74ls90在嵌入式系统中的应用探索

# 1. 介绍74LS90集成电路

- #### 1.1 74LSxx系列集成电路概述
- ##### 1.1.1 集成电路的基本概念
集成电路是在单个芯片上集成数百甚至数千个电子元件，如晶体管、电阻、电容等，可实现复杂的功能。
- ##### 1.1.2 74LSxx系列特点及应用领域
74LSxx系列集成电路具有低功耗、高速度、稳定性好等特点，广泛应用于数字逻辑电路、计数器等领域。

- #### 1.2 74LS90集成电路特性
- ##### 1.2.1 功能及工作原理
74LS90是一个4位异步可调模数-10计数器，工作原理是根据输入脉冲进行计数，将结果输出到相应的输出引脚。
- ##### 1.2.2 引脚配置和功能介绍
74LS90包含A-D输入、Ripple Blanking输出、QA-QD输出等引脚，每个引脚承担不同的功能，用于计数和输出结果。

# 2.1 嵌入式系统概述

#### 2.1.1 嵌入式系统定义和分类

嵌入式系统是围绕特定功能设计的专用计算机系统，通常用于控制、监测、通信等特定领域。根据功能和性能要求的不同，嵌入式系统可分为通用嵌入式系统和专用嵌入式系统两大类。

- **通用嵌入式系统：** 通用嵌入式系统具有较高的灵活性和通用性，内部通常搭载通用处理器，适用于功能相对灵活多变的场景，比如智能手机、平板电脑等。
- **专用嵌入式系统：** 专用嵌入式系统则是针对特定领域的需求而设计，功能单一，性能稳定可靠。例如，工业控制系统、医疗设备中的控制模块等。

#### 2.1.2 嵌入式系统与通用计算机的区别

嵌入式系统与通用计算机相比，具有以下几点不同之处：

- **实时性要求：** 嵌入式系统对实时性要求较高，能够在严格的时间限制下执行任务，如车载系统对行车安全的实时监测和反应。
- **资源受限性：** 嵌入式系统的资源通常受限，包括处理能力、存储容量等，因此，设计时需要充分考虑资源的合理利用。
- **专用性强：** 嵌入式系统针对特定的应用场景设计，功能单一，不像通用计算机那样多才多艺，因此性能更为专一且可靠。

### 2.2 嵌入式系统的硬件结构

#### 2.2.1 主要硬件组成部分

嵌入式系统的主要硬件组成部分包括处理器、存储器和输入输出设备及接口。

##### 2.2.1.1 处理器及其特点

处理器是嵌入式系统的核心，可分为通用处理器和专用处理器两类。通用处理器如ARM、MIPS等，适用于通用嵌入式系统；专用处理器如DSP芯片、FPGA等，针对特定任务定制，性能更为高效。

##### 2.2.1.2 存储器类型和作用

存储器用于存储程序指令和数据，一般分为RAM和ROM。RAM用于临时存储数据，速度快但断电即失；ROM用于存储固化的程序指令，数据不易丢失。

#### 2.2.2 输入输出设备及接口

嵌入式系统通过输入输出设备与外部环境进行信息交互，输入设备包括传感器、键盘等，输出设备包括显示屏、执行器等。接口负责连接输入输出设备和处理器，如UART、SPI、I2C等通信接口。

**示例代码：**

# Python示例代码，初始化UART通信接口
import serial

uart = serial.Serial("/dev/ttyUSB0", 9600)
data = uart.read(10)
print(data)

### 2.3 嵌入式系统的软件实现

#### 2.3.1 嵌入式软件的特点

##### 2.3.1.1 实时性要求

嵌入式软件通常要求具有实时性，能够在规定的时间内完成特定任务，对于实时性要求高的系统，需要考虑任务调度、中断处理等机制。

##### 2.3.1.2 资源受限性

由于嵌入式系统资源有限，软件开发时需要充分考虑资源的合理利用，包括内存占用、处理器利用率等，避免资源浪费。

#### 2.3.2 嵌入式操作系统选择与软件开发流程

选择适合的嵌入式操作系统是开发嵌入式软件的关键，常用的嵌入式操作系统包括FreeRTOS、uC/OS、Linux等。软件开发流程通常包括需求分析、软件设计、编码、调试、