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  • 单片机是单片微型计算机的简称,因为单片机首要用于管束范畴,所以海内上群体将单片机称作微型管束器,单片机与微型计算机但凡CPU、存储器和输出/输出接口等组成的,但二者又有所不同,微型计算机和单片机的底子...

    单片机是单片微型计算机的简称,因为单片机首要用于管束范畴,所以海内上群体将单片机称作微型管束器,单片机与微型计算机但凡由CPU、存储器和输出/输出接口等组成的,但二者又有所不同,微型计算机和单片机的底子构造分别如图

    d0fd108704186ffa9483ab4c23a5178b.png

    或是看出,将CPU、存储器和输出/输出接口等部件布置在电路板上,内部输出/输出配备通过电路板上的接插件与输出/输出接口连接起来就组成为了微型计算机;假设将CPU、存储器和输出/输出接口等做在一块集成电路内部,这种集成电路就是单片机,输出/输出配备通过单片机的引脚与内部输出/输出接口连接。

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    图示就是一个具有40个引脚的单片机,其内部集成为了 CPU、存储器和输出/输出接口等,微型计算机或是依照必要更换电路板上的CPU、存储器和输出/输出接口部件,从而汲引屈就和扩大功能;而单片机是无法更换CPU、存储器和输出/输出接口的(因为它们都做在一块集成电路内部),假设要进行复杂的管束,或是选怠懈能强大的单片机。

    与单片机斗劲,微型计算机具有屈就高、功能强的本性,但其价值卑贱,并且体积大,所以在一些不是很复杂的管束方面,如电动玩具、缤纷闪动的霓虹灯和家用电器中完全或是采用价值低贱的单片机来进行管束。

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  • 单片机是单片微型计算机的简称,由于单片机主要用于控制领域,所以国际上通常将单片机称作微型控制器,单片机与微型计算机都是CPU、存储器和输入/输出接口等组成的,但两者又有所不同,微型计算机和单片机的基本...

    单片机是单片微型计算机的简称,由于单片机主要用于控制领域,所以国际上通常将单片机称作微型控制器,单片机与微型计算机都是由CPU、存储器和输入/输出接口等组成的,但两者又有所不同,微型计算机和单片机的基本结构分别如图

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    可以看出,将CPU、存储器和输入/输出接口等部件安装在电路板上,外部输入/输出设备通过电路板上的接插件与输入/输出接口连接起来就组成了微型计算机;如果将CPU、存储器和输入/输出接口等做在一块集成电路内部,这种集成电路就是单片机,输入/输出设备通过单片机的引脚与内部输入/输出接口连接。

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    图示就是一个具有40个引脚的单片机,其内部集成了 CPU、存储器和输入/输出接口等,微型计算机可以根据需要更换电路板上的CPU、存储器和输入/输出接口部件,从而提升性能和扩展功能;而单片机是无法更换CPU、存储器和输入/输出接口的(因为它们都做在一块集成电路内部),如果要进行复杂的控制,可以选用功能强大的单片机。

    与单片机相比,微型计算机具有性能高、功能强的特点,但其价格昂贵,并且体积大,所以在一些不是很复杂的控制方面,如电动玩具、缤纷闪烁的霓虹灯和家用电器中完全可以采用价格低廉的单片机来进行控制。

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  • 本文主要讲了51单片机内部有什么部件组成,希望对你的学习有所帮助。
  • 单片机组成

    2014-07-23 22:47:26
    mcs51单片机的详细组成
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  • 中央处理器(控制器、运算器)、存储器、定时器/计数器、并行I/O接口、串行I/O接口、中断系统等组成的一个大规模或超大规模的集成电路芯片,只要连接晶振、复位电路即可构成单片机最小系统。为了便于大家理解,...

    0·标题起的有点大,我查阅了不少资料,再结合自身的经验做一些判断和说明,这些都仅仅供给您参考。

    1·单片机是什么?

