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单片机也被称为单片微控器,属于一种集成式电路芯片。在单片机中主要包含CPU、只读存储器ROM和随机存储器RAM等,多样化数据采集与控制系统能够让单片机完成各项复杂的运算,无论是对运算符号进行控制,还是对系统下达运算指令都能通过单片机完成。 由此可见,单片机凭借着强大的数据处理技术和计算功能可以在智能电子设备中充分应用。简单地说,单片机就是一块芯片,这块芯片组成了一个系统,通过集成电路技术的应用,将数据运算与处理能力集成到芯片中,实现对数据的高速化处理。
单片机的硬件特征:
1、单片机的体积比较小, 内部芯片作为计算机系统,其结构简单,但是功能完善,使用起来十分方便,可以模块化应用;
2、单片机有着较高的集成度,可靠性比较强,即使单片机处于长时间的工作也不会存在故障问题;
3、单片机在应用时低电压、低能耗,是人们在日常生活中的首要选择, 为生产与研发提供便利;
4、单片机对数据的处理能力和运算能力较强,可以在各种环境中应用,且有着较强的控制能力。
单片机的基本功能:
1、8位数据总线,16位地址总线的CPU;
2、具有布尔处理能力和位处理能力;
3、采用哈佛结构,程序存储器与数据存储器地址空间各自立,便于程序设计;
4、相同地址的64KB程序存储器和64KB数据存储器;
5、0-8KB片内程序存储器(8031无,8051有4KB,8052有8KB,89C55有20KB);
6、128字节片内数据存储器(8051有256字节);
7、32根双向并可以按位寻址的I/O线;
8、两个16位定时/计数器(8052有3个);
9、一个全双工的串行I/O接口;
10、多个中断源的中断结构,具有两个中断级;
11、片内时钟振荡器。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、设备的智能化管理及过程控制等领域:
1、智能仪器: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、电流、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(电压表、功率计,示波器,各种分析仪);
2、工业控制:单片机具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点,用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统、通信系统、信号检测系统、无线感知系统、测控系统、机器人等应用控制系统。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、家用电器:家用电器广泛采用了单片机控制,从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备和白色家电等;
4、网络和通信: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的物质条件,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;
5、汽车电子:单片机在汽车电子中的应用非常广泛,例如汽车中的发动机控制器,基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器、GPS导航系统、abs防抱死系统、制动系统、胎压检测等;
此外,单片机在工商、金融、科研、教育、电力、通信、物流和航空航天等领域都有着十分广泛的用途。
单片机作为计算机发展的一个重要分支领域,根据发展情况,从不同角度,单片机大致可以分为通用型、型、总线型、非总线型及工控型、家电型。
1、通用型:这是按单片机适用范围来区分的。例如,通用型单片机,它不是为某种用途设计的;型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的;
2、总线型:这是按单片机是否提供并行总线来区分的。总线型单片机普遍设置有并行地址总线、 数据总线、控制总线,这些引脚用以扩展并行器件都可通过串行口与单片机连接。另外,许多单片机已把所需要的器件及外设接口集成一片内,因此在许多情况下可以不要并行扩展总线,大大减省封装成本和芯片体积,这类单片机称为非总线型单片机;
3、控制型:这是按照单片机大致应用的领域进行区分的。一般而言,工控型寻址范围大,运算能力强;用于家电的单片机多为型,通常是小封装、格,器件和外设接口集成度高。 显然,上述分类并不是惟一的和严格的。
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