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单片机原理及接口技术 pdf 关于单片机原理及其接口技术

小编 2024-10-07 产品选型 23 0

关于单片机原理及其接口技术

什么是单片机?

首先,我们了解一下什么是单片机以及计算机的原理和发展。相信想入门嵌入式的小伙伴们,一定知道要从基础入手,那么关于嵌入式的一个基础入门的分支就是单片机,这里我整理了一套路线以及入门需要掌握的核心,给大家分享一下,加微信领取资料。

计算机的发展:1946年2月14日,世界上第一台电脑ENIAC在美国宾西法尼亚大学诞生,

是美国人莫克利(JohnW.Mauchly)和艾克特(J.PresperEckert)发明的,主要是由大量的电子管组成,主要用于科学计算。

主要特点:

1、它以电子管作为元器件,所以又被称为电子管计算机。

2、它是个庞然大物,用了18000个电子管,占地150平方米,足有两间房子大,重达30吨,耗电功率约150千瓦,每秒钟可进行5000次运算。

3、由于它使用的电子管体积很大,耗电量大,易发热,因而工作的时间不能太长。

4、使用机器语言,没有系统软件。

5、采用磁鼓、小磁芯作为储存器,存储空间有限。

6、输入/输出设备简单,采用穿孔纸带或卡片。

7、主要用于科学计算,当时美国国防部用它来进行弹道计算。

第二代计算机采用的主要元件是晶体管,称为晶体管计算机。计算机软件有了较大发展,程序语言也出现了Fortran,Cobol计算机高级语言,采用了监控程序,这是操作系统的雏形。

第三代计算机即第三代集成电路计算机 (1964-1971)。特征是以中小规模集成电路(每片上集成一千个逻辑门以内)(西文写作SSI、MSI)来构成计算机的主要功能部件;主存储器采用半导体存储器。运算速度可达每秒几十万次至几百万次基本运算。在软件方面,操作系统日趋完善。

第四代计算机是指从1970年以后采用大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)为主要电子器件制成的计算机。例如80386微处理器,在面积约为10mm X l0mm的单个芯片上,可以集成大约32万个晶体管。

第四代计算机的另一个重要分支是以大规模、超大规模集成电路为基础发展起来的微处理器和微型计算机。

第五代计算机 智能计算机

将信息采集、存储、处理、通信同人工智能结合在一起的智能计算机系统。主要面向知识处理,具有形式化推理、联想和理解的能力,能够帮助人们进行判断、决策、开拓未知领域和获取新的知识。

所谓的微型计算机就是电子计算机的一种,以微处理器为基础,配以内存储器及输入输出(I/O)接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。

单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括地讲,一块芯片就成了一台计算机。在一片集成电路芯片上集成中央处理器(CPU),存储器(ROM/RAM),I/O接口电路,从而构成了单芯片微型计算机,简称单片机。常用英文字母的缩写MCU表示单片机。

单片机原理及接口技术笔记1单片机概述

闲来无事,恰逢又喜欢这门课。

细细苦寻一个较为好的学习方法,找了一遍,发现还是记笔记对学习有较大的益处。

将笔记放在网上,是一件比较有趣的事情。

学习单片机在个人看来,是一件非常容易的事情。

笔者也是第一次接触课本,面对不太熟悉的知识,有一种亲切的陌生感。

从今天开始,一起来学习吧!

第1章 单片机概述

1.1 什么是单片机?

单片机就是在一片半导体硅片上,集成了中央处理单元(CPU)、储存器(RAM、ROM)、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的,用于测控领域的单片微型计算机。

1.2 单片机的特点

简单方便,易于掌握。功能齐全,应用可靠,抗干扰能力强。发展迅速,前景广阔。嵌入容易,用途广泛。

如今,无论是电动车、还是洗衣机、小到自动循迹的玩具车,大到顶级的超级跑车,单片机的应用无处不在。工厂的自动化,也与其有密不可分的联系。

更加重要的是,单片机的价格非常的便宜,这正是其大规模应用的基础。

1.3 单片机的应用

单片机具有软硬件结合、体积小,很容易嵌入到各种应用系统中的优点。因此,以单片机为核心的嵌入式控制系统在下述各个领域中得到了广泛的应用。

工业控制与检测。智能仪器仪表。消费类电子。通讯设备。武器装备。各种终端及计算机外部设备。汽车电子设备。分布式多机系统。

1.4 单片机的发展趋势

单片机将向大容量、高性能、外围电路内化等方面发展。

CPU的改进:目前大多单片机皆是16/32进制。采用双CPU结构,以提高数据的处理能力。

Flash: 即闪烁储存器,是片内程序普遍采用的储存方法。 闪烁储存器能在+5v下读写,既可以实现静态RAM读写操作,又可以保证在掉电时,数据不会丢失。单片机可不用扩展外部程序储存器,这大大简化了系统硬件结构,有的单片机片内程序储存容量可达128KB,甚至更多。

片内I/O的改进: 增加并行串口的驱动能力,以减少外部驱动芯片。有的单片机可以直接输出大电流和高电压,以便能直接驱动LED和VFD(荧光显示器)。值得注意的是,在单片机电路当中,为了保护单片机,尽量要采用低电平有效的输出方式。

引入了数字交叉开关,改变了以往片内外设与外部I/O引脚的固定对应关系。交叉快关是一个大的数字开关网络,可通过编程设置交叉开关控制寄存器,将片内的计数器/定时器、串行口、中断系统、A/D转换系器等片内外设灵活配置在端口I/O引脚,允许用户根据自己的特定应用,将内部外设资源分配给I/O引脚。

1.5 单片机的型号,型号介绍对于初学者来说,太过繁琐,可以不学。

1.6其他嵌入式处理器简介

数字信号处理器(DSP):数字信号处理器是非常擅长高速实现各种数字信号处理运算的嵌入式处理器。由于DSP的硬件结构和指令进行了特殊设置,因而其能够高速完成各种数字信号处理算法。这个处理器在《数字信号处理》《DSP接口及其原理》会学到。嵌入式微处理器:即通用计算机当中的CPU。

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