單片機誕生于1971年,經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段,早期的SCM單片機都是8位或4位的。其中較成功的是INTEL的8031,此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列MCU系統(tǒng)?;谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到后來還在普遍使用。隨著工業(yè)控制領域要求的提高,開始出現(xiàn)了16位單片機,但因為性價比不理想并未得到很普遍的應用。90年代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展,單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的普遍應用,32位單片機迅速取代16位單片機的地位,并且進入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片機的性能也得到了飛速提高,處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。的32位Soc單片機主頻已經(jīng)超過300MHz,性能直追90年代中期的專門用處理器,而普通的型號出廠價格跌落至1美元,較的型號也只有10美元。單片機是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。湖南寵物凈化設備單片機應用
MCS-51單片機在一塊芯片中集成了 CPU 、RAM、ROM、定時/計數(shù)器、多功能 I/O 口 和中斷控制等基本功能部件。1、單片機的中心部分是 CPU ,CPU 是單片機的大腦和心臟。2、程序存儲器用于存放編好的程序或表格常數(shù)。3、數(shù)據(jù)存儲器用于存放中間運算結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標志位等。4、定時/計數(shù)器實質(zhì)上是加法計數(shù)器,當它對具有固定時間間隔的內(nèi)部機器周期進行計數(shù)時 ,它是定時器;當它對外部事件進行計數(shù)時,它是計數(shù)器。5、I/O 接口的主要功能包括:緩沖與鎖存數(shù)據(jù)、地址譯碼、信息格式轉(zhuǎn)換、傳遞狀態(tài)(外 設狀態(tài))和發(fā)布命令等。6、中斷控制可以解決 CPU 與外設之間速度匹配的問題,使單片機可以及時處理系統(tǒng)中許 多隨機的參數(shù)和信息,同時,它也提高了其處理故障與應變能力的能力。長沙掃拖一體機器人單片機傳感器單片機自動完成賦予它的任務的過程,也就是單片機執(zhí)行程序的過程。
單片機設計在手機中的應用非常普遍,主要好處如下:1.節(jié)省空間:單片機是一種非常小型化的計算機芯片,可以在手機中占用很小的空間。與使用一個專門的控制板相比,單片機可以在占用更少的空間的情況下完成同樣的功效。2.提高效率:單片機可以使用中斷、定時器等硬件特性來響應外部事件,從而提高了手機的響應速度和實時性。3.降低功耗:單片機的功耗非常低,可以有效地降低手機的功耗和電池壽命。4.降低成本:單片機雖然無法處理復雜的運算,但對于手機這種應用場合,單片機已經(jīng)足夠。因此,使用單片機來完成手機的控制任務,可以降低手機的成本。5.穩(wěn)定性高:單片機集成的CPU、存儲器、I/O等功能非常穩(wěn)定,可以保證手機正常運行??偟膩碚f,單片機在手機中的應用非常普遍,可以提高手機的性能、降低成本、節(jié)省空間等優(yōu)點,是手機設計中不可或缺的一部分。
控制型單片機:這是按照單片機(Microcontrollers)大致應用的領域進行區(qū)分的。一般而言,工控型尋址范圍大,運算能力強;用于家電的單片機多為專門用型,通常是小封裝、低價格,外面器件和外設接口集成度高。 顯然,上述分類并不是惟一的和嚴格的。例如,80C51類單片機既是通用型又是總線型,還可以作工控用。單片機滲透到我們生活的各個領域,幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置,飛機上各種儀表的控制,計算機的網(wǎng)絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸,工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理,普遍使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng),錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制,以及程控玩具、電子寵物等等,這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械了。因此,單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。單片機原理是指一種在線式實時控制計算機的原理方式。
單片機主要有以下幾部分組成:1、中間處理器,這是單片機的中心,它可以產(chǎn)生信號,對數(shù)據(jù)進行運算和傳輸。2、程序存儲器:用于存儲指令和常用表格。3、數(shù)據(jù)存儲器:CPU對程序存儲器進行指令和數(shù)據(jù)的讀取,按照指令進行數(shù)據(jù)的運算,運算的結(jié)果存入數(shù)據(jù)存儲器中。4、計數(shù)定時器:具有計數(shù)功能的電路,可以通過定時或計數(shù),讓CPU停止運行的程序,去執(zhí)行特定安排的程序。5、串行接口:可與外部設備進行通信的接口,進行數(shù)據(jù)的輸入和輸出。6、中斷程序:中斷程序可以發(fā)出信號讓CPU停止正在運行的程序,一般有5個中斷源。7、時鐘電路:產(chǎn)生信號傳輸給單片機內(nèi)部的電路,讓它們有節(jié)奏地進行工作,時鐘信號的頻率越高,工作的速度也就更快。單片機可靠性比較強,即使單片機處于長時間的工作也不會存在故障問題。長沙掃拖一體機器人單片機傳感器
單片機在通電復位后8051內(nèi)的程序計數(shù)器(PC)中的值為‘0000’。湖南寵物凈化設備單片機應用
由于單片機在工業(yè)控制領域的普遍應用,單片機由芯片內(nèi)只有CPU的專門用處理器發(fā)展而來。較早的設計理念是通過將大量外面設備和CPU集成在一個芯片中,使計算機系統(tǒng)更小,更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。盡管2000年以后ARM已經(jīng)發(fā)展出了32位的主頻超過300M的單片機,直到基于8031的單片機還在普遍的使用。在很多方面單片機比專門用處理器更適合應用于嵌入式系統(tǒng),因此它得到了普遍的應用。事實上單片機是世界上數(shù)量較多的處理器,隨著單片機家族的發(fā)展壯大,單片機和專門用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。湖南寵物凈化設備單片機應用
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