    单片机是单片微型计算机的简称,是由中央处理器(控制器、运算器)、存储器、定时器/计数器、并行I/O接口、串行I/O接口、中断系统等组成的一个大规模或超大规模的集成电路芯片,只要连接晶振、复位电路即可构成单片机最小系统。为了便于大家理解,我绘制了下面这个图片:

    图1-1 单片机基本组成

    以上6个概念,加上“总线”这7个概念我在此不再赘述,可以查找相关书籍或者资料来自行理解,这里我只用通俗的说法做一下解释,希望能够帮助你有个大概的了解。

    1. 时钟振荡器:作为一个频率源,主要的作用就是给单片机提供一定频率的交变电流信号,通俗的讲就是给单片机“打节拍”,单片机执行的所有操作都必须在节拍的控制下进行,因为在需要时序的场合(比如IIC、UART通讯)就必须依赖始终振荡器产生的频率;对于AT89C52单片机经常使用11.0592MHz或者12MHz的晶振来为单片机提供系统时钟,STM32单片机经常选用8MHz晶振提供;除了外置晶振电路外,还有一些单片机内部就包含了晶振电路如N76E003(新唐单片机)就在内部提供振荡电路;
    2. 定时器/计数器:当我们确定了晶振频率之后,我们就很容易能够计算时间(具体的计算有些复杂,后续会说)。在需要使用定时器的时候我们就可以打开时钟来开始计时,一些常使用的场景就是精准延时、产生固定频率的PWM波形等。此外单片机内部也有一个计数器,主要作用就是对外部事件进行计数,通过外部中断来实现。
    3. 存储器:单片机的存储器包括程序存储器(flash ROM)和数据存储器(data RAM),主要的功能就是来存放程序和数据。程序是用来知识计算机如何操作,数据则是计算机操作的对象。如果你觉得单片机内部的存储器太小,也可以扩展外部存储器。下表为几种常用单片机的ROM和RAM大小表:
    表1-1 常用单片机程序存储器和数据存储器大小
    单片机名称ROMRAM
    AT89C528KB256B*
    STC89C528KB512B
    STM32F103C8T664KB20KB
    LPC1768FBD100512KB64KB

    注:*:在keil UV4环境下选择AT89C52时,RAM大小为128B;

     

         4.I/O接口:I/O接口分为两类:并行I/O接口和串行I/O接口。其中并行I/O接口通常是独立的双向I/O接口,一般可软件配置为输入输出模式;串行I/O接口用于单片机和串行设备或者其他单片机之间的通讯。AT89C52单片机的并行I/O接口AD、DA端,一般增强型51或者stm32单片机都有单独的用于AD、DA转换的复用端口。当你想用AT89C52来实现ADC或者DAC时就需要加入别的模块来实现功能。

         5.总线:元器件之间的连线是我们看得见摸得着的连接,在单片机内部也有这样的连接线,虽然我们看不着,但是在控制器、运算器、存储器和I/O接口之间都有线相连接,分别被称为数据总线(Data Bus)、地址总线(Address Bus)和控制总线(Conrol Bus);需要注意的是除地址总线为单向总线外,其余两类总线为双向总线。

    2.单片机有什么用处?

    “单片机控制性能和可靠性高;体积小、价格低、易于产品化;外部扩展能力强;性能高、速度快;低功耗、低电压”。单片机在我们的生活中应用十分广泛,它处在我们生活中的各个角落。我之前学习单片机都觉得单片机只存在于自己的开发板上,时间久了慢慢发现,图书馆楼下的存储柜(超市的存储柜)里面用的就是简单51单片机,学校里的快递自提柜用的arm单片机,宿舍楼下的自助洗衣机、自动售卖机、玩具机器人、学校老旧的示波器(做实验时偶然拆开)、门禁卡等等几乎在我们生活的各个角落我们都和单片机有过接触。

    单片机主要应用的领域包括:①·智能仪器仪表;②·工业自动化;③·机电一体化产品;④·交通导航;⑤·医疗器械;⑥·家用电器。我个人比较智能家居、智能医疗设备、工业控制这三个方向。

    现在提倡的工业4.0就是在推崇更智能化、信息化的工厂,一些传统企业想要跟上节奏就必须做生产上的升级,这是一个很好的时机,学好单片机才能够抓住这个时机的尾巴。除了衣食住行,我们也离不开的就是医院了,每个人都会生病,能够做好一款医疗的检测或者辅助设备,也会给我们制造一个发展机会。智能家居概念火了一段时间了,但是目前这个行业发展的还不算成熟,生态系统还没有建成,市场认可度普遍比较低,如果我们坚持关注这个行业的发展,我相信未来还是有很大的机遇的。

    3.单片机以后发展趋势怎么样?

