克的火控,飛機(jī)的飛控,火控,導(dǎo)航……。
嵌入式系統(tǒng)由硬件和軟件構(gòu)成。硬件是由微處理器、DSP、單片機(jī)、相關(guān)外設(shè)芯片等硬件實(shí)體組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)是專用于某方面應(yīng)用的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。而運(yùn)行在該系統(tǒng)上面的軟件即是嵌入式軟件。
嵌入式系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用的不同,可以很簡單,也可以很復(fù)雜。簡單的,比如電磁爐上控制用的單片機(jī)和它上面的控制程序,比如電視機(jī)遙控器上的單片機(jī)及其控制程序等。復(fù)雜的,比如導(dǎo)彈的導(dǎo)引計(jì)算機(jī),衛(wèi)星上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。
你所說的PLC、工控板、單片機(jī)都包含在嵌入式中。其中PLC,工控板是嵌入式的兩種應(yīng)用系統(tǒng)。而單片機(jī)則是嵌入式系統(tǒng)中的一種應(yīng)用電子元件。
PLC:可編程邏輯控制器??梢哉f是一個(gè)嵌入式設(shè)備吧。實(shí)際是在工業(yè)機(jī)器上嵌入了一個(gè)半智能的控制器(所以說是半智能,是因?yàn)檫€需要人編程,只不過編程簡單很多),它可以讓機(jī)器按人的編程自動(dòng)完成所需的工業(yè)步驟。它實(shí)際上是只比全自動(dòng)數(shù)控機(jī)床低一個(gè)檔次的數(shù)控設(shè)備。拿一臺(tái)車床來說,你要車一個(gè)零件,主軸的轉(zhuǎn)速你要設(shè)定(掛幾檔),進(jìn)刀多少,行程多長,什么時(shí)候再換擋,換刀或重新調(diào)行程。這些動(dòng)作,對(duì)沒有PLC的全手動(dòng)操作的機(jī)床來說,都是要人手去撥檔,搖進(jìn)刀(還包括眼睛看刻度),調(diào)行程......。但有PLC后,這些動(dòng)作就可以通過事先編程,然后加工過程后機(jī)器自動(dòng)完成了,并且你編好的程序可以保存起來下次再用(其實(shí)這樣可以保證產(chǎn)品加工的一致性,人再重復(fù)動(dòng)作時(shí),往往加工相同的產(chǎn)品一致性都不如機(jī)器自動(dòng)的好)。
PLC跟單片機(jī)沒有什么直接聯(lián)系,要說有聯(lián)系,只能說PLC里可能包含有單片機(jī),特別是一些簡單的PLC里,可能單片機(jī)就是其核心部件。但一些復(fù)雜的PLC里不一定用單片機(jī),而會(huì)用更復(fù)雜的嵌入式微處理器。而在PLC早期,PLC甚至是用繼電器構(gòu)成。
單片機(jī):字面上理解是單芯片微計(jì)算機(jī),實(shí)際單片機(jī)多用于工業(yè)控制,因此成為單芯片微控制器更為準(zhǔn)確。就是將一個(gè)或多個(gè)微處理器核,存儲(chǔ)器,以及一些必要的外設(shè),比如定時(shí)器,串行口,模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D),脈寬調(diào)制器(PWM)等等,集成在一個(gè)單一芯片上構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)上應(yīng)用極其廣泛的,幾乎可說是必不可少的一種器件。是“工業(yè)糧食”的一種。通用的單片機(jī)都不包含程序,也不能直接應(yīng)用。它就像是面粉,你可以做成包子,也可以做成饅頭,但不宜直接食用。只有根據(jù)需要給它寫入控制程序,它才有相應(yīng)的控制功能。寫入的這個(gè)程序,就是你做的包子或饅頭了。
工控板:實(shí)際就是專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)主板。有些工控板上直接焊有微處理器和內(nèi)存,是一個(gè)完整的工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)了;而有些是焊了這些器件的插座,用戶可根據(jù)需要選擇定制微處理器和內(nèi)存。
工控板和家用電腦主板有很多相同的地方,有些甚至可以安裝相同的操作系統(tǒng)。它們的區(qū)別在于,工控板一般體積較小,因?yàn)槭菍S玫?,沒有必要什么都堆在上面;工控板用戶功能相對(duì)簡化,比如顯卡,微處理器,內(nèi)存性能都相對(duì)較弱(除特別需求外),因?yàn)楣た赝ǔ]有太強(qiáng)的處理需求。而控制性能有所加強(qiáng),比如除并、串口保留以外,可能會(huì)增加CAN這樣的接口。而特殊需求上的工控板,可能會(huì)有DSP一類的特殊器件。
通常數(shù)控機(jī)床里都有一臺(tái)工業(yè)用電腦,里面就有一塊或N塊工控機(jī)板。