单片机其实不难
对于大学读电子方面专业的同学们,肯定知道有这么一个神奇的元器件,它枯燥难懂,但也十分吸引人,它就是我们今天要讲的元器件--单片机
单片机作为工业控制领域里面最核心的部件,它存在于每一台机器,小到扫地机器人,大到飞机导弹,它无处不在,但人们对它们的存在却是知之甚少,就让作者和大家一起揭开它的层层面纱吧。
机器内部的控制板
单片机又称微控制器,它把一个计算机系统集成到一个芯片上。它像一台电脑一样,具备解决逻辑问题的能力,并且可以通过外部引脚进行信号的输入与输出。只需要根据逻辑去编写程序,就可以控制包括开关器件(继电器,mos管,三极管,晶闸管)、指示器件(显示屏,指示灯,喇叭)等,外加各类输入器件(各类感应器件,热敏光敏电阻等)而构成一整套控制系统
随着半导体工业的发展单片机已经发展得越来越厉害,从最初的4位单片机,到8位单片机(典型代表就是51内核类),还有16位,甚至32位(典型代表ARM内核类),市面上的单片机型号也是多如牛毛,但无论是多么厉害的单片机,其都是由以下几部分构成的。
32位的ARM内核单片机
Arduino也输于单片机
CPU--CPU是单片机内部负责进行算术运算的单元,它负责处理各类指令,包括对RAM的操作,ROM的操作,以及外设的控制等。 RAM--数据存储器,也称随机存储器,它负责存放一些CPU需要计算的数值的存放,包括运算过程产生的中间值。它只能在整个单片机供电的情况下才能存储数据, 一但 掉电,数据将丢失 。ROM --程序存储器,ROM是在整个系统未启动之前已经把数据烧录进去的一类存储器,原有的数据不会随着系统运行而改变,它即使在断电情况下也能存储数据,所有又叫做非易失性存储器,主要用来存储运行程序,和一些系统运行时所需要的一些参数 。时钟 --如果说CPU相当于人类的大脑,RAM就是人目前的记忆,而ROM就是本能的记忆(像人类的动作一样,比如如何吃饭,如何洗澡一样),那时钟就是心脏,它负责整个系统能持续运行下去的动力,CPU的每一个动作,都需要一个节拍来控制,而时钟就是这个节拍。 外设 --外设就是各种定时器 (用来统计时间),串口 (用来进行通信),ADC (模拟信号转数字信号,单片机内部是基于数字信号的,用于输入模拟信号),DAC (数字转模拟,用于输出模拟信号),GPIO (就是IO口,用于输出信号),PWM (用于控制输出PWM信号)等,除了系统核心外的都统称为外设,还有一些厉害的单片机,还具备有以太网下图是作者对于单片机内部的注释,分为三部分,分别是系统核心,外设,时钟
51内核单片机内部图
只要我们理解单片机内部的每一部分的作用,再配合单片机的数据手册对于单片机的使用就会变得信手掂来。好了,因篇幅有限,单片机就先说到这里了,之后可能要写一下关于如何编写代码操作单片机的内容,快来关注我吧,一起学习,一起进步,谢谢大家的阅读!
单片机是什么?和PLC相比哪个更好?
很多人问,单片机和PLC哪个好学? 今天咱们就来说说这个问题。
单片机是微型计算机系统,属于微控制器的其中一种,PLC的全称是可编程逻辑控制器,从名字上来看这二者肯定有相通之处,但又互相区别。
对于单片机好学还是PLC好学的问题,总的来看,PLC因为入门简单,所以更适合新手,更容易上手和入门,口说无凭,一起来看看原因。
单片机的确功能比PLC强大,但功能越强越广,就意味着电路也会很复杂,,单片机的编程语言C语言或汇编语言相较于梯形图来说,没那么容易懂。总而言之,想学单片机,你不仅得有计算机硬件基础。还要会C语言编程,而且对电路这方面也要多多了解。
接下来具体分析在这几个方面的单片机和PLC的优劣势。
1、编程语言
PLC的编程语言有:梯形图语言(LD)、指令表语言(IL)、功能模块图语言(FBD)、顺序功能流程图语言(SFC)、结构化文本语言(ST)。
梯形图是应用较多的,因为它有点像电气控制中继电器线圈和触电动作之间的关系,如果学过继电器-接触器控制的话,入门就容易很多,所以很多电气控制人员选择它,新手用梯形图进行编程也会容易一些。
单片机的编程语言是C语言或汇编语言,也采用自带的编程语言(如51单片机的ASM语言)。
单片机指令代码多且复杂,所以编程要更难一些,尤其是涉及到更复杂项目程序会更难,因为不仅要懂英文,还要懂数制,如果有计算机基础的人可能会好一些。
2、硬件
单片机价格低,下面这张图就是他的开发板,中间的最大的STC就是单片机开发板的核心芯片,从图上可看出,它的外设输入、输出是比较多的。且单片机的控制电路需要用户自己设置。
PLC的外观看起来就很简洁,因为它的接口、电源、抗干扰电路都被设计在PLC内部,因此学习并操作时,在电路方面花费的时间和精力就比较少,主要的重点是学会用梯形图控制各个输出端口,梯形图对于新手来说,往往容易上手。并且添加扩展模块就可以实现其他功能,但PLC的价格比单片机贵。
3、应用领域
单片机的领域比PLC广,可以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,技术含量高,使用灵活,但是工作量较大,抗干扰、模块化要求低。开发消费电子、商业应用的电子、玩具、家电等可以选择单片机。
但要知道单片机只是一个芯片,所以电路比较复杂,初学者经常会面临抗干扰能力不强,现信号失真,干扰过大的问题。但对于经验丰富者来说也不算事。
很多人说单片机在工业领域可以代替PLC,我只能说在工业领域,多数自动控制的大型设备还是要用PLC来完成。在设计之初,PLC就更注重于工业应用,对于防干扰、设备接口、联网、模块化都有完善的技术支撑,使用方便简单,开发设计周期短。例如,自动化生产线,就必须用PLC来做。单片机只能用来开发一些补充设备。
总的来说:如果你是新手或是电工,又或是准备在工业领域发展,建议你先学PLC,如果后续有需要可以再学单片机。每个人的情况不同,依据个人需求做选择才是最佳的。
还有,这年头一技在手,天下我有的情况太少,有的公司之前只有单片机,后来公司产品扩展转型,就对PLC也有需求,作为东家,肯定希望自己的员工也能会PLC。所以,在外工作,学习能力很重要。 很多东西只是开头难,学到后面就会融会贯通,一通百通。
往期优秀文章回顾:
举例说明PLC编程中的进制数,新手也能看懂的基础
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