发表于:2007-05-24 09:48:00
楼主
什么是单片机,单片机有什么用
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。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。
可以说,二十世纪跨越了三个“电”的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过,这种电脑,通常是指个人计算机,简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成(如图1所示)。还有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机(亦称微控制器,如图2所示)。顾名思义,这种计算机的最小系统只用了一片集成电路,即可进行简单运算和控制。因为它体积小,通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中,起着有如人类头脑的作用,它出了毛病,整个装置就瘫痪了。现在,这种单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在
产品名称前冠以形容词——“智能型”,如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品,不是电路太复杂,就是功能太简单且极易被仿制。究其原因,可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
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。
学习单片机是否很困难呢?应当说,对于已经具有电子电路,尤其是数字电路基本知识的读者来说,不会有太大困难,如果你对PC机有一定基础,学习单片机就更容易。为使绝大多数读者能用上单片机。我们这里将尽量按深入浅出、删繁就简、理论联系实际的原则把单片机的基本工作原理、使用方法交给读者,以达到把大家领进单片机之“门”的目的。不过,单片机和PC机一样,是实践性很强的一门技术,有人说“计算机是玩出来的”,单片机亦一样,只有多“玩”,也就是多练习、多实际操作,才能真正掌握它。因此,本讲座会提供各种练习和实验,并介绍一些适用于初学者且性价比较高的单片机和开发系统的货源。你只有认真完成成这些实践环节,才能为进一步深造,打好基础。
“入门既不难,深造也是办得到的”,只要你有恒心、有决心,跟随我们的“连载”一步步走下去,将来就一定能在单片机世界里遨游。
单片机常用术语
常用术语(位、字节、字、地址、总线、存贮器)
一、常用术语解释
1. 总线( Bus ):是指从任意一个源点到任意一个终点的一组传输数字信息的公共通道。
有三种总线 : 地址总线( Address Bus ) AB 是单向的,由 CPU 发出;
数据总线 ( Data Bus ) DB 是双向的;
控制总线 ( Control Bus ) CB 有的是输出的,有的是输入的。
2. 位( bit ): binary digit 的简写。
3. 字节( byte ):一个字节就是相邻的 8 位二进制数,即 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0. 如 10110011 的 D4 是 1 , D6 是 0 。
4. 字( word ):在计算机中和信息处理系统中,在存贮、传送或操作时,作为一个单元的一组字符或一组二进制数。通常是 16 位构成一个字在计算机中用。
5. 存贮器( Memory ):存贮器由存贮矩阵、地址译码器、读写控制、三态双向缓冲器等部分组成。
程序存贮器 ROM: 由芯片制造厂家掩膜编程的只读存贮器。
EPROM: 可擦除可编程ROM,要用紫外光照射窗口一定时间。
OTP:one time program,只能写一次的ROM。
EEPROM: 可电擦除可编程ROM。
Flash Memory:集成度高、成本低、体积小、电擦除,读写方便等。
数据寄存器(RAM): 静态RAM( SRAM):
动态RAM( DRAM): 需要 数据保存刷新电路。
(SDRAM):
6.存贮地址(Memory Address): 用来定义每个存贮单元。每个单元能存放8位二进制数,即1个字节的二进制数。为了区分不同的单元,每个存贮器都有一个地址,以供CPU寻址,操作。
二、评价微机的标准
计算速度:通常是指时钟频率的高低。
字长:几位机即微处理机的字长。
存贮容量 :存贮容量通常指CPU的寻址范围,取决于地址总线的长短。
指令系统:CPU能识别的指令编码。
I/O接口:指与输入/输出设备连接的接口。
单片机发展趋势
现在可以说单片机是百花齐放,百家争鸣的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,有与主流C51系列兼容的,也有不兼容的,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。
纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势,大致有:
1.低功耗CMOS化
MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。
2.微型单片化
现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。
此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。
3.主流与多品种共存
现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为