单片机与PC机的区别及用途解析
随着社会的发展和需求的提高,计算机也在不断地更新与发展。由于计算机的产生是应数值计算而产生的,因此长期以来电子计算机技术都是沿着满足大量高速数值计算而发展的,直到20世纪70年代,电子计算机在数字逻辑运算、推理、自动控制等方面显露出非凡的功能后,在各种控制领域开始对计算机技术发展提出了与传统大量高速计算完全不同的要求。
单片机与PC机的区别及用途解析
这些要求是:面对控制对象、面对各种传感器信号、面对人机交互操作控制、能方便地嵌入工控应用系统中等。
为了实现上述要求,近年来,单片微型计算机(简称单片机)应运而生。单片机也被称做“微控制器”、“嵌入式微控制器”。单片机一词最初是“SingleChipMicrocomputer”,简称SCM。在单片机诞生时,SCM是一个准确、流行的称谓,“单片机”一词准确地表达了这—概念。随着SCM在技术上、体系结构上不断扩展其控制功能,单片机已不能用“单片微型计算机”来准确表达其内涵。国际上逐渐采用”MCU“(MicroControllerUnit”)来代替,形成了单片机界公认的、最终统一的名词。在国内因为“单片机”一词已约定俗成,故而继续沿用。
单片机到底是什么呢?就是一个电脑,只不过是微型的,麻雀虽小,五脏俱全:它内部也用和电脑功能类似的模块,比如CPU,内存,并行总线,还有和硬盘作用相同的存储器件,不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多,不过价钱也是低的,一般不超过10元即可,用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机,排烟罩VCD等等的家电里面都可以看到它的身影!它主要是作为控制部分的核心部件。
它是一种在线式实时控制计算机,在线式就是现场控制,需要的是有较强的抗干扰能力,较低的成本,这也是和离线式计算机的(比如家用PC)的主要区别。
单片机是靠程序的,并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能,尤其是特殊的独特的一些功能,这是别的器件需要费很大力气才能做到的,有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列,或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话,电路一定是一块大PCB板!但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机,结果就会有天壤之别!只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能,高效率,以及高可靠性!
由于单片机对成本是敏感的,所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言,它是除了二进制机器码以上最低级的语言了,既然这么低级为什么还要用呢?很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢?原因很简单,就是单片机没有家用计算机那样的CPU,也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮,也会达到几十K的尺寸!对于家用PC的硬盘来讲没什么,可是对于单片机来讲是不能接受的。 单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行,所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理,如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行,家用PC的也是承受不了的。
单片机是如何与电脑进行通信的,电子工程师必知内容
单片机怎样才能与电脑进行通信呢?相信很多初学者对此都有疑问,今天从应用层面跟大家分析一下。
单片机的串口是TTL电平无法直接与电脑进行通信,需要进行电平转换。现在市面上有很多型号的电平转换芯片,今天给你推荐三款,分别是MAX232,CH340G,CH340C。下面分别介绍。
1. MAX232芯片
这款芯片是出镜率比较高的芯片,不管实在大学的课本上还是在单片机开发板上,只要涉及到USB/串口,一定会讲到这款芯片。这款芯片具有双通道的转换接口,设计电路也不复杂,下图是典型的设计原理图:
MAX232芯片典型原理图
这款芯片需要四个电容来搭建外设电路,手册上推荐用1uF的极性电容,但是经过验证使用0.1uF的电容也是可以的,这大大降低了板子的体积。
2.CH340G芯片
CH340G是南京沁恒生产的,可以说这家公司生产的电平转换芯片、网关芯片都是神器,外设电路简单,功能强大。CH340G芯片由于外设电路简单目前卖的比较火,经常断货。他的典型原理图如下图所示:
CH340G典型原理图
这款芯片需要外接12M的晶振,而且在设计的时候要注意,外接电源为5V和3.3V时,第4引脚V3的处理方式是不一样的,上图外接5V,V3需要通过0.1uF的电容到GND;外接3.3V时,V3需要连接到电源。目前很多USB转串口的模块就是使用该芯片设计的。
USB/TTL模块
目前很火的ISP自动下载电路使用的就是该芯片。
3.CH340C芯片
CH340C跟CH340G是同系列的,但是CH340C在使用时可以省去外接12M晶振和起振电容,更节省了PCB空间和成本,相对而言设计更为方便。CH340C的典型电路原理图如下所示:
CH340C典型原理图
这几款芯片的价格也不是很高,CH340G约1.8元人民币,CH340C约1.94元人民币,MAX232约3元人民币。当然还有其他很多芯片如PL2303,这里就不再推荐。
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