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。
单片机的应用
由于单片机具有显著的优点,它已成为科技领域的有力工具,人类生活的得力助手。它的应用遍及各个领域,主要表现在以下几个方面:
(1)单片机在智能仪表中的应用 单片机广泛地用于各种仪器仪表,使仪器仪表智能化,并可以提高测量的自动化程度和精度,简化仪器仪表的硬件结构,提高其性能价格比。
(2)单片机在机电一体化中的应用 机电一体化是械工业发展的方向。机电一体化产品是指集成机械技术、微电子技术、计算机技术于一体,具有智能化特征的机电产品,例如微机控制的车床、钻床等。单片机作为产品中的控制器,能充分发挥它的体积小、可靠性高、功能强等优点,可大大提高机器的自动化、智能化程度。
(3)单片机在实时控制中的应用 单片机广泛地用于各种实时控制系统中。例如,在工业测控、航空航天、尖端武器、机器人等各种实时控制系统中,都可以用单片机作为控制器。单片机的实时数据处理能力和控制功能,可使系统保持在最佳工作状态,提高系统的工作效率和产品质量。
(4)单片机在分布式多机系统中的应用 在比较复杂的系统中,常采用分布式多机系统。多机系统一般由若干台功能各异的单片机组成,各自完成特定的任务,它们通过串行通信相互联系、协调工作。单片机在这种系统中往往作为一个终端机,安装在系统的某些节点上,对现场信息进行实时的测量和控制。单片机的高可靠性和强抗干扰能力,使它可以置于恶劣环境的前端工作。
(5)单片机在人类生活中的应用 自从单片机诞生以后,它就步入了人类生活,如洗衣机、电冰箱、电子玩具、收录机 等家用电器配上单片机后,提高了智能化程度,增加了功能,倍受人们喜爱。单片机将使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。 综合所述,单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。另一方面,单片机应用的重要意义还在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:
1.在智能仪器仪表上的应用
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。
2.在工业控制中的应用
用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。
3.在家用电器中的应用
可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。
4.在计算机网络和通信领域中的应用
现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。
相关问答
什么是 单片机应用 系统?1单片机:单片机就是将CPU、存储器、定时计数器、I/O接口电路等集成在一个芯片。也叫单片微型计算机。2单片机系统:以单片机为核心的控制系统。3单片机应...
单片机 ,什么是串行口,什么是并行口? - 小葵的杂货铺 的回...串口数据是按1位为单位传输数据的口,51单片机是P3.0、P3.1组成串口。并口是以1字节为单位传输数据的口,51单片机一般以P0口扩展并口。两种接口都是...
请讨论"微机原理 与接口技术 "和 单片机 ,EDA,PLC的联系与区别?EDA技术范围最广,包括单片机,使用的语言很多C,VHDL等等,EDA就是比较宏观上的技术了。单片机其实就算是一种芯片的使用吧,最小系统。常见的单片机编程C语言了...
单片机 ,什么是串行口,什么是并行口? - 小小一个小明 的回...两种接口都是用来传送二进制数据的接口形式。串行接口,一般有一根时钟线,一根数据线,一个时钟周期传送二进制1位,要传送一个字节至少需要8个时钟周...
单片机 有几个输入输出 接口 ,分别叫什么?经典51系列的I/O口(输入输出接口)一般是四组,分别P0~P3,其中每组8个端,如P0.0~P0.7。(具体的你可以查相应的器件手册)经典51系列的I/O口(输入输出接口)一般...
i2c总线 接口 芯片有哪些IIC一般用模拟的较多,就是用普通IO口来模拟IIC时序,网上可以很容易找到相应的代码。但是有很多单片机还是有IIC硬件模块的,比如AVR系列的单片机是自带基于状态...
如何把传感器的接收的信号传入到 单片机 内 接口 电路?你好,要将传感器的接收信号传入到单片机内的接口电路,可以按照以下步骤进行操作:1.确定传感器的输出信号类型:传感器的输出信号可以是模拟信号或数字信号。...
微机原理 与接口技术 好学嘛,就是对从来没学过的人?学过一点 单片机 ?...其实这门课程还是比较好学的,难点在于X86汇编语言这关比较难过,学任何一门理工的原理性课程,汇编都是难点,80%的人可能都倒在这上面。但这又是不能迂回逃...
有关51 单片机 AD转换 接口 中,采样、保持电路的作用是什么?省略...[最佳回答]1采样、保持电路的作用:快速采样然后保持该采样值在AD转换的时间内不变,快速采样可以得到理想的(能反映原模拟信号特征)的采样信号;保持该采样值不...
32 单片机接口 做什么?单片机虽然集成了较多的外设电路,但是并不能完全覆盖所有的功能。在用到开发板上所没有的功能时,需要自己通过引线搭建电路,由于单片机的引脚是以插针的方式引...