         1.对于单片机以后的发展趋势:

         对于单片机来说,以后的发展可以概括为,更低的功耗,更小的体积,主流单片机和多品种共存。详细介绍请自行查阅。

         2.对于单片机从业者以后的发展趋势:

         为了更好地适应新的需求,无论是工业控制还是生活需求,单片机行业肯定会继续开发功能更强大的单片机,功能更多,性能更好,然而单片机的基础都是相通的。从我本科时就有学长告诉我好好学习51单片机,这个是基础。这些年做了些许项目,用了不同种类的单片机,回头发现这款普通的单片机就是最简单的。功能虽然不多,但是该有的功能都具备,有串口,有普通IO口,有定时器计数器,有中断等,这些基础的功能就足够我们来学习和认知单片机。

        入对门,摆正心态。单片机就像是凿子或者锤子这样的工具,拿到手里就可以使用。一个外行人或者一个小朋友拿到手里不多久也许就会使用了,但是如果你想让他短时间内雕刻一个高水平的雕塑就需要经验积累和耐心了。对自身要求高,不急于得到结果,我想这才是做单片机项目开发应当有的心态。

    学好51单片机需要有C语言基础,懂一些电路知识,可以自学《数电》、《模电》。如果想更进一步还需要学习《数据结构》。这些都是单片机从业者最基本的需求。当我们有了这些基础知识,就可以接触一些小的项目,来实践和检验自己的认知。这个行业就是一个不断学习,螺旋上升的行业,你需要保持学习的态度,不断地注入新的知识和经验才能保持不落后,我想,这就是适应以后单片机行业未来趋势的最好方法。

     

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  • 本文先容一种噪声自动定位系统可以减小工作量并且精度高,他是80C552 单片机为核心与DME2000 光电间隔检测器构成的自动定位装置来进行噪声丈量 ,通过LCD 显示工作状态具有很高的性能价格比,极具推广价值。
  • 本文介绍一种噪声自动定位系统可以减小工作量并且精度高,他是80C552[1]单片机为核心与DME2000[2]光电距离检测器构成的自动定位装置来进行噪声测量,通过LCD显示工作状态具有很高的性能价格比,极具推广价值。
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  • 系列单片机组成

    2013-05-15 12:52:17
    MCS-51系列单片机组成原理
  • 单片机入门——单片机的基本构成及工作原理(1)

    万次阅读 多人点赞 2018-03-31 11:30:21
    单片机入门系列讲座中,首先学习单片机的基本构成和工作原理、以及外围功能电路,然后,挑战一个实际单片机的运行。单片机是控制电子产品的大脑现如今,我们生活中的许多电器都使用了单片机。例如:手机、电视机、...
    

    有了电子电路和数字电路的基础知识,就可以开始学习嵌入式系统的核心元件-单片机。从本期开始我们将为大家介绍单片机的基础知识。


    在单片机入门系列讲座中,首先学习单片机的基本构成和工作原理、以及外围功能电路,然后,挑战一个实际单片机的运行。


    单片机是控制电子产品的大脑


    现如今,我们生活中的许多电器都使用了单片机。例如:手机、电视机、冰箱、洗衣机、以及按下开关,LED就闪烁的儿童玩具。那么,单片机在这些电器中究竟做了些什么呢?


    单片机是这些电器动作的关键,是指挥硬件运行的。例如:接收按钮或按键的输入信号,按照事先编好的程序,指挥马达和LCD的外围功能电路动作。


    那么,单片机是如何构成的呢?(图1)


    单片机是由CPU、内存、外围功能等部分组成的。如果将单片机比作人,那么CPU是负责思考的,内存是负责记忆的,外围功能相当于视觉的感官系统及控制手脚动作的神经系统。


    图1:单片机的构成要素


    尽管我们说CPU相当于人的大脑,但是它却不能像人的大脑一样,能有意识的、自发的思考。CPU只能依次读取并执行事先存储在内存中的指令组合(程序)。当然CPU执行的指令并不是“走路”、“讲话”等高难度命令,而是一些非常简单的指令,象从内存的某个地方“读取数据”或把某个数据“写入”内存的某个地方,或做加法、乘法和逻辑运算等等。然而这些简单指令的组合,却能实现许多复杂的功能。


    会思考的CPU


    让我们从CPU的构成来了解它的作用吧。(图2)


    图2:CPU的作用


    程序计数器
    CPU读取指令时需要知道要执行的指令保存在内存的什么位置,这个位置信息称为地址(相当于家庭住址)。程序计数器(PC)就是存储地址的寄存器。通常,PC是按1递增设计的,也就是说,当CPU执行了0000地址中的指令后,PC会自动加1,变成0001地址。每执行一条指令PC都会自动加1,指向下一条指令的地址。可以说,PC决定了程序执行的顺序。


    指令解码电路
    指令解码电路是解读从内存中读取的指令的含义。运算电路是根据解码结果操作的。确切地讲,指令解码电路就是我们在“数字电路入门(2)”中学过的解码电路,只不过电路结构稍微复杂些,所以,指令解码电路的工作原理就是从被符号化(被加密)的指令中,还原指令。

