小系统中，需要使用和的直流稳压电源。其中，及部分外围器件需电源，另外部分器件需电源，为简化系统电源电路的设计，要求整个系统的输入电压为高质量的的直流稳压电源。系统电源电路如图所示。图系统的电源电路有很多转换器可完成到的转换，较常用的有的系列等。常见的型号有等。设计者可根据系统的实际功耗，选择不同的器件。晶振电路晶振电路用于向及其他电路提供工作时钟。在最小系统中，使用有源晶振。与无源晶振相比，有源晶振的接法略有不同。常用的有源晶振的接法如图所示。图系统的晶振电路根据的最高工作频率以及电路的工作方式，选择的有源晶振。的晶振频率经过片内的电路倍频后，最高可以达到。片内的电路兼有频率放大和信号提纯的功能，因此，系统可以以较低的外部时钟信号获得较高的工作频率，以降低因高速开关时钟所造成的高频噪声。有源晶振的脚接电源，脚悬空，脚接地，脚为晶振的输出，可通过个小电阻例如接的引脚。复位电路在电路系统中，复位电路主要完成系统的上电复位和系统在运行时用户的按键复位功能。复位电路可由简单的电路构成，也可使用其他的相对较复杂，但功能更完善的电路。复位电路结构简单，复位逻辑可靠，使用较为广泛。其电路如图所示。图系统的复位电路该复位电路的工作原理如下系统上电时，通过电阻向电容充电，当两端的电压未达到高电平的门限电压时，端输出为低电平，系统处于复位状态当两端的电压达到高电平的门限电压时，端输出为高电平，系统进入正常工作状态。当用户按下按钮时，两端的电荷被泄放掉，端输出为低电平，系统进入复位状态，再重复以上的充电过程，系统进入正常工作状态。两级非门电路用于按钮去抖动和波形整形端的输出状态与端相反，是用于高电平复位的器件通过调整和的参数，可调整复位状态的持续时间。存储器接口存储器概述存储器是嵌入式系统中存储数据和程序的功能部件。在基于核的嵌入式系统中可能包含多种类型的存储器件，如和等，而且不同类型的存储器件要求不同的速度数据宽度等。器件自身不具有，因此必须外接器件来存储掉电后仍需要保存的程序代码和数据。闪速存储器是类非易失性存储器，即使在供电电源关闭后仍能保持片内信息而诸如这类易失性存储器，当供电电源关闭时片内信息随即丢失。及其他类非易失性存储器的特点与相比较，闪速存储器具有明显的优势在系统电可擦除和可重复编程，而不需要特殊的高电压些第代闪速存储器也要求高电压来完成擦除和或编程操作。与相比较，闪速存储器具有成本低密度大的特点。其独特的性能使其广泛地运用于各个领域，包括嵌入式系统，如及外设电信交换机蜂窝电话网络互联设备仪器仪表和汽车器件，同时还包括新兴的语音图像数据存储类产品，如数字相机数字录音机和个人数字助理。作为代码存储器，映射在处理器的地址空间从系统地址开始。系统上电复位时，处理器就自动从地址处开始取得指令运行。因此，中主要存放系统启动代码，这些代码必须在系统上电时完成系列初始化的工作，例如设置中断处理程序入口，初始化看门狗中断控制器时钟控制器控制器存储器控制器及堆栈等。经过了这些初始化，系统才得以正确启动并开始工作。通常处理器的供应厂商都会提供启动系统的范例程序。器件是动态存储器的缩写，是英文的缩写，译成中文就是同步动态存储器的意思。从技术角度上讲，同步动态存储器是在现有的标准动态存储器中加入同步靠移位寄存器，通过的和信号线，可以使数据串行输出到每个扫描单元上，或者读出每个扫描单元的数据。链的工作过程步骤处于挂起状态，的扫描单元并不影响设备信号的输入输出。步骤在状态机的状态，把口上的数据捕获到扫描单元的移位寄存器上。步骤在状态机的状态，的次跳变，把数据从移位到移位寄存器的高位上，并从输出移位寄存器的低位就是的数据。步骤经过个的时钟可以把整个捕获到的链的移位寄存器上的数据移出，并且把新的数据移入链。步骤在状态机的状态，可以把新的数据锁定到设备的输入或者输出口上，从而完成了次的数据更新。的调试结构个典型的基于调试结构如图所示。主控通常是运行有公司或者第三方提供的调试软件的机。常用的调试软件有中的下的等。通过这些调试软件，可以发送高级的调试命令，比如设置断点读写存储器单步跟踪全速运行等。协议转换器负责转换主控端发出的高级调试命令为底层的和内核通信的命令。主控端和协议转换器之间的介质可以有很多种，比如以太网并口等。主控端和协议转换器之间的通信协议最典型的就是公司提供的标准，也可以是第三方厂家自己定义的标准。关于的协议，读者可参考和的相关说明。典型的协议转换器有公司的公司的公司的公司的等。主控协议转换器调试目标机运行有公司或者第三方提供的调试软件的机负责转换主控端发出的高级调试命令为底层的和内核通信的命令以为处理器的开发系统图的调试结构的宏单元主要包括条扫描链和个的控制状态机。与调试协议转换器解释上位机传送过来的命令，通过控制执行。调试协议转换器可以直接作为目标板的的部分，直接执行从宿主机传送过来的调试命令，并回送相应的数据。可以节省专门的仿真器，但是它需要软件，或者是嵌入式操作系统的支持，做不到完全的实时仿真，而仿真是通过硬件和控制的实现的，可以做到实时仿真。内核的扫描链结构内核的扫描链结构，主要包括了条扫描链。有个扫描单元，包括核的所有地址数据总线和输入输出控制信号。这条链上的信号复杂，不易控制，但是它含的信息丰富，可以通过这条链得到内核的所有信息。有个扫描单元，包括核的数据总线和个断点控制信号。这是条很有用的链，通过控制这条链，可以控制核执行指定的指令，从而实现对的内部寄存器协处理器以及外部存储器的读写操作。有个扫描单元，通过控制宏单元，可实现对执行指令的断点观察点的控制。是集成在内核中的嵌入式仿真器，通过对的控制，对中寄存器的读取，可以获得内核的状态，为程序设置断点以及读取通信通道。的长度是位，包括位数据，位的访问中寄存器的地址，个读写控制位。的个主要作用就是可以在的程序中设置软件或者硬件的断点。在中集成了个比较器，比较器负责把处理器取指的地址数据以及些控制信号与中寄存器中设置的数值相比较具体的说应该是进行异或运算，比较的结果用来确定是否输出个的断点信号。在处理器的内核中，有两种断点的设置方式硬件断点和软件断点。硬件断点通过设置中寄存器的地址相关的寄存器来实现断点。通过这种方式设置断点，断点数目受中数目的限制在处理器的内核中，只有两组寄存器，最多只能设置两个硬件断点。但是，硬件断点可以在任何地方设置，不受存储器类型的限制。软件断点软件断点的实现比较复杂，需要如下几个步骤。通过设置中的寄存器中相关的数据和为个特殊的位数字的未定义指令，比如。替换中的指令为上面所设置的那个未定义的指令，作为个标志。这样，当系统运行到中所设定的时候，那个事先设置的标志数字将作为个指令被读入处理器的内核。这时，系统所读入的指令的数据刚好和中的数字相吻合，系统就进入了模式。这就是软件断点的工作过程。由此可见，软件断点的数目不受内核的数目的限制，不管系统设置多少软件断点，都仅使用了内核的个资源。但是，软件断点是通过替换系统断点地址的指令实现的，所以，软件断点只能在可写的存储器的地址中设置比如，而不能在比如中设置。总之，在有两个资源的的内核中，断点可以有如下情况两个硬件断点，没有软件断点个硬件断点，任意多个软件断点任意多个软件断点。