    运算电路
    运算电路也称为ALU(Arithmetic and Logic Unit),是完成运算的电路。能进行加法、乘法等算术运算、也能进行AND、OR 、BIT-SHIFT等逻辑运算。运算是在指令解码电路的控制下进行的。通常运算电路的构成都比较复杂。

    CPU内部寄存器
    CPU内部寄存器是存储临时信息的场所。有存储运算值和运算结果的通用寄存器,也有一些特殊寄存器,比如存储运算标志的标志寄存器等。也就是说,运算电路进行运算时,并不是在内存中直接运算的,而是将内存中的数据复制到通用寄存器,在通用寄存器中进行运算的。

    CPU的工作原理


    让我们通过一个具体运算3+4,来说明CPU的操作过程吧。


    假设保存在内存中的程序和数据如下。



    步骤1:当程序被执行时,CPU就读取当前PC指向的地址0000中的指令(该操作称为指令读取)。经过解码电路解读后,这条指令的意思是“读取0100地址中的内容,然后,保存到寄存器1”。于是CPU就执行指令,从0100地址中读取数据,存入寄存器1。


    寄存器1: 0→3(由0变为3)
    由于执行了1条指令,因此,PC的值变为0001

    步骤2:由于PC的值为0001,因此CPU就读取0001地址中的指令,经解码电路解码后,CPU执行该指令。然后PC再加1。


    寄存器2:0→4(由0变为4)
    PC:0001→0000


    步骤3:由于PC的值为0002,因此CPU从0002地址中读取指令,送给指令解码电路。解码结果是:将寄存器1和寄存器2相加,然后将结果存于寄存器1。


    寄存器1:3→7

    PC:2→3


    于是3+4的结果7被存于寄存器1,加法运算结束。CPU就是这样,依次处理每一条简单的指令。


    能记忆的内存


    内存是单片机的记忆装置,主要记忆程序和数据,大体上分为ROM和RAM两大类。


    ROM


    ROM(Read Only Memory)是只读内存的简称。保存在ROM中的数据不能删除,也不会因断电而丢失。ROM主要用于保存用户程序和在程序执行中保持不变的常数。


    大多数瑞萨 (Renesas)的单片机都用闪存作为ROM。这是因为闪存不仅可以象ROM一样,即使关机也不会丢失数据,而且还允许修改数据。

    RAM


    RAM(Random Access Memory)是可随机读/写内存的简称。可以随时读写数据,但关机后,保存在RAM中的数据也随之消失。主要用于存储程序中的变量。


    在单芯片单片机中(*1),常常用SRAM作为内部RAM。SRAM允许高速访问,但是,内部结构太复杂,很难实现高密度集成,不适合用作大容量内存。


    除SRAM外,DRAM也是常见的RAM。DRAM的结构比较容易实现高密度集成,因此,比SRAM的容量大。但是,将高速逻辑电路和DRAM安装于同一个晶片上较为困难,因此,一般在单芯片单片机中很少使用,基本上都是用作外围电路。


    (*1)单芯片单片机是指:将CPU,ROM,RAM,振荡电路,定时器和串行I/F等集成于一个LSI的微处理器。单芯片单片机的基础上再配置一些系统的主要外围电路,而形成的大规模集成电路称为系统LSI。


    “为何要使用单片机……”


    为什么很多电器设备都要使用单片机呢?


    让我们用一个点亮LED的电路为例,来说明。如图3所示,不使用单片机的电路是一个由LED,开关和电阻构成的简单电路。



    图3:不安装单片机的LED电路


    使用单片机的电路如图4所示。

    图4:安装单片机的LED电路图


    很显然,使用单片机的电路要复杂得多,而且设计电路还要花费精力与财力。好象使用单片机并没有什么优点。但是,现在下结论还为时尚早。


    如果我们让这个电路做一些比较复杂的操作,会怎么样呢。例如:如果希望LED在按下开关后,经过一段时间再点亮或熄灭,那么,对于安装有单片机的电路来说,只需更改单片机中的程序就可以了,并不需更改原电路。另一方面,对于没有单片机的电路来说,就必须在元电路中加入定时器IC,或者用标准逻辑IC和
    FPGA构成逻辑电路,才能实现这个功能。


    也就是说,在更改和添加新功能时,带有单片机的电路显然更加容易实现。这正是电器设备使用单片机的原因。单片机可真是个方便的东西哦!

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空空如也

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单片机由什么组成