作为的典型调试手段，除了可以设置的断点以外，还可以对的内核进行控制，从而实现对外围设备的读写比如下载程序到或者空间。通常，在处理器中，对外围设备的访问是通过对扫描链的控制来实现的。中扫描链有个移位寄存器。其中前位和总线上的数据相连，第位是内核的个控制信号。当第位是的时候，表示内核在执行下条指令的时候，是在模式下运行的当第位是的时候，表示内核在执行下条指令的时候，是在模式下运行。在模式下，内核的时钟是依靠状态机产生的信号在模式下，内核的时钟是依靠系统的主时钟信号。因为系统外设的工作频率是和系统的主时钟致的，比如。所以，在模式下，只能执行和处理器内核相关的指令，而所有的对外设的访问指令都不能有效地执行。想要对外部设备比如系统的空间进行访问和操作，必须使的内核工作在系统模式下，而在系统模式下，的内核时钟是不受控制的，要让的内核重新受控，必须要配合中的寄存器，让的内核执行完条访问外设相关的指令，从系统模式重新回到模式下。接口电路测试允许多个器件通过接口串联在起，形成个链，以实现对各个器件的分别测试。接口还常用于实现在系统编程功能，如对器件进行编程等。通过接口，可对芯片内部的所有部件进行访问，是开发调试嵌入式系统的种便捷高效的手段。目前接口的连接有两种标准，即针接口和针接口，其定义分别如表表所示。针接口定义图针接口表针接口定义引脚名称描述接电源接地测试系统复位信号测试数据串行输入测试模式选择测试时钟测试数据串行输出未连接针接口定义图针接口表针接口定义引脚名称描述目标板参考电压，接电源接电源测试系统复位信号接地测试数据串行输入测试模式选择测试时钟测试时钟返回信号测试数据串行输出目标系统复位信号未连接嵌入式最小系统设计电源晶振及复位电路电源电路晶振电路复位电路存储器接口存储器概述存储器接口电路存储器应用示例中断接口中断概述控制中断的寄存器外部中断的应用示例接口概述的调试结构内核的扫描链结构接口电路嵌入式最小系统设计嵌入式系统的具体硬件设计会随着设计应用系统的不同而有所差别。般情况下，用户可以根据自己的要求，选用合适的微处理器类型，根据相应的接口电路，搭配不同类型的外设，构成不同用途不同规模的应用系统。但最小系统是保证微处理器可靠工作所必须的基本电路，本章主要基于芯片，介绍嵌入式最小系统中电源电路晶振电路复位电路存储器接口中断接口及接口的软硬件设计。电源晶振及复位电路电源电路在最小系统中，需要使用和的直流稳压电源。其中，及部分外围器件需电源，另外部分器件需电源，为简化系统电源电路的设计，要求整个系统的输入电压为高质量的的直流稳压电源。系统电源电路如图所示。图系统的电源电路有很多转换器可完成到的转换，较常用的有的系列等。常见的型号有等。设计者可根据系统的实际功耗，选择不同的器件。晶振电路晶振电路用于向及其他电路提供工作时钟。在最小系统中，使用有源晶振。与无源晶振相比，有源晶振的接法略有不同。常用的有源晶振的接法如图所示。图系统的晶振电路根据的最高工作频率以及电路的工作方式，选择的有源晶振。的晶振频率经过片内的电路倍频后，最高可以达到。片内的电路兼有频率放大和信号提纯的功能，因此，系统可以以较低的外部时钟信号获得较高的工作频率，以降低因高速开关时钟所造成的高频噪声。有源晶振的脚接电源，脚悬空，脚接地，脚为晶振的输出，可通过个小电阻例如接的引脚。复位电路在电路系统中，复位电路主要完成系统的上电复位和系统在运行时用户的按键复位功能。复位电路可由简单的电路构成，也可使用其他的相对较复杂，但功能更完善的电路。复位电路结构简单，复位逻辑可靠